如何有效降低铜电解直流电单耗

1、如何有效降低铜电解直流电单耗一、小组概况小组名称电解车间“铜韵”QC小组小组类型攻关型小组注册时间本次活动课题降低铜电解直流电单耗活动时间小组成员共10人，均接受过TQC培训。具体情况如下：姓 名性 别文化程度组内职务组内分工组长全面负责组员技术分析组员技术分析组员技术分析组员QC技术指导组员数据分析组员统计与实施组员实施组员实施组员数据统计二、选题理由成本分析铜电解过程中，可控成本主要有电耗、酸耗、水耗、添加剂消耗。分别占总可控成本的89.42%、5.9%、2.3%、2.38%.电耗占总可控成本近90%现状2007年1至3月平均直流电单耗为：，选题降低铜电解直流电单耗行业水平行业先进水平直流

2、电单耗控制在260Kwh/tCu左右。三、现状调查月份一月二月三月平均值电单耗（Kwh/tCu）284.16285.3285.4285.12根据电解工艺理论，直流电单耗与槽电压、电流效率有直接关系。2007年13月份直流电单耗统计表现状调查时间槽电压（V）电效（%）电耗kwh/t.Cu时间槽电压（V）电效（%）电耗kwh/t.Cu1月1日0.32796.76283.971月17日0.32997.34283.261月2日0.33896.34284.871月18日0.34396.54283.961月3日0.3596.21285.921月19日0.35997.03284.381月4日0.21497.

3、11282.111月20日0.36496.31285.611月5日0.21996.97282.451月21日0.36996.43286.321月6日0.22696.65283.121月22日0.32296.86283.281月7日0.33496.55284.081月23日0.33596.72283.651月8日0.34396.50285.011月24日0.34796.90284.161月9日0.35296.42285.781月25日0.35196.40284.441月10日0.31697.12282.451月26日0.36297.06285.381月11日0.32897.26282.571月2

4、7日0.36996.01286.011月12日0.3396.98282.891月28日0.32297.03283.021月13日0.34297.08283.081月29日0.34496.46283.921月14日0.35597.38284.681月30日0.35197.10284.451月15日0.36997.02286.011月31日0.35896.99285.271月16日0.31196.96283.03平均值0.34496.86284.16槽电压、电效、电耗实际情况 2007年元月份槽电压、电效、电耗统计表现状调查根据统计表作散布图如下： 左图显示：随着槽压的升高，直流电单耗逐渐上升，其

5、相关系数，表明两者成完全的线性关系。右图显示：随着电效的升高，直流电单耗逐渐下降,其相关系数，两者成弱负相关 。现状调查结论：通过以上分析,可以看出：随着槽电压的升高，电耗也同比上升。目前国内同行业在300A/m2电流密度条件下,槽电压一般在之间，说明我厂槽电压存在下降空间。小组认为只要降低槽电压,就能达到降低电耗的目的。四、活动目标确定目标值小组决定:将本次活动的目标值设定为260kwh/(t.Cu)目前现状与目标值对比柱状图五、原因分析小组用树图对造成槽电压过高的主要因素进行了分析，如图： 影响槽电压高的主要因素槽电压高电解液温度控制不严电流密度高接点接触不良电解液成分超标导体电阻大电解液

6、电阻大阴、阳极触点电阻大导体材质差导电排铜品位低电流高由树图我们得出了五条末端因素导电排铜品位低接点接触不良电流密度高电解液成分超标原因分析电解液温度控制不严六、要因确认确认一：导电排铜品位低确认方法：化验检测确认标准：铜含量不低于99.9%。材质名称12345半圆型导电棒（%）99929995999699949994小方铜棒（%）99949993999499929994确认结果：我厂阴阳极导电系统采用铜材半圆型导电棒和小方铜棒。2007年4月2日，小组对导电材质进行了化验检测，检测结果如下：导电材质化验检测结果统计表结论：非要因要因确认确认二：接点接触不良确认方法：测量接点电压降确认标准：阴

7、阳极接点电压降所占槽电压中的比例应10%名 称阳极1周期阳极2周期阳极3周期槽电压实测值(mv)342348350阳极与槽间半圆型导电棒触点压降(mV)38.641.749.35占槽电压比例(%)11.291214.1阴极与槽间半圆型导电棒触点压降(mV)39.741.247.4占槽电压比例(%)11.611.8313.534月11至28日对阳极板一个周期内（阳极18天，阴极6天）接点电压降进行测量，测量结果和占总槽压的比例如下表：从表六中我们可以看出，接点电压降占总槽压均在10%以上。是要因接点电压降统计表要因确认确认三：电流密度高确认方法：测量确认标准：电流密度300A/m2(根据年产量要

8、求)系 统一期二期三期四期付四期电流密度（A/m2）300300300300300确认结果：2007年4月6日，小组对电流密度进行了测量,车间各生产工段电流密度均要求在300A/m2。电流密度统计表结论：非要因要因确认确认四：电解液成分超标确认方法：化验分析确认标准：厂电解工艺技术标准元素Cu2+H2SO4AsSbBiFeNiCl-标准值g/l506516018030.50.51120.030.06实际值g/l58.51721.940.2830.0120.1282.470.0425确认结果：电解液成份中Cu2+/H2SO4 是每天取样进行化验，电解液中各杂质（As、Sb、Bi、Ni、Fe、Cl

9、-）是每周取样化验。现将1月份化验结果取平均值和规定的标准值进行比较，如下表： 电解液成分统计表结论：非要因要因确认确认五：电解液温度控制不严确认方法：查看原始记录确认标准：温度控制6065系统一期二期三期四期付四期温度（）63.564646363.5确认结果：小组查看了各生产工段元月份原始记录,温度平均值如下:电解液温度统计表从上表结果可以看出，电解液温度控制在规定的标准值范围内。结论：非要因要因确认通过对末端因素的逐条确认，找出了造成槽电压升高的主要因素是“接点接触不良”。七、对策针对接点接触不良，小组成员提出了三条对策。要因对策序号对策接点接触不良1对接点进行及时清洁2阳极板耳部清洗3改

10、变接点接触方式提出对策对策的评价与选择要因可选对策评 价评价结果评价结果有效性可实施性经济性可靠性接点接触不良对接点进行及时清洁14可选阳极板耳部清洗8不可选改变接点接触方式16可选提出对策后，小组成员从有效性、可实施性、经济性、可靠性四方面进行了综合评价，得分10以上为可选对策。注： 5分；3分； 1分。从评价结果看，对策1和对策3可选；对策2不可选。制定对策表要因对策目标措施地点责任人完成时间接点接触不良对接点进行清洁接点电压降点槽的比例10%1、及时对导电排进行清洁处理；2、加强对导电棒的清洁生产现场汪平唐文忠张志国陈宏伟刘万寿付蓉2007年5月改变接点接触方式接点电压降点槽的比例10%

11、将原先点接触方式改成面接触方式。在10个电解槽改造实验。三期现场汪平唐文忠张志国汪和僧王明芳胡伟芬2007年7月对策表八、实施实施一：对接点进行及时清洁每次出铜时，用钢丝刷仔细清刷半圆导电排。方铜导电捧，加强煮洗，必要时用细砂纸轻擦。定时喷洒水，保持导电排清洁。实施实施效果：2007年4月25月-5月10日我们对一个阳极周期的实施效果进行了检查。名称阳极1周期阳极2周期阳极3周期槽电压实测值(mv)350364367阳极与槽间半圆型导电棒触点压降(mV)35.2840.6247.38占槽电压比例(%)10.0811.1612.91阴极与槽间半圆型导电棒触点压降(mV)39.2141.3651.

12、23占槽电压比例(%)11.2011.3612.96接点槽电压统计表在阳极板第一周期内，槽电压稍有下降，但在第二、三个周期，接触点阻抗和电压降又恢复以前状况。对策一实施效果不佳。实施实施二：改变接点方式1、局部试验改造现行的导电排为半圆型，与导电棒为点接触。小组经过讨论后，建议将半圆型导电排，改成201004300mm铜板条，与导电棒成面接触，扩大接触面。下图为接触改进前后的示意图：导电棒导电棒图5 改进前的接触方式 图6 改进后的接触方式 导电排导电排实施名称阳极1周期阳极2周期阳极3周期槽电压实测值（mv）322329334阳极与槽间平板导电排触点压降(mV)15.0115.6216.14

13、占槽电压比例(%)4.664.754.83阴极与槽间平板导电排触点压降(mv)16.1316.4116.32占槽电压比例(%)5.014.994.89方案确定后，小组在2007年6月初对三期十个电解槽进行了改造试验。6月10日至27日进行了通电试产。试验效果：我们对局部改造试验的槽电压进行了测量、统计。接点电压降明显降低，三个阴极周期内接触面电压降均低于10%，效果非常明显。局部试验槽电压统计表实施2、全面改造 在取得局部改造试验后，将现有导电排、导电棒分批次送相关铜材加工厂加工成铜板。6月份底根据出铜周期，全车间利用各工段出铜洗槽周期逐槽更换。7月中旬，全车间1004个电解槽全部更换结束并投

14、入生产。实施名称阳极1周期阳极2周期阳极3周期槽电压实测值（mv）311321325阳极与槽间平板导电排触点压降(mV)15.1416.2217.54占槽电压比例(%)4.85.055.4阴极与槽间平板导电排触点压降(mv)16.4316.1517.94占槽电压比例(%)5.285.035.5改造后的槽压统计表表中数据显示，槽压达到了预期目标，措施实施有效。实施效果检查：7月16日30日，对电解槽改造完成后的槽电压进行测量、统计。电解槽接点方式改造前后的对比图改造前接点方式 改造后接点方式九、效果检查1、与实施前的现状对比年 月20078200792007.10平均值电单耗（kwh/tCu）2

15、58.2259.1258.16258492007年810月直流电单耗统计表2007年8月份槽电压、电效统计表 表10 时间实施后槽电压（V）实施后电耗kwh/(t.Cu)时间实施后槽电压（V）实施后电耗kwh/(t.Cu)8月1日 0.307258.128月17日0.302257.248月2日 0.318259.298月18日0.309257.988月3日 0.33260.978月19日0.321258.288月4日 0.294257.118月20日0.328259.678月5日 0.302257.748月21日0.338260.628月6日 0.314258.438月22日0.303257.

16、188月7日 0.316258.768月23日0.309257.788月8日 0.328258.978月24日0.317258.218月9日 0.336258.658月25日0.326258.548月10日0.282256.238月26日0.324259.288月11日0.285256.458月27日0.329260.118月12日0.288257.418月28日0.304257.228月13日0.301257.898月29日0.309258.928月14日0.309258.618月30日0.317258.958月15日0.312259.248月31日0.291256.788月16日0.301

17、256.43平均值0.311258.2从上图中可以看出，随着槽电压下降，电耗也同比下降。根据统计表绘制散布图如下：效果检查2、目标值完成情况： 直流电耗由实施前的285.12kwh/(t.Cu)下降到258.49kwh/(t.Cu)，达到了小组设定的目标。实施后目标对比柱状图：3、经济效益测算直接收益实施后直流电耗下降了26.63kwh/(t.Cu)，每kwh按元计算，年产阴极铜18万吨，年节约成本约万元。26.62*180000*0.49=235.36(万元)年收益235.36-24.63=210.73(万元)本次活动共投资197万元，折旧按8年计算。每年约投资197/8=24.63(万元)。因导电排为铜材，残值较高，这里未考虑。总投资社会效益由于电耗大幅下降，降低了能源消耗，间接地减少了温室气体排放，同时也提高了员工的节能和成本意识，为国家节能减排工作做出了企业应有贡献。十、巩固措施1、标准化：重新编写导电排出铜操作方法，报生产技术科审核、发布后，纳入装出槽岗位作业标准中。对装出槽岗位的操作人员进行新的作业标准培训，提高操作技能。加强岗位检查，严格执行新的作业标准。2、效果巩固月 份20071120071220081平均值电单耗（Kwh/tCu）258.2425