QC成果减少贫化电炉电极故障次数

减少贫化电炉电极故障次数发布人:王娟编写人:章彩云——铜陵有色金昌冶炼厂熔炼车间奥炉QC小组1一、概述：铜陵有色金昌冶炼厂贫化电炉作为奥斯麦特炉配套系统，主要作用是对其产出的混合熔体进行沉淀，完成炉渣贫化，为后续生产贮存冰铜。电极（共3根）作为贫化电炉的主要设备，若其发生故障，会造成渣含铜升高、铜口渣口温度低、难排料、工人操作强度增大等，有的故障甚至会造成奥炉减料量生产或停产，对车间正常生产构成一定威胁。如何减少电极故障，是我们保证贫化电炉正常生产要解决的首要问题。为此我们成立QC小组对其展开攻关。2二、小组概况及活动时间安排：表一：小组概况小组名称铜陵有色金昌冶炼厂熔炼车间奥炉QC小组活动课题减少贫化电炉电极故障次数小组成立时间2010年1月注册时间2010年1月组长盛柏青课题类型现场型本次活动时间2010年1月--2011年6月活动次数8次车间主任:盛柏青设备主任:鲁祥技术主办:程惠伦副工长:李春玉统计:王娟现场:章彩云主操手:周敏技术员:代杰工段长:谢玉宝3二、小组概况及活动时间安排：表三：小组活动时间进度表回顾总结巩固措施效果检查对策实施制定对策要因确认原因分析目标设定现状调查选定课题6月5月4月3月2月1月12月11月10月9月8月7月6月5月4月3月2月1月2011年2010年时间

注：计划进度实际进度4三、选题理由：PDCA选定课题车间要求电炉电极属重要设备，必须减少电炉电极故障，保证正常生产。生产实际减少贫化电炉电极故障次数。5四、现状调查：铜瓦密封套导向砖锥形水套PDCA图二：电极示意图6小组对近3年电极故障进行了调查。表四：电极故障调查表（2007年—2009年）时间2007年2008年2009年合计电极故障次数（次）1161633每年平均次数11次7表五：2009年16次电极故障原因调查表8根据调查表绘制排列图如下：图三：电极故障原因排列图

电极软断液压故障升降故障电气故障其它81.25%87.50%93.75%68.75%211111301020405060708090100624810121416次数%9

小组通过查找相关的工艺技术资料表明，电极软断属工艺事故，必须杜绝，但经了解发现同样采用贫化电炉的其他冶炼厂家中，此类故障也都不同程度存在，均没有找到好的解决办法。几年来，电极软断对电炉生产的困扰已引起了厂部的密切关注，如果我们能解决定这一问题，电极故障将大大减少。10五、确定目标：

从近3年来贫化电炉电极故障调查表（表四）中，发现在生产情况基本相同的情况下，2008年电极故障仅有6次，因此，小组将活动目标定为电炉电极故障次数≤6次/年11五、确定目标：图四：现状与目标对比柱状图12六、原因分析：根据现状调查，小组针对电极软断问题进行了原因分析：电极软断电极糊质量差存在分层电极糊粒度大电极外壳质量差电极糊含灰份高电极外壳材质差有气孔、砂眼焊接后未打磨电极壳焊接不好钢板（筋片）厚度不够铜瓦与电极接触不紧密密封套设计存在缺陷铜瓦打弧电流分布不均匀电极未培烧好培烧过程敲打不够悬糊未按规定操作电极下放过多过快电流过大炉膛温度过高电流密度大图五：电极软断原因分析树图电极截面积小调整接触点不及时密封套挡住铜瓦13六、原因分析：经过原因分析，共查出末端因素八个：末端因素电极糊粒度大；电极糊含灰份高；

钢板（筋片）厚度不够；焊接后未打磨；密封套设计存在缺陷；

培烧过程敲打不够；

电极下放过多过快；

电流密度大

14七、要因确认：表六：要因确认计划表序号末端原因确认内容确认方法确认标准责任人完成时间1电极糊粒度大电极糊粒度是否符合要求抽样检测粒度≤70mm代杰2010.32灰份高电极糊灰份是否符合要求调查分析灰份≤6%代杰2010.33钢板（筋片）厚度不够钢板（筋片）厚度是否符合要求调查分析钢板厚度≥3mm，筋片厚≥2mm谢玉宝2010.34焊接后未打磨焊接后是否打磨调查分析焊接面无气孔、无砂眼程惠伦2010.35密封套设计存在缺陷密封套是否挡住铜瓦，影响接触点调整现场调查铜瓦打弧时能及时调整铜瓦与电极接触点李春玉鲁祥2010.36培烧过程敲打不够存在悬糊时是否敲打调查分析每小时糊面高度下降0.1m左右谢玉宝2010.37电极下放过多过快是否按标准化操作调查分析培烧4小时以上下放100mm李春玉周敏2010.28电极截面积小现有截面积能承受的最大电流调查分析电极直径在Φ90±1cm，电极电流密度≤4.2A/cm2程惠伦王娟2010.315100粒电极糊测量情况如下表七：七、要因确认：确认方法：抽样检测确认标准：粒度≤70mm确认过程：1

生产要求电极糊直径≤70mm，若电极糊粒度过大，会造成下料不畅、分层等。我厂使用的电极糊为外部采购，到货后由材料人员现场验收，合格予以入库，不合格直接退回厂家。小组成员查看了2009年1月—2009年12月电极糊验收情况，粒度均在规定范围内。

非要因电极糊粒度大2010年3月10日，小组人员现场随机抽取电极糊100粒，用卷尺进行测量：电极糊最大直径63mm样品数量（粒）抽样情况50mm以下3全部合格。50mm-60mm2360mm-70mm7470mm以上016表八：电极糊供货指标七、要因确认：确认方法：调查分析确认标准：灰份≤6%确认过程：2

生产要求电极糊灰份指标控制在6%以内，灰份过高，会导致电极糊分层、脆断。小组了解到，我厂使用的电极糊供方为合格供方，交货时，需提供电极糊指标相关单据。非要因

其提供的灰份指标未达到要求，材料人员不予验收入库。2010年3月12日，小组成员查看了2009年1月—2009年12月电极糊供货方质保书，经材料人员确认，灰份均在规定范围内。电极糊含灰份高17七、要因确认：确认方法：现场测量确认标准：钢板厚度≥3mm，筋片厚≥2mm确认过程：3电极外壳由外层钢板、内衬筋片组成，如图七。钢板（筋片）厚度不够电极壳筋片2mm3mm18钢板、内衬筋片在规定范围内七、要因确认：确认方法：现场测量确认标准：钢板厚度≥3mm，筋片厚≥2mm确认过程：3非要因钢板（筋片）厚度不够设计要求电极外壳需用厚度为3mm的钢板，筋片为2mm的钢板。生产过程中随着电极的消耗，在电极顶端不断加焊外壳（直径为90±1cm,长90cm圆筒），填充电极糊，保证连续生产需要。电极壳的制作外包给金工厂，每次电极壳制作完成后，奥炉工段长现场用卷尺测量验收，验收不合格予以退回或重新制作。19接缝处打磨后接缝处已磨平，无气孔、无砂眼七、要因确认：确认方法：现场观察确认标准：焊接面无气孔、无砂眼确认过程：4非要因焊接后未打磨

电极每节长90cm，采取连续焊接、分段安装而成，总长约19m左右。电极满焊后应无气孔、砂眼等。小组现场观察，金工厂人员在现场焊接电极，焊好后用磨光机打磨，完工后由奥炉工段长现场验收确认。20电流波动超过±3000A，即可判断打弧。七、要因确认：确认方法：现场调查确认标准：铜瓦打弧时能及时调整铜瓦与电极接触点确认过程：5要因密封套设计存在缺陷若二次电流波动超出给定的电流值±3000A时，操作人员就可以判断铜瓦打弧了。但是生产过程密封套不能打开，操作人员不能及时调整铜瓦与电极接触，从而造成电极软断。铜瓦打弧现象从电炉电流实时监控系统中可以作初步判断：21七、要因确认：确认方法：调查分析确认标准：每小时糊面高度下降0.1m左右确认过程：6非要因培烧过程敲打不够

电极培烧过程中，糊面高度为1.5m，随着生产不断下降(0.1m/h)，要及时添加电极糊。操作人员每小时测量一次电极糊面，若糊面保持不变，可判断存在悬糊，就会及时敲打。22七、要因确认：确认方法：调查分析确认标准：培烧4小时以上下放100mm确认过程：7电极下放过多过快

操作规定中要求电极培烧4个小时以上才能下放100mm，确保培烧良好。小组人员根据贫化电炉交接班记录统计了2009年3月电极糊压放情况。

表十：电炉电极糊压放统计表非要因23七、要因确认：确认方法：调查分析确认标准：电极直径在Φ90±1cm，电极电流密度≤4.2A/cm2确认过程：8电极密度大

设计要求焊好后的电极直径为Φ90±1cm，金工厂焊好电极后，现场测量电极直径，达到要求后方签字确认。电极制作验收单外壳直径900.5mm，在规定范围内24七、要因确认：8电极密度大非要因表十二：2009年1-12月电极电流调查表

我们查阅统计了2009年1-12月电流情况，并已知电极直径为Φ90±1cm，根据S=πr2

的公式，算出电极截面积为6358.5cm2，按照电流密度=电流÷电极截面积，可以计算出电流密度情况。

从表中可以看出月最高电流密度均低于4.2A/cm2。月份最高电流(A)电极截面积(cm2)电流密度(A/cm2)1月24461.286358.53.852月22782.646358.53.583月24473.536358.53.854月23336.476358.53.675月23012.826358.53.626月24952.466358.53.927月22193.296358.53.498月23024.456358.53.629月23235.366358.53.6510月22072.186358.53.4711月23254.116358.53.6612月24134.716358.53.8025密封套设计存在缺陷26八、制定对策：

用耐火材料浇铸一个支模替代密封套及导向砖，起到密封作用。方案一

将密封套、导向砖拆除，改为石棉布密封。方案二1、对策的提出：27八、制定对策：

方案一中耐火材料密封在我厂使用较多，但是要重新浇铸，制作难度大；耐火材料材质硬，电极在操作中会产生磨损。而且，耐火材料制成支模安装于炉顶仍然会挡住部分铜瓦。方案一

方案二中石棉布材质软，且具有耐火耐温的特点，更换起来也十分简便。因此，小组选择用石棉布代替密封套及导向砖密封。方案二2、对策评价：28八、制定对策：3、对策表：要因对策目标措施地点责任人完成日期密封套设计存在缺陷及时调整铜瓦与电极接触,使二者紧密抱紧二次电流波动控制在±3000A之间1、将密封套、导向砖拆除，改为石棉布密封，保证能直接看到铜瓦与电极接触情况，接触不紧时可以及时调整。

2、重新完善铜瓦操作规定。电炉现场（三楼）盛柏青鲁祥李春玉程惠伦代杰周敏章彩云2010年4月12日表十三：对策表29九、对策实施：措施目的是通过改变密封方式，保证密封严，且铜瓦与锥形水套能被直接看到和及时调节。

电炉开炉后，2010年4月29日、5月13日，小组两次现场观察，石棉布紧贴电极与电炉体之间，使铜瓦及锥形水套能被直观看到，保证及时观察及调节铜瓦与电极的接触情况。且用石棉布密封效果比密封罩效果更好，电炉现场未见烟气外溢

效果检验：改造后用石棉布密封措施实施过程中,先由维修人员拆除密封缸、导向砖，然后改为石棉布密封。30九、对策实施：为了保证工人规范操作，小组重新完善了铜瓦操作规定：要求操作人员每隔1小时就巡查一次铜瓦附集情况，若发现附集不紧密或点接触，立即用风管吹掉铜瓦与电极壳上的灰尘，重新调整、压紧铜瓦。

小组人员于2010年5月29日、6月16日两次到现场观察，发现操作人员按要求1小时巡查一次铜瓦，并做好记录，发现铜瓦与电极附集不紧时，立即通过调节锥形水套来调整接触情况。效果检验：铜瓦与电极紧密接触。31九、对策实施：

小组人员人员查看了电炉电流实时监控系统，电流波动均在±3000A之内，铜瓦未见打弧。效果检验：电流波动均在±3000A之内。32十、效果检查：表十四：2010.4—2011.3电极故障调查表时间2010.042010.052010.062010.072010.082010.092010.102010.112010.122011.012011.022011.03合计电极故障次数（次）0001010100014表十五：4次电极故障原因调查表33十、效果检查：

由上图可以看出，一年来电极经过改造后，软断故障再未发生过。小组绘制了电极故障原因排列图，对活动前后电极故障进行对比:52%75%25%11