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力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AI2O3价格攀升至4700元/吨，

2、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AI2O3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润

3、，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-AI，比设计指标 13397.00kWh/t-AI 高出 112.12kWh/t-AI。13550135001345013400图12005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-AI （见图2）。I 1355013500W k 13450耗电 13400流直 13350铝吨 13300活动前目标值图2目标柱状图3.2目标依据五万吨吨

4、铝电耗设计值为13397 kWh/t-AI，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-AI，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）：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要因确认表项确认内容确认方法确认要求结果确认人是否要因目末端要因分析计算各直接从计算机终效应系数0.28 次

5、/槽 日，1槽月效应系端读取效应个数，0.3次/槽日仲丹否过高数再进行计算略低效应电压分析月平均直接从计算机终2高效应电压端读取，并平均30 35V32V，正常王宇否对槽电解质用样模对槽电解分子比不3合理取样送质检质取样，并用分光2.322.38,略咼仲丹否中心检验镜进行测量对槽电解质用样模对槽电解Al 2O3浓度简单4过高取样送质检质取样，并用分光1.5 2%1.8 %，正常军否中心检验镜进行测量对槽电解质用样模对槽电解氟盐含量简单5不合理取样送质检质取样，并用分光<9%8.6%，正常军否中心检验镜进行测量电解质温测量月平均利用热电偶进行6度过高电解质温度测量954 C950 土C,正

6、常仲丹否测量各槽月电解质水利用铁钎和直尺19.60 ±2cm,7平均电解质21.0cm王宇是平过低水平测量并月平均过低铝水平过测量各槽月利用铁钎和直尺19.25 ±2cm,8低平均铝水平测量21.0cm过低王宇是测量各槽极利用弯钩铁钎和3.73.8cm,过9极距过低距直尺对各极测量4.0cm低王宇是检查炉底起利用操作工具摸铁钎在炉底滑10槽底破损皮，冲蚀坑情槽底动时，无明显障新槽，炉底正常仲丹否况碍和凹凸现象续表2要因确认表项确认人是否要因目末端要因确认内容确认方法确认要求结果槽底沉淀检查炉底情利用操作工具摸11无结壳和沉淀槽底干净仲丹否结壳况槽底上槽阳极检查新极和残极新极

7、合格新极合格率为检查阳极组简单12组装质量浇铸环面外观情率92 %，残极88.7%，残极异是装质量军合格率低况合格率97%常率为93.3 %生产原料查找相关质对生产原料取样生产原料必须生产原料无任陈万13否问题量标准手册送质检中心检测符合生产标准何问题先供电不够检查电流变直接从计算机终电流必须稳定陈万14供电正常否平稳化记录端上读取维持在200kA先槽控箱自各种数据必须检查槽控箱直接从计算机终陈万15控系统误正常，无修改参正常否控制记录端上读取先控制问题数、误控问题槽型，磁场检杳槽型和符合稳定生产陈万16设计不合磁场设计情调查设计图纸设计工艺良好否的需要先理况槽上部系打壳卜料出现检查打壳下现场

8、手动控制槽0.16 次/槽 日,陈万17统问题频问题频率控制是料系统控箱并进行检杳频率过高先率过高在0.08次/槽日车间监督查找相关管检杳电解车间考考核机制必须监督考核机制向建18否力度不够理办法核机制健全咼效完善兀i=r江操作规程查找相关规检查电解槽操作操作规程必须向建规程存在盲点19适用于200kA是不完善程规程漏洞，不完善江预焙槽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电解质水平均电解质仅为电解质水平1.局部压小面，向建江1调整至19.5现场2005.9平过低19.60cm22cm2.槽内灌电解质仲丹铝水平调整

9、铝水平过平均铝水平仅为1.调整单日岀铝量，2.槽王宇2至19.5现场2005.9低19.28cm内加铝渣简单军22cm极距平均仅为调整至4cm提高电压（配合铝水平的王宇3极距过低调整进彳）现场2005.93.73.8cm左右调整进仃）陈万先pill R口栩新极合格率1.通过生产部与阳极组上槽阳极组装质量新极合格率为88.7 %，为92%以上，装车间协调解决，2.换极仲丹4残极合格率人员在阳极上槽前对阳现场2005.9合格率过残极合格率为93.3%控制在97%极外观进行辨别，3.定期陈万先低以上测量阳极碳钢压降1.组织车间维修班对损上部打壳下料系统打壳下料岀现问题频控制在0.08坏位置进行及时维

10、修，2.陈万先5定期对槽上部结构进行现场2005.9冋题频率率为0.16次/槽日次/槽 日保养，3.定期检查上部结简单军过冋构的工作情况大部分操作规程仍沿1.制定200kA预焙槽操操作规程用原60kA自焙槽及完善各项规作规程，2.增修各工段办公向建江6114.5kA预焙槽时制定2005.9不健全的规程，同时一些辅助章制度考核条例，3.制定其他辅日十茎炳1室简单军性规章制度尚未建立助条例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

11、验槽采用不同工艺技术条件，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AI2O3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

12、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：时间/d图3 8月4日9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 影响到槽内的能量平衡系统，同时也影响到换极进

13、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年10月将关于电解三车

14、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尘高温

15、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，

16、达到了目标要求（图 5）。80新极残极00962 8 49 8 8 沟率格合0活动前目标值 活动后2 a5 15a-0o o 日槽次率频题问图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7.7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，因此必须将该处规程进 行修改。根据200kA

17、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22cm铝水 平高度下，电

18、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。第1组第2组第3组匚调整前 目标值 调整后图6三组试验槽调整前后技术指标对比分析耗电流直铝吨1350013450134001335013300132501320013509.17月目标值11月图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小组的努力，取得了优良的成果。该方法准备于明年在车间推广运行，调整后11月平均吨铝直流电耗比目标约下降：13397.00- 13338.92= 58.08（kWh/t-AI ）,按照全车间100台槽93%的电效（月平均原铝产量 4636.051t）, 97.3%的整流效率和0.345元/度的电价计，年约节余资金：58.08*4636.051/0.973*0.345*12=1145677.3 （元）。9巩固措施我们把第2组的工艺条件纳入至200kA预焙槽工艺规程中作为一章，并且准备在推广之后对各工区严格按照工艺规程操作，并且在月底对工区技术条件和指标进行考核。10.心得体会通过这次对比试验，我们找到了电解铝生产过程中两水平控制过称中的合理点，为后 期车间的推广实施提供了详实的参考；本次活动使小