李瑞

（中铝兰州分公司电解二厂 甘肃 兰州 730060）

1 背景

1.1 标准量化管理方法的来源

标准量化管理方法（六西格玛）由摩托罗拉最先倡导，自八十年代中期开始，从一种全面质量管理方法演变成为一套卓有成效的企业流程设计、改造和优化的管理体系，已被通用电气（GE）、摩托罗拉（MOTOLORA）、花旗银行（City Bank）等世界顶级企业广泛应用并取得巨大成功。

2005年3月中国铝业总部提出了标准量化管理理念，兰州分公司电解二厂作为标准量化管理工作推广单位，在SBTI咨询公司的帮助下对生产现场调研，收集了近一年的技术经济指标，结合目前制约质量、成本的主要因素，应用标准量化方法进行评估、分析后确定了 电解槽温的改进项目。在 SBTI咨询公司的指导下，项目团队按照MIS（测量、改进、标准化）工作思路，应用（MINITAB）软件对收集的数据进行深入分析和处理，在项目的工作分析与总结的过程中发现：所有的结果都与过程密切相关，通过管过程因素就能控制结果使200kA电解槽温有效降低，降低了电解生产成本，增强了公司市场竞争力。

1.2 200kA电解系列现状

200kA系列电解生产线年生产原铝液120000余吨，共有两个厂房、6个生产工区，电解槽228台，多功能天车8台。在铝电解生产过程中，各项工艺技术条件的合理控制是取得较好经济指标的基础和保证，目前各项生产技术条件处于调整和优化阶段，为了保持生产的平稳，需要对影响铝电解槽生产的关键条件进行改进和控制。我们将“降低电解温度”作为一个项目来做，通过分析、改进、控制与其相关的因素，达到降低电解温度和保持电解槽平稳运行的目的。

1.3 槽温与其他参数的简介

1.3.1 铝水平

保持合理的高铝液水平具有诸多优点：

（1）促使电解槽底多余的热量尽可能地向阳极四周传递，热稳定性增加；

（2）保持电解槽底平坦，使电流均匀通 过炉底；

（3）能够更好地保护电解槽阴极炭块，减少生成炭化铝，延长槽寿命；

1.3.2 过剩氟化铝

过剩氟化铝浓度是铝电解生产的重要参数之一，提高过剩氟化铝浓度可降低电解质的初晶温度，从而达到降低降低电解温度的目的。但是它对氧化铝的溶解性、电阻率和电解质粘度有一定的影响。因此，在降低电解温度的过程中，不能完全依靠提高过剩氟化铝浓度来实现，需要选择一个合适的过剩氟化铝浓度控制。

1.3.3 工作电压

工业铝电解槽的槽电压是指铝电解槽阳极母线和阴极母线之间的电压降，槽电压可由电压表直接测出。电解槽极距是指铝电解槽的阳极至阴极之间的垂直距离，即铝电解槽阳极底掌到铝液水平镜面之间的距离。提高极距有利于提高电流效率，同时也增加电耗，但提高电流效率又可降低电耗。实践证明采用高极距求得高电流效率也有利于减低电耗。

2 利用标准量化方法对技术条件的研究

通过一步步实施量化测量阶段（1.项目背景；2.项目范围；3.项目关键指标（CTQ）；4.测量系统分析（针对Y）；5.项目目标设定；6.项目收益预估；7.项目项目实施计划；8.项目风险）；改善阶段（1.展开影响Y的所有原因；2.确定主要的X；3.主要的X的失效模式分析；4.测量系统分析（针对X）；5.确定关键的X；6.确定关键X的最佳控制范围；7.制定和实施改善对策）；标准化阶段（1.制定控制计划并实施；2.改善效果确认；3.项目收益确认）的实施。

通过相应措施的实施，关键因素得到了有效控制，槽温出现了明显的下降，经过对数据的研究和分析，我们最终确定了影响槽温的各项参数的具体指标，铝水平22-23cm;电解质水平15-17cm;过剩氟化铝6-9.5%；工作电压4.12-4.18V；槽温930-960℃；

3 改善措施

经过失效模式的分析，我们可以得出结论：由严重度、发生频率、侦测度可以得出RPN值，若其值过大则说明现场管控不好。针对这些不足之处，我们通过对现有管控方法和现场实施情况的研究，做出了相应的改善措施。

3.1 基础操作的改善

在电解槽生产中，日常操作主要有阳极交换、熄灭效应、边部加工和打捞碳渣等，它们对电解生产也有较大的影响。阳极交换对电解槽的生产行程是一次干扰，但也时观察和调整电解槽状态的机会，在换极过程中可以了解残极的状态、电解质的高低、碳渣量和邻极的工作情况等，在此过程中可对碳渣多的进行处理、添加物料补充电解质和扎边修补换极处的炉帮等,在换极扎边后，并要求对新换阳极收边整形和添加保温料，收整一定宽度的散热带和减薄保温料能自然形成炉帮和增加大面散热，有利于降低电解质的过热度。

3.2 技术条件的改善

3.2.1 铝水平的改善

针对炉底出现较多沉淀和大面积结壳造成铝水平过高的现象，要求工区长每天跟踪换极情况外，每两周车间检查炉底状况一次，并对炉底沉淀过多的工区进行考核。针对有时原铝质量不好，铸造无法配料造成不能及时出铝的情况，由每班作业长每天对每台槽的阳极状况、电解质水平进行检查和测量，对异常情况及时处理，进行早期预防，杜绝原铝质量下降的情况发生。

3.2.2 过剩氟化铝的改善

针对打壳汽缸易损坏，无法打开下料口，对此情况要求各工区各个专槽负责人班前对打壳汽缸进行巡检，发现问题及时维修。针对定容下料器损坏而造成不下料的情况，要求班前进行点检，发现损坏后及时报修。

3.2.3 工作电压的改善

对工作电压过高，我们采取以下手段：动力箱与逻辑箱电压有较大误差偶尔发现问题联系电算站处理每月对动力箱与逻辑箱电压进行校正氧化铝浓度长时间偏低人工增加下料量升级槽控系统。

4 结论

通过利用标准量化管理方法研究降低槽温的项目证明，对200kA系列电解槽进行合理的工艺技术条件优化调整和基础操作的改善，可以实现：

4.1 通过技术条件的优化选择可以降低电解槽的电解温度，生产能够稳定运行，技术条件能够稳定保持。

4.2 通过电解生产基础操作的改善，有利于降低电解质的过热度，并控制在较小的范围内，达到降低电解温度的目的。

在利用标准量化管理方法降低槽温的整个项目过程中，我们还存在许多不足，尽管我们利用标准量化管理方法对于影响槽温的技术参数的范围已经得到了一定的改进，我们有信心继续利用标准量化管理方法对槽温以及影响槽温的技术参数进行控制，从而得到更好的技术参数范围，使得电解生产进一步完善，为我们的生产保驾护航。