汉江集团铝业公司电解铝分公司电解三车间QC小组--降低200kA电解铝预焙槽的吨铝直流电耗

1、2006年QC小组活动材料降低200kA电解铝预焙槽的吨铝直流电耗课题类型：现场型小组名称：汉江集团铝业公司电解铝分公司电解三车间QC小组发 表 人：王宇1.小组概况小组名称：汉江集团铝业公司电解铝分公司电解三车间QC小组课题名称：降低200kA电解铝预焙槽的吨铝直流电耗成立时间：2005年1月活动时间：2005年8月2005年11月小组成员：（见表1）表1 QC小组成员列表姓名性别文化程度职务组内职务王宇男硕士技术员组长仲丹男大专厂房主任副组长向建江男大专车间主任组员简单军男大专车间副主任组员陈万先男大专车间副主任组员2.选题理由2.1选题意义2005年7月，市场Al2O3价格攀升至4700

2、元/吨，造成生产成本的进一步提高，同时铝锭单价却一直在16700元/吨徘徊；电解三车间五万吨生产系统，系外购协议供电模式，电价为0.345元/度，使得五万吨相对于原铝业公司3+2系统生产成本又进一步提高；目前，我公司Al2O3供应日趋紧张，整个十万吨系统随时会面临“断粮”的危险，公司于2005年9月对我车间40台电解槽进行停槽处理，这无形给我车间形成一种压力；我车间自2005年初以来，电流效率持续下滑，吨铝电耗持续上升，槽工作情况逐渐呈恶化趋势，如不及时解决，可能会使槽技术条件严重破坏。面对上述困境，电解三车间不得不在这次QC活动中寻求一条稳定生产，节能降耗，提产增效的途径，来为企业创造更多利

3、润，实现更多价值。2.2选定课题降低200kA电解铝预焙槽的吨铝直流电耗3.现状调查从图1可以看出，三车间一区在2005年57月，吨铝直流电耗明显上升，7月时吨铝直流电耗达到13509.12kWh/t-Al，比设计指标13397.00kWh/t-Al高出112.12kWh/t-Al。设计值13400134501350013550567吨铝直流电耗/ kWh/t-Al月月月图1 2005年57月一区吨铝直流电耗情况3.活动目标3.1目标确认吨铝直流电耗达到设计要求13397 kWh/t-Al（见图2）。吨铝直流电耗/ kWh/t-Al133001335013400134501350013550活

4、动前目标值13509.1213397图2 目标柱状图3.2目标依据五万吨吨铝电耗设计值为13397 kWh/t-Al，只要通过良好的技术条件摆布，严格的生产运营管理，完全可以达到目标要求；一区直流电耗于04年12月05年2月平均吨铝直流电耗达到13426 kWh/t-Al，非常接近设计目标；五万吨系统设计先进，后期管理严格有效，为后面正常生产提供了良好的基础；4.原因分析经过小组讨论分析，认为造成一区吨铝直流电耗偏高的主要原因可能有以下几个方面（见图2）：吨铝直流电耗偏高生产工艺问题阴极电压高极距过低电解质温度高铝水平过低槽底破损操作规程，规章制度不完善车间管理监督力度不够生产原料和供电问题生

5、产设备问题生产管理问题上部打壳下料系统问题频率过高槽型，磁场设计不合理槽控箱自动控制系统误控问题Al2O3，阳极，氟盐，冰晶石原料质量不符合生产标准供电系统不稳定槽底沉淀结壳效应分摊电压高电解质成分差效应系数高分子比不合理效应电压高Al2O3浓度过高氟盐含量不合理上槽阳极组装质量合格率过低电解质水平过低生产操作质量差图2 1区技术指标偏低的主要原因分析5.要因分析我们继续对上节中的末端要因进行鉴定，并排除了一部分影响因素，最终要因确认结果如表2所示：表2 要因确认表项目末端要因确认内容确认方法确认要求结果确认人是否要因1效应系数过高分析计算各槽月效应系数直接从计算机终端读取效应个数，再进行计算

6、0.3次/槽·日0.28次/槽·日，略低仲丹否2效应电压高分析月平均效应电压直接从计算机终端读取，并平均3035V32V，正常王宇否3分子比不合理对槽电解质取样送质检中心检验用样模对槽电解质取样，并用分光镜进行测量2.322.38，略高仲丹否4Al2O3浓度过高对槽电解质取样送质检中心检验用样模对槽电解质取样，并用分光镜进行测量1.52%1.8，正常简单军否5氟盐含量不合理对槽电解质取样送质检中心检验用样模对槽电解质取样，并用分光镜进行测量<9%8.6%，正常简单军否6电解质温度过高测量月平均电解质温度利用热电偶进行测量954950±6，正常仲丹否7电解质水

7、平过低测量各槽月平均电解质水平利用铁钎和直尺测量并月平均21.0cm19.60±0.2cm，过低王宇是8铝水平过低测量各槽月平均铝水平利用铁钎和直尺测量21.0cm19.25±0.2cm，过低王宇是9极距过低测量各槽极距利用弯钩铁钎和直尺对各极测量4.0cm3.73.8cm，过低王宇是10槽底破损检查炉底起皮，冲蚀坑情况利用操作工具摸槽底铁钎在炉底滑动时，无明显障碍和凹凸现象新槽，炉底正常仲丹否续表2 要因确认表项目末端要因确认内容确认方法确认要求结果确认人是否要因11槽底沉淀结壳检查炉底情况利用操作工具摸槽底无结壳和沉淀槽底干净仲丹否12上槽阳极组装质量合格率低检查阳极组

8、装质量检查新极和残极浇铸环面外观情况新极合格率>92，残极合格率>97新极合格率为88.7，残极异常率为93.3简单军是13生产原料问题查找相关质量标准手册对生产原料取样送质检中心检测生产原料必须符合生产标准生产原料无任何问题陈万先否14供电不够平稳检查电流变化记录直接从计算机终端上读取电流必须稳定维持在200kA供电正常陈万先否15槽控箱自控系统误控制问题检查槽控箱控制记录直接从计算机终端上读取各种数据必须正常，无修改参数、误控问题正常陈万先否16槽型，磁场设计不合理检查槽型和磁场设计情况调查设计图纸符合稳定生产的需要设计工艺良好陈万先否17槽上部系统问题频率过高检查打壳下料系统

9、现场手动控制槽控箱并进行检查打壳下料出现问题频率控制在0.08次/槽·日0.16次/槽·日，频率过高陈万先是18车间监督力度不够查找相关管理办法检查电解车间考核机制考核机制必须健全高效监督考核机制完善向建江否19操作规程不完善查找相关规程检查电解槽操作规程操作规程必须适用于200kA预焙槽规程存在盲点漏洞，不完善向建江是6.对策计划针对上面的6个要因，QC小组制定相应的对策表如下（见表3）：表3 对策表序号要因现状目标措施地点时间负责人1电解质水平过低平均电解质仅为19.60cm电解质水平调整至19.522cm1.局部压小面，2.槽内灌电解质现场2005.9向建江仲丹2铝水

10、平过低平均铝水平仅为19.28cm铝水平调整至19.522cm 1.调整单日出铝量，2.槽内加铝渣现场2005.9王宇简单军3极距过低极距平均仅为3.73.8cm调整至4cm左右提高电压（配合铝水平的调整进行）现场2005.9王宇陈万先4上槽阳极组装质量合格率过低新极合格率为88.7，残极合格率为93.3新极合格率为92以上，残极合格率控制在97以上1.通过生产部与阳极组装车间协调解决，2.换极人员在阳极上槽前对阳极外观进行辨别，3.定期测量阳极碳钢压降现场2005.9仲丹陈万先5上部打壳下料系统问题频率过高打壳下料出现问题频率为0.16次/槽·日控制在0.08次/槽·日1

11、.组织车间维修班对损坏位置进行及时维修，2.定期对槽上部结构进行保养，3.定期检查上部结构的工作情况现场2005.9陈万先简单军6操作规程不健全大部分操作规程仍沿用原60kA自焙槽及114.5kA预焙槽时制定的规程，同时一些辅助性规章制度尚未建立完善各项规章制度1.制定200kA预焙槽操作规程，2.增修各工段考核条例，3.制定其他辅助条例办公室2005.9向建江简单军7.对策实施7.1试验计划为了更好的了解两水平对生产技术各项指标的影响，同时避免试验失败时带来的过多的经济效益损失，QC小组经过商议决定从一区中抽出9个试验槽（701709）分为3组分别进行对比研究。三组试验槽采用不同工艺技术条件

12、，其中第一组（701703）电解质水平/铝水平调整为19.5/19.5，第二组（704706）调整为21/21，第三组（707709）调整为22/22。7.2实施一：电解质调整对于电解质过低的槽（电解质水平18cm）可以采取直接从电解质较多的槽内取出电解质补入的方法。而对于其他槽，槽小面较空的位置处可以利用多功能天车采取局部压小面的方式加以解决，但需注意一周内压小面次数不宜超过2次，小面压过后要注意在该处补充足量的电解质块，并在其上覆盖20cm左右的Al2O3覆盖料，以加强该处的保温。7.3实施二：铝水平的调整保持平稳的调整原则由于电解槽热容较大，调整效果的滞后性决定了必须采取“保持平稳”的调

13、整原则。第2组电解槽8月4日9月29日的铝水平调整曲线如图3所示：19.219.62020.420.821.20714212835424956时间/d铝水平/cm图3 8月4日月29日第2组的铝水调整曲线调整单日出铝量按照上述原则，出铝量的下达上应与前期变化不宜过大（见表4）：表4 出铝量的调整测量铝水平/cm18192021原出铝量/kg1400150016001700调整后出铝量/kg1350145015501650添加铝渣考虑到铝渣直接加在出铝口处时会造成该处伸腿生长的问题，因此实际添加时主要是在换极期间，残极取出后向内添加适量铝渣，但铝渣体积与厚度必须有一定限制，否则会严重影响到槽内的

14、能量平衡系统，同时也影响到换极进度。等待铝渣基本熔化后，再换入新极。7.4实施三：极距的调整极距的提高主要依靠提高设定电压来实现，但是提高设定电压一方面会使该槽生产总电耗增加，另一方面会使槽热收入也相应增加，因此调整极距时必须谨慎。QC小组经过仔细分析研讨后，认为调整极距必须配合铝水平的调整来进行。即在铝水平调整过程中的56天里，分4次将极距由原先的3.7cm调整至4.0cm，而设定电压由原先的4.144V调整至4.150V。7.5实施四：上槽阳极组装质量的提高阳极组装质量问题不属于我车间的管辖范围，但严格控制住来源的质量异常率是保证我车间稳定高效低耗生产的基础，因此QC小组通过车间于2005

15、年10月将关于电解三车间阳极组装质量的问题与建议提交给电解铝分公司生产部，来协调解决；除保证来源的质量环节外，还需严格控制好新极上槽的质量标准。为此，QC小组针对阳极组装质量控制点以及检测方法通过车间对各班长进行培训，并要求各班长必须对当班上槽新极组装质量进行检查，尤其是对外观质量如环面浇铸不完整、环面堆坨问题，要上报给车间进行处理；QC小组每月对槽上阳极碳钢压降进行一次盘查，对残极钢爪情况进行不定期检查，并作跟踪记录。该记录作为对各班长考核的一项重要依据。经过QC小组努力，11月份阳极组装质量获得了较大的提高，达到了目标要求（图4）。7.6实施五：上部打壳下料系统的维护由于电解车间长期处于多

16、尘高温的环境下，而上部打壳下料系统又属于机械传动设备，极易损坏，因此必须经常对该系统经常进行检查。车间要求各工区每3天对各槽上部打壳下料系统进行检查，发现问题后及时报知槽修班处理；槽修班在接到工区通知后立即到达现场进行处理，处理过后由工区根据槽修班维修进度、维修质量等填写槽修班服务质量验收单，此项作为对槽修班考核的一项重要依据；QC小组要求槽修班定期分批对车间内各槽上部结构进行维护，以确保上部结构的正常运行。维护过后，维修人员需填写维护记录，并交与工区签字。该记录并同车间上部结构问题频率作为对槽修班考核的一项重要依据。经过QC小组努力，11月份上部打壳下料系统质量获得了较大的提高，达到了目标要

17、求（图5）。合格率/%8084889296100新极残极活动前目标值活动后问题频率/次/槽·日图4 活动前后阳极组装碳块合格率的变化图图5 活动前上部结构问题频率的变化图00.050.10.150.2活动前目标值活动后0.160.080.057.7实施六：操作规程的健全经QC小组集中讨论，编订了200kA预焙槽操作规程对电解，出铝，测量，抬母线和天车等各项操作进行规范，主要涉及到对114.5kA预焙槽操作规程中变动的条款进行修改和增删，例如114.5kA预焙槽采用换极车来进行换极的操作，而200kA预焙槽则基本上采用多功能天车来完成换极的全部工作，两种换极作业标准也不尽相同，因此必须

18、将该处规程进行修改。根据200kA预焙槽操作规程制定工区考核条例，出铝班考核条例，测量班考核条例等一系列考核标准对工作人员操作质量进行规范，使操作质量直接与个人经济收入挂钩，同时为了使工区能够很好的贯彻工艺技术调整政策，QC小组制定工区生产指标考核办法，决定对工区每月各项技术指标和技术条件都进行相应的考核。制定值班巡视人员考评制度，安全生产考核制度，200kA预焙槽工艺规程等辅助条例对车间生产人员行为进行规范。8.效果检查8.1生产技术指标经过技术参数调整，9台电解槽在7月后直流电耗指标都有了一定程度的下降，但第2组在铝水平保持在21cm的情况下，效果更为明显（见图6，7）；第3组试验槽在22

19、cm铝水平高度下，电耗并不是非常理想，而炉底却因结壳沉淀等原因使炉底压降明显增大；第1组在19.7cm的情况下，也未能达到目标值的要求。 1320013300134001350013600第1组第2组第3组 调整前 目标值调整后320330340350360370380390第1组第2组第3组344.77350.97378.15吨铝直流电耗/ kWh/t-Al炉底压降/mV13509.1图6 三组试验槽调整前后技术指标对比分析吨铝直流电耗/ kWh/t-Al13200132501330013350134001345013500135507月目标值11月1339713338.9图7 第2组试验槽电耗下降情况8.2经济核算第2组试验槽通过QC小