電解鋁企業(yè)提升精確出鋁系統(tǒng)使用率的實(shí)踐探討

劉宣偉，李善發(fā)，汪麗丹

（1.中鋁山西新材料有限公司，山西 運(yùn)城 043304；2.中國鋁業(yè)股份有限公司青海分公司，青海 西寧 810108）

電解產(chǎn)出的鋁液積存于電解槽爐膛底部，須定期抽取出來，送往鑄造車間生產(chǎn)成產(chǎn)品。國內(nèi)中、小型電解槽一般2～3 天出一次鋁，大型電解槽每天出一次鋁中，我公司為300KA 預(yù)焙大型電解槽每天出一次鋁。

出鋁任務(wù)的數(shù)量是根據(jù)電解槽系列電流以及電解槽生產(chǎn)要達(dá)到的電流效率而定。每臺(tái)電解槽吸出的鋁量原則上應(yīng)等于在周期內(nèi)（兩次出鋁間的時(shí)間）所產(chǎn)出鋁量，具體由工區(qū)長下達(dá)（按每天一點(diǎn)測量決定），或由計(jì)算機(jī)給出指示量（五點(diǎn)測量平均值加修正計(jì)算后而給出）。吸出工根據(jù)指示量，使用噴射式真空抬包（如圖1）進(jìn)行出鋁操作。

圖1 噴射式真空抬包

1 出鋁作業(yè)流程

大部分電解鋁企業(yè)出鋁作業(yè)流程如下：設(shè)備工器具材料的準(zhǔn)備、抬包準(zhǔn)備、出鋁口處理、發(fā)出鋁信號(hào)、出鋁作業(yè)、完成整包出鋁作業(yè)、運(yùn)輸作業(yè)、清理作業(yè)。

電解槽運(yùn)行期間，單個(gè)電解槽的出鋁量是直接反映生產(chǎn)效率的主要技術(shù)指標(biāo)。管理人員也通過調(diào)整單槽的出鋁量來保持鋁電解槽在生產(chǎn)過程中的能量平衡、物料平衡及物理場平衡。

出鋁采用人工計(jì)數(shù)、結(jié)合鑄造車間稱量抬包總重，統(tǒng)計(jì)單個(gè)電解槽和單個(gè)鋁包的出鋁量；單個(gè)電解槽的吸出數(shù)量始終是鋁電解生產(chǎn)管理中的一個(gè)“盲區(qū)”。導(dǎo)致管理人員無法根據(jù)出鋁量得到電解槽運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)鋁電解槽的均衡穩(wěn)定生產(chǎn)帶來不利影響。

2 精確出鋁裝置

精確出鋁控制系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)集中監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)出鋁現(xiàn)場測控裝置與監(jiān)控微機(jī)的數(shù)據(jù)互傳，利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)實(shí)現(xiàn)上傳數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理，通過應(yīng)用軟件實(shí)時(shí)顯示、記錄單槽的出鋁作業(yè)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與報(bào)表等；通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和信息化管理。

2015 年某科技有限公司根據(jù)《精確出鋁系統(tǒng)項(xiàng)目》對(duì)本公司電解廠六個(gè)工區(qū)現(xiàn)場安裝精確出鋁裝置，如圖2 和圖3。

圖2 天車精確出鋁系統(tǒng)框圖和天車主控機(jī)箱接線圖

圖3 精確出鋁控制箱、精確出鋁控制箱接線圖

3 推廣精確出鋁裝置運(yùn)行過程中存在的問題

電解廠精確出鋁系統(tǒng)自2015 年試驗(yàn)推廣成功后，在實(shí)際運(yùn)行應(yīng)用過程中還有較多問題，造成現(xiàn)場員工不愿意使用，全廠精確出鋁使用率62%，使用率最高的工區(qū)為75%，冬季風(fēng)壓偏低的時(shí)期部分工區(qū)使用率低于50%，一直使用率偏低，無法滿足精準(zhǔn)管理的需求，與廠部要求100%的目標(biāo)差距較大。經(jīng)電解廠領(lǐng)導(dǎo)組織各工區(qū)技術(shù)骨干討論后，總結(jié)了精確出鋁裝置運(yùn)行過程中存在的具體問題如下。

（1）無線傳輸信號(hào)不穩(wěn)定，現(xiàn)場存在信號(hào)斷及數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象。

（2）所有主板不兼容的狀況，每臺(tái)槽和每個(gè)工區(qū)的控制主板都不兼容，現(xiàn)場無法備用主板，發(fā)生主板故障時(shí)必須從廠家采購，由廠家技術(shù)人員寫入程序才可使用。

（3）精確出鋁電磁閥采用小口徑的電磁閥，使壓縮空氣阻塞，造成出鋁速度過慢，甚至堵包管的情況。

（4）原有廠家的電子屏幕和現(xiàn)有系統(tǒng)存在不兼容的問題，經(jīng)常存在槽號(hào)不顯示狀況。

（5）吸出工、維檢人員知識(shí)技能不足，吸出工存在不良作業(yè)習(xí)慣。

（6）出鋁流程過程中，存在廠、車間、工區(qū)等多頭考核等責(zé)任不明確現(xiàn)象。

4 提升精確出鋁系統(tǒng)使用率的管理方法

4.1 硬件與軟件系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造

2018 年10 月根據(jù)公司統(tǒng)一安排，電解廠對(duì)精確出鋁裝置硬件與軟件系統(tǒng)進(jìn)行全面升級(jí)改造，具體項(xiàng)目如下（如圖4）：①電磁閥由6 分管改為8 分管，流速增大，預(yù)防堵出鋁管問題；②無線傳輸改為有線傳輸，解決信號(hào)丟失問題；③新增顯示屏，流速、計(jì)劃量、出鋁量信息準(zhǔn)確掌握；④優(yōu)化程序，新增聯(lián)機(jī)查詢、箱體設(shè)置等功能。

圖4 精確出鋁裝置硬件與軟件系統(tǒng)升級(jí)改造示意圖

4.2 明確責(zé)任與細(xì)化考核

改正原來的出鋁偏差由出鋁工負(fù)責(zé)的方式，責(zé)任分別由生產(chǎn)裝備科、電工班、電解工程師、吸出管理員、吸出工分別承擔(dān)；廠、車間建立出鋁微信群，每天督促使用情況；完善分區(qū)、分班、分組統(tǒng)計(jì)，定期分析，將使用情況獎(jiǎng)勵(lì)考核落實(shí)到責(zé)任人（如表1）。

4.3 關(guān)注操作細(xì)節(jié)持續(xù)改進(jìn)

針對(duì)員工作業(yè)精度不夠造成的出鋁偏差、異常處理不準(zhǔn)確等問題，編制培訓(xùn)教程，完善培訓(xùn)資料庫；關(guān)注出鋁口整形外擴(kuò)，避免包管受力，影響精度；出鋁前必須打撈碳渣，處理沉淀；對(duì)出鋁誤差超過標(biāo)準(zhǔn)必須當(dāng)班分析，屬于人工操作問題進(jìn)行通報(bào)，吊鉤秤異常立即聯(lián)系處理；范工區(qū)調(diào)整鋁量處置方法，當(dāng)天需調(diào)整產(chǎn)量，從系統(tǒng)計(jì)劃量進(jìn)行修改，禁止出鋁工根據(jù)新計(jì)劃量手動(dòng)調(diào)整。

表1 8 月份二區(qū)精確出鋁獎(jiǎng)勵(lì)表

4.4 精確出鋁數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

本公司生產(chǎn)運(yùn)行中心人員自主開發(fā)信息收集程序、出鋁信息融入精準(zhǔn)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)出鋁精確、數(shù)據(jù)錄入精準(zhǔn)，信息多平臺(tái)共享，促進(jìn)公司無人值守過磅系統(tǒng)應(yīng)用。本公司生產(chǎn)裝備科相關(guān)專業(yè)人員使用數(shù)據(jù)透視表和精確出鋁使用統(tǒng)計(jì)表（圖5），完善數(shù)據(jù)分析模板，實(shí)現(xiàn)單槽督促與工區(qū)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)相結(jié)合，發(fā)現(xiàn)出鋁過程異常及潛在的風(fēng)險(xiǎn)，提升員工的精準(zhǔn)質(zhì)量意識(shí)。

圖5 電解廠精確出鋁系統(tǒng)使用率統(tǒng)計(jì)示意圖

5 結(jié)語

（1）精確出鋁使用率達(dá)100%可以杜絕人為操作導(dǎo)致的出鋁量的偏差，實(shí)現(xiàn)單槽精確出鋁偏差正負(fù)20kg 以內(nèi)，有效降低員工工作量，實(shí)現(xiàn)了出鋁量精準(zhǔn)控制及數(shù)據(jù)自動(dòng)化管理。

（2）理順了精確出鋁管理流程，扭轉(zhuǎn)了大家的作業(yè)習(xí)慣，實(shí)現(xiàn)出鋁作業(yè)數(shù)據(jù)化、精準(zhǔn)化。

（3）精確出鋁裝置的應(yīng)用有效提升出鋁精度，尤其是提升了大家的精準(zhǔn)意識(shí)，為下一步電解廠推進(jìn)“智能打殼”、“換極自動(dòng)測高”等智能設(shè)備的推廣和使用，打造智能工廠積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，在電解生產(chǎn)勞動(dòng)密集型向智能型生產(chǎn)轉(zhuǎn)變中發(fā)揮了良好的作用。