利用標準量化管理方法降低2 0 0 k A電解槽槽溫

李瑞

（中鋁蘭州分公司電解二廠 甘肅 蘭州 730060）

1 背景

1.1 標準量化管理方法的來源

標準量化管理方法（六西格瑪）由摩托羅拉最先倡導(dǎo)，自八十年代中期開始，從一種全面質(zhì)量管理方法演變成為一套卓有成效的企業(yè)流程設(shè)計、改造和優(yōu)化的管理體系，已被通用電氣（GE）、摩托羅拉（MOTOLORA）、花旗銀行（City Bank）等世界頂級企業(yè)廣泛應(yīng)用并取得巨大成功。

2005年3月中國鋁業(yè)總部提出了標準量化管理理念，蘭州分公司電解二廠作為標準量化管理工作推廣單位，在SBTI咨詢公司的幫助下對生產(chǎn)現(xiàn)場調(diào)研，收集了近一年的技術(shù)經(jīng)濟指標，結(jié)合目前制約質(zhì)量、成本的主要因素，應(yīng)用標準量化方法進行評估、分析后確定了 電解槽溫的改進項目。在 SBTI咨詢公司的指導(dǎo)下，項目團隊按照MIS（測量、改進、標準化）工作思路，應(yīng)用（MINITAB）軟件對收集的數(shù)據(jù)進行深入分析和處理，在項目的工作分析與總結(jié)的過程中發(fā)現(xiàn)：所有的結(jié)果都與過程密切相關(guān)，通過管過程因素就能控制結(jié)果使200kA電解槽溫有效降低，降低了電解生產(chǎn)成本，增強了公司市場競爭力。

1.2 200kA電解系列現(xiàn)狀

200kA系列電解生產(chǎn)線年生產(chǎn)原鋁液120000余噸，共有兩個廠房、6個生產(chǎn)工區(qū)，電解槽228臺，多功能天車8臺。在鋁電解生產(chǎn)過程中，各項工藝技術(shù)條件的合理控制是取得較好經(jīng)濟指標的基礎(chǔ)和保證，目前各項生產(chǎn)技術(shù)條件處于調(diào)整和優(yōu)化階段，為了保持生產(chǎn)的平穩(wěn)，需要對影響鋁電解槽生產(chǎn)的關(guān)鍵條件進行改進和控制。我們將“降低電解溫度”作為一個項目來做，通過分析、改進、控制與其相關(guān)的因素，達到降低電解溫度和保持電解槽平穩(wěn)運行的目的。

1.3 槽溫與其他參數(shù)的簡介

1.3.1 鋁水平

保持合理的高鋁液水平具有諸多優(yōu)點：

（1）促使電解槽底多余的熱量盡可能地向陽極四周傳遞，熱穩(wěn)定性增加；

（2）保持電解槽底平坦，使電流均勻通 過爐底；

（3）能夠更好地保護電解槽陰極炭塊，減少生成炭化鋁，延長槽壽命；

1.3.2 過剩氟化鋁

過剩氟化鋁濃度是鋁電解生產(chǎn)的重要參數(shù)之一，提高過剩氟化鋁濃度可降低電解質(zhì)的初晶溫度，從而達到降低降低電解溫度的目的。但是它對氧化鋁的溶解性、電阻率和電解質(zhì)粘度有一定的影響。因此，在降低電解溫度的過程中，不能完全依靠提高過剩氟化鋁濃度來實現(xiàn)，需要選擇一個合適的過剩氟化鋁濃度控制。

1.3.3 工作電壓

工業(yè)鋁電解槽的槽電壓是指鋁電解槽陽極母線和陰極母線之間的電壓降，槽電壓可由電壓表直接測出。電解槽極距是指鋁電解槽的陽極至陰極之間的垂直距離，即鋁電解槽陽極底掌到鋁液水平鏡面之間的距離。提高極距有利于提高電流效率，同時也增加電耗，但提高電流效率又可降低電耗。實踐證明采用高極距求得高電流效率也有利于減低電耗。

2 利用標準量化方法對技術(shù)條件的研究

通過一步步實施量化測量階段（1.項目背景；2.項目范圍；3.項目關(guān)鍵指標（CTQ）；4.測量系統(tǒng)分析（針對Y）；5.項目目標設(shè)定；6.項目收益預(yù)估；7.項目項目實施計劃；8.項目風(fēng)險）；改善階段（1.展開影響Y的所有原因；2.確定主要的X；3.主要的X的失效模式分析；4.測量系統(tǒng)分析（針對X）；5.確定關(guān)鍵的X；6.確定關(guān)鍵X的最佳控制范圍；7.制定和實施改善對策）；標準化階段（1.制定控制計劃并實施；2.改善效果確認；3.項目收益確認）的實施。

通過相應(yīng)措施的實施，關(guān)鍵因素得到了有效控制，槽溫出現(xiàn)了明顯的下降，經(jīng)過對數(shù)據(jù)的研究和分析，我們最終確定了影響槽溫的各項參數(shù)的具體指標，鋁水平22-23cm;電解質(zhì)水平15-17cm;過剩氟化鋁6-9.5%；工作電壓4.12-4.18V；槽溫930-960℃；

3 改善措施

經(jīng)過失效模式的分析，我們可以得出結(jié)論：由嚴重度、發(fā)生頻率、偵測度可以得出RPN值，若其值過大則說明現(xiàn)場管控不好。針對這些不足之處，我們通過對現(xiàn)有管控方法和現(xiàn)場實施情況的研究，做出了相應(yīng)的改善措施。

3.1 基礎(chǔ)操作的改善

在電解槽生產(chǎn)中，日常操作主要有陽極交換、熄滅效應(yīng)、邊部加工和打撈碳渣等，它們對電解生產(chǎn)也有較大的影響。陽極交換對電解槽的生產(chǎn)行程是一次干擾，但也時觀察和調(diào)整電解槽狀態(tài)的機會，在換極過程中可以了解殘極的狀態(tài)、電解質(zhì)的高低、碳渣量和鄰極的工作情況等，在此過程中可對碳渣多的進行處理、添加物料補充電解質(zhì)和扎邊修補換極處的爐幫等,在換極扎邊后，并要求對新?lián)Q陽極收邊整形和添加保溫料，收整一定寬度的散熱帶和減薄保溫料能自然形成爐幫和增加大面散熱，有利于降低電解質(zhì)的過熱度。

3.2 技術(shù)條件的改善

3.2.1 鋁水平的改善

針對爐底出現(xiàn)較多沉淀和大面積結(jié)殼造成鋁水平過高的現(xiàn)象，要求工區(qū)長每天跟蹤換極情況外，每兩周車間檢查爐底狀況一次，并對爐底沉淀過多的工區(qū)進行考核。針對有時原鋁質(zhì)量不好，鑄造無法配料造成不能及時出鋁的情況，由每班作業(yè)長每天對每臺槽的陽極狀況、電解質(zhì)水平進行檢查和測量，對異常情況及時處理，進行早期預(yù)防，杜絕原鋁質(zhì)量下降的情況發(fā)生。

3.2.2 過剩氟化鋁的改善

針對打殼汽缸易損壞，無法打開下料口，對此情況要求各工區(qū)各個專槽負責(zé)人班前對打殼汽缸進行巡檢，發(fā)現(xiàn)問題及時維修。針對定容下料器損壞而造成不下料的情況，要求班前進行點檢，發(fā)現(xiàn)損壞后及時報修。

3.2.3 工作電壓的改善

對工作電壓過高，我們采取以下手段：動力箱與邏輯箱電壓有較大誤差偶爾發(fā)現(xiàn)問題聯(lián)系電算站處理每月對動力箱與邏輯箱電壓進行校正氧化鋁濃度長時間偏低人工增加下料量升級槽控系統(tǒng)。

4 結(jié)論

通過利用標準量化管理方法研究降低槽溫的項目證明，對200kA系列電解槽進行合理的工藝技術(shù)條件優(yōu)化調(diào)整和基礎(chǔ)操作的改善，可以實現(xiàn)：

4.1 通過技術(shù)條件的優(yōu)化選擇可以降低電解槽的電解溫度，生產(chǎn)能夠穩(wěn)定運行，技術(shù)條件能夠穩(wěn)定保持。

4.2 通過電解生產(chǎn)基礎(chǔ)操作的改善，有利于降低電解質(zhì)的過熱度，并控制在較小的范圍內(nèi)，達到降低電解溫度的目的。

在利用標準量化管理方法降低槽溫的整個項目過程中，我們還存在許多不足，盡管我們利用標準量化管理方法對于影響槽溫的技術(shù)參數(shù)的范圍已經(jīng)得到了一定的改進，我們有信心繼續(xù)利用標準量化管理方法對槽溫以及影響槽溫的技術(shù)參數(shù)進行控制，從而得到更好的技術(shù)參數(shù)范圍，使得電解生產(chǎn)進一步完善，為我們的生產(chǎn)保駕護航。