動態趨勢管理在鋁電解生產中的應用

王君義，齊華棟

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

1 概述

鋁電解生產全過程的管理中提出并運用“嚴、細、實”的管理理念。運用動態趨勢管理方法分析問題發生的原因和問題變化趨勢，從問題變化發展過程的軌跡中，總結問題發生及變化的規律，使問題控制“關口”前移，變“問題”事后處理為事前預防，從而把問題對生產的影響及損失努力降低到最少最小。從少數的關鍵盯抓問題的根源，從問題苗頭推演問題發展末端，從問題結果追溯初始狀態，從數據變化預測發展趨勢，從細節入手注重過程控制的動態趨勢管理生產模式。

2 主要做法

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

2.1 動態趨勢的分析手段

電解槽動態趨勢管理的關鍵在現場，在現場檢查過程的關鍵是發現問題的動態變化及電解槽槽況的運行趨勢。在電解槽動態趨勢分析方法中，本著“以現實槽況和數據說話”為準的原則，實行“現時、現場、現物”的“三現主義”注重實效的科學分析[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，從而對電解槽生產運行趨勢狀況或對存在問題的動態分析判斷。觀察及檢查的主要項目包括火苗顏色、電解質顏色、爐膛狀況、沉淀多少、電解質與鋁液分界線、氧化鋁殼面、槽電壓、噪聲等。

（2）聽診、把脈。電解槽生產過程中“三場”（磁場、熱場、流場）作用，使得槽內鋁液、電解質和混合氣體等流體作有規律的微循環流動，同時將伴隨流體流動發出很有規律的“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，則說明電解質對炭的濕潤性大，電解質粘度大，比電阻大，電解槽走冷趨勢或處于嚴重熱行程。②觀察電解質顏色與清亮度。電解質呈亮黃色，說明電解質呈堿性，分子比高，如果電解質呈暗紅色，說明電解質呈酸性，分子比低。③觀察陽極工作狀況。即陽極周圍電解質沸騰狀況 正常槽的電解質沸騰均勻，如果電解質沸騰，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，來發現陽極病變和設置情況，通過測電解質溫度，發現電解槽熱平穩情況，通過測電解質、鋁水高度，來檢查技術條件是否符合要求等。

2.2 因槽制宜動態趨勢分析方法

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量影響外，無非就是技術參數的變化，掌握電解槽技術參數變化分析，是電解槽分析管理和趨勢控制的關鍵。電解槽分析管理和趨勢控制的主要內容如下：

（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，則表明槽子轉冷，處于冷行程，電解質中較堿性的組分偏析而使電解質酸化。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中。

（2）利用槽電壓和極距匹配趨勢分析。槽電壓和極距的關系可判斷槽電阻變化，利用電解質電阻值（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，而有可能是電解質性質變化而使電阻增大或爐底沉淀生成，爐底結殼使爐底電壓增大，槽子處于冷趨勢。此時要檢查槽內鋁液是否過高，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，導電面積在逐漸增大。

（3）利用原鋁質量的變化趨勢分析。當外部原料無較大變化，操作也沒有帶入多量雜質的情況下，如果原鋁質量連續下降，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進入鋁液。如果鐵硅雜質，特別是硅含量逐漸下降，原鋁質量不斷提升，則應考慮是否槽子趨冷、伸腿和槽底沉淀發育不良。如果鐵含量持續上升，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，則表明槽子轉熱，槽膛熔化。

（5）利用效應電壓值高低的變化趨勢分析。當效應電壓低于15V左右時，則表明陽極病變，炭渣過多，極距低或槽溫高；如果效應電壓高于30V時，有可能槽溫偏低、電解質過低。效應電壓高還常出現閃爍效應，有可能是槽膛不規整，槽內鋁液不穩定。因此，對較多出現閃爍效應的槽就應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，或經常產生大堆料堵死火眼，陽極氣體排出嚴重受阻，在出鋁口打殼作業時，經常出現飽含大量氣體的電解質從鋁口噴涌而出的現象，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，從火眼口有蒸發的“霧氣”狀煙塵物質冒出（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象[3]。

2.3 電解槽動態趨勢評判

（1）趨勢評判方法。每天認真測量電解槽各項技術條件數據，按照技術條件調整規范表嚴格保持電解槽技術參數的平穩。對電解槽根據“因槽制宜”原則，制定出電解槽槽生產運行趨勢及技術參數調整規范表，充分利用控制系統電解槽數據統計報表、工藝曲線分析的優越功能，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條件。

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

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

3 總結

動態趨勢管理在電解生產的應用，取得以下明顯而突出的經濟效果。①電流效率保持了穩中有升，升中優化的良好趨勢，即表現出了生產作業控制過程有序，電流效率逐月提升的高效生產管理水平。②直流電耗、交流電耗指標得到了明顯優化，鋁電解槽生產能源利用率得到了大幅提升，節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，減少了生產過程中的電能消耗，降低了制造成本，奠定低耗高效有序生產的良性基礎。