動態(tài)趨勢管理在鋁電解生產(chǎn)中的應(yīng)用

王君義，齊華棟

（1.中國鋁業(yè)青海分公司，青海 西寧 810000；2.青海省投資集團，青海 西寧 810000）

1 概述

鋁電解生產(chǎn)全過程的管理中提出并運用“嚴、細、實”的管理理念。運用動態(tài)趨勢管理方法分析問題發(fā)生的原因和問題變化趨勢，從問題變化發(fā)展過程的軌跡中，總結(jié)問題發(fā)生及變化的規(guī)律，使問題控制“關(guān)口”前移，變“問題”事后處理為事前預(yù)防，從而把問題對生產(chǎn)的影響及損失努力降低到最少最小。從少數(shù)的關(guān)鍵盯抓問題的根源，從問題苗頭推演問題發(fā)展末端，從問題結(jié)果追溯初始狀態(tài)，從數(shù)據(jù)變化預(yù)測發(fā)展趨勢，從細節(jié)入手注重過程控制的動態(tài)趨勢管理生產(chǎn)模式。

2 主要做法

動態(tài)趨勢管理在鋁電解生產(chǎn)技術(shù)中，對多元問題及多變影響因素，認真總結(jié)問題變化規(guī)律，歸納梳理各項問題動態(tài)變化軌跡，準確預(yù)知問題變化趨勢，適時采取積極有效的控制措施，全面把控生產(chǎn)工藝流程及操作過程環(huán)節(jié)，從每一類每一環(huán)節(jié)查找發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程動態(tài)變化問題，建立類問題動態(tài)看板，可以使生產(chǎn)工藝控制流程中微小的變化，都可在第一時間浮于水面，也可以說通過生產(chǎn)動態(tài)趨勢管理看板使問題無處“藏身”，及時引起生產(chǎn)管理人員的重視[1]。

2.1 動態(tài)趨勢的分析手段

電解槽動態(tài)趨勢管理的關(guān)鍵在現(xiàn)場，在現(xiàn)場檢查過程的關(guān)鍵是發(fā)現(xiàn)問題的動態(tài)變化及電解槽槽況的運行趨勢。在電解槽動態(tài)趨勢分析方法中，本著“以現(xiàn)實槽況和數(shù)據(jù)說話”為準的原則，實行“現(xiàn)時、現(xiàn)場、現(xiàn)物”的“三現(xiàn)主義”注重實效的科學(xué)分析[2]。

（1）查看、判斷。日常電解槽槽況的查看，主要是用肉眼觀察及用釬子檢查，從而對電解槽生產(chǎn)運行趨勢狀況或?qū)Υ嬖趩栴}的動態(tài)分析判斷。觀察及檢查的主要項目包括火苗顏色、電解質(zhì)顏色、爐膛狀況、沉淀多少、電解質(zhì)與鋁液分界線、氧化鋁殼面、槽電壓、噪聲等。

（2）聽診、把脈。電解槽生產(chǎn)過程中“三場”（磁場、熱場、流場）作用，使得槽內(nèi)鋁液、電解質(zhì)和混合氣體等流體作有規(guī)律的微循環(huán)流動，同時將伴隨流體流動發(fā)出很有規(guī)律的“咕嘟”的聲音。趨勢良好的正常槽，電解槽的這種聲律的特點是“輕、勻而有節(jié)律”。

（3）摸查、觀察。即是用大耙或鐵釬子摸查爐膛、爐底，陽極工作狀況、電解質(zhì)與鋁液分界線、炭渣分離狀況。

①觀察炭渣分離情況。如果炭渣分離的不好，則說明電解質(zhì)對炭的濕潤性大，電解質(zhì)粘度大，比電阻大，電解槽走冷趨勢或處于嚴重?zé)嵝谐?。②觀察電解質(zhì)顏色與清亮度。電解質(zhì)呈亮黃色，說明電解質(zhì)呈堿性，分子比高，如果電解質(zhì)呈暗紅色，說明電解質(zhì)呈酸性，分子比低。③觀察陽極工作狀況。即陽極周圍電解質(zhì)沸騰狀況 正常槽的電解質(zhì)沸騰均勻，如果電解質(zhì)沸騰，則說明該處的陽極工作不好。④用鐵釬子檢查爐底沉淀情況 爐底沉淀多時，釬子頭部有粘著物，爐底壓降增大，且容易形成熱槽。⑤用鐵釬子檢查爐膛內(nèi)型。包括電解槽上口空否，伸腿軟硬，伸腿下部延伸位置，四角伸腿的位置，如果鐵針子接觸爐底或伸腿有發(fā)滑感，說明槽溫低走向冷行程趨勢。如有“沙”感說明槽溫正常。如有明顯的“棱角”凹洼感，說明電解槽走向熱行程。

（4）測量、掌控。即通過測陽極電流分布，來發(fā)現(xiàn)陽極病變和設(shè)置情況，通過測電解質(zhì)溫度，發(fā)現(xiàn)電解槽熱平穩(wěn)情況，通過測電解質(zhì)、鋁水高度，來檢查技術(shù)條件是否符合要求等。

2.2 因槽制宜動態(tài)趨勢分析方法

不同的電解槽變化原因不同，但是引起電解槽變化的原因除操作質(zhì)量影響外，無非就是技術(shù)參數(shù)的變化，掌握電解槽技術(shù)參數(shù)變化分析，是電解槽分析管理和趨勢控制的關(guān)鍵。電解槽分析管理和趨勢控制的主要內(nèi)容如下：

（1）利用分子比的變化趨勢分析。在沒有過量或減量投氟鹽的情況下，分子比呈下降趨勢，則表明槽子轉(zhuǎn)冷，處于冷行程，電解質(zhì)中較堿性的組分偏析而使電解質(zhì)酸化。反之，若分子比呈上升趨勢，則肯定是槽子處于熱行程，槽幫溶化，槽幫中較堿性成分熔入電解質(zhì)中。

（2）利用槽電壓和極距匹配趨勢分析。槽電壓和極距的關(guān)系可判斷槽電阻變化，利用電解質(zhì)電阻值（槽工作電壓）的動向分析槽子的未來趨勢。在槽電壓一定時，若極距減小，無陽極長包，無大量投料時，而有可能是電解質(zhì)性質(zhì)變化而使電阻增大或爐底沉淀生成，爐底結(jié)殼使?fàn)t底電壓增大，槽子處于冷趨勢。此時要檢查槽內(nèi)鋁液是否過高，陽極保溫料是否嚴重不足。反之，槽工作電壓走低，電解槽處于熱趨勢，沉積在槽底多余物料重新溶化，導(dǎo)電面積在逐漸增大。

（3）利用原鋁質(zhì)量的變化趨勢分析。當(dāng)外部原料無較大變化，操作也沒有帶入多量雜質(zhì)的情況下，如果原鋁質(zhì)量連續(xù)下降，特別是硅含量逐漸升高，則可能是槽膛熔化，使槽幫和伸腿中的雜質(zhì)進入鋁液。如果鐵硅雜質(zhì)，特別是硅含量逐漸下降，原鋁質(zhì)量不斷提升，則應(yīng)考慮是否槽子趨冷、伸腿和槽底沉淀發(fā)育不良。如果鐵含量持續(xù)上升，在排除其他因素后則有可能是槽子破損引起。

（4）利用每日氧化鋁料量的變化分析。如果加料次數(shù)呈上升趨勢，說明槽子趨冷，物料未能完全充分溶解在槽底積存；如果呈下降趨勢，則表明槽子轉(zhuǎn)熱，槽膛熔化。

（5）利用效應(yīng)電壓值高低的變化趨勢分析。當(dāng)效應(yīng)電壓低于15V左右時，則表明陽極病變，炭渣過多，極距低或槽溫高；如果效應(yīng)電壓高于30V時，有可能槽溫偏低、電解質(zhì)過低。效應(yīng)電壓高還常出現(xiàn)閃爍效應(yīng)，有可能是槽膛不規(guī)整，槽內(nèi)鋁液不穩(wěn)定。因此，對較多出現(xiàn)閃爍效應(yīng)的槽就應(yīng)考慮槽子是否冷趨勢。

（6）利用電解槽開孔率的變化趨勢分析。如果火眼周圍時常有大量物料堆積，或經(jīng)常產(chǎn)生大堆料堵死火眼，陽極氣體排出嚴重受阻，在出鋁口打殼作業(yè)時，經(jīng)常出現(xiàn)飽含大量氣體的電解質(zhì)從鋁口噴涌而出的現(xiàn)象，此時說明電解槽趨勢走冷。另外火眼開孔率不好的原因，極有可能是電解質(zhì)嚴重偏低，爐底沉淀特別是下料點處的爐底沉淀增多，氧化鋁溶解不良，或者是（槽子走冷）氧化鋁殼面厚而硬，致使打殼錘頭無效動作火眼“長死”。

（7）利用火苗狀況的變化趨勢分析。在電解槽火眼開孔率較好的情況下，如火眼火苗呈淡藍、紫色，軟弱無力，則說明槽子趨冷。如果火苗黃而無力，或火苗中夾帶黃色，火苗粗長而伴有煙霧，從火眼口有蒸發(fā)的“霧氣”狀煙塵物質(zhì)冒出（返熱），說明槽子趨熱或爐底沉淀生成。如果火苗黃而軟弱無力，火焰長時象“飄帶”，時冒時回，說明電解槽局部存在短路現(xiàn)象[3]。

2.3 電解槽動態(tài)趨勢評判

（1）趨勢評判方法。每天認真測量電解槽各項技術(shù)條件數(shù)據(jù)，按照技術(shù)條件調(diào)整規(guī)范表嚴格保持電解槽技術(shù)參數(shù)的平穩(wěn)。對電解槽根據(jù)“因槽制宜”原則，制定出電解槽槽生產(chǎn)運行趨勢及技術(shù)參數(shù)調(diào)整規(guī)范表，充分利用控制系統(tǒng)電解槽數(shù)據(jù)統(tǒng)計報表、工藝曲線分析的優(yōu)越功能，堅持電解槽日評判制度。在評判電解槽時，從電解槽槽齡、爐底壓降、噪聲值、溫度、分子比、兩水平、氧化鋁下料量、近期出鋁量等多方面準確嚴密的進行全員討論、綜合分析、全面評判，嚴格控制好電解槽技術(shù)條件。

（2）技術(shù)參數(shù)調(diào)整原則。在電解槽動態(tài)趨勢評判過程中，堅持“技術(shù)條件平穩(wěn)”原則，進行技術(shù)參數(shù)的平緩調(diào)整，嚴禁參數(shù)修改過于頻繁，幅度過大而對電解槽動態(tài)平衡、平穩(wěn)運行造成的負面影響。加強電解槽操作質(zhì)量，對作業(yè)后較大的電壓偏離、噪聲、曲線走反問題及時有效進行處理。針對電解槽出現(xiàn)的某一問題，在調(diào)整技術(shù)參數(shù)時務(wù)必要找準問題原因的癥結(jié)所在，以調(diào)整某一參數(shù)為主，其它參數(shù)微調(diào)或不調(diào)，根據(jù)電解槽技術(shù)參數(shù)調(diào)整控制周期（3天～5天）的運行效果，綜合分析評判再議定其它技術(shù)條件調(diào)整策略。。

在技術(shù)條件的調(diào)整方面，除了堅持“平穩(wěn)、微調(diào)”的原則外，務(wù)必注意趨勢管理，不能等槽溫或分子比達到預(yù)計的控制目標值時，再調(diào)整其控制策略，如果這樣也許早就錯過了電解槽“問題”處理的最佳時機，技術(shù)條件調(diào)整將顯得更加滯后和無效。

3 總結(jié)

動態(tài)趨勢管理在電解生產(chǎn)的應(yīng)用，取得以下明顯而突出的經(jīng)濟效果。①電流效率保持了穩(wěn)中有升，升中優(yōu)化的良好趨勢，即表現(xiàn)出了生產(chǎn)作業(yè)控制過程有序，電流效率逐月提升的高效生產(chǎn)管理水平。②直流電耗、交流電耗指標得到了明顯優(yōu)化，鋁電解槽生產(chǎn)能源利用率得到了大幅提升，節(jié)能降耗效果日益顯著。③電解槽平均電壓逐步降低，為降低電耗打下了堅實基礎(chǔ)，減少了生產(chǎn)過程中的電能消耗，降低了制造成本，奠定低耗高效有序生產(chǎn)的良性基礎(chǔ)。