大型鋁電解槽制作安裝工藝研究

李玲玲

（七冶壓力容器制造有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550014）

國(guó)內(nèi)電解鋁行業(yè)隨著國(guó)家供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展而推出一系列政策的實(shí)施成為人們口中的“夕陽”產(chǎn)業(yè)，同時(shí)由于能源、原材料勞務(wù)等費(fèi)用不斷上漲，環(huán)境保護(hù)要求日趨嚴(yán)格，因此鋁工業(yè)發(fā)展的總趨勢(shì)是采用高產(chǎn)能、高效率、節(jié)省投資、節(jié)省能源、計(jì)算機(jī)智能化控制和新的陰陽極技術(shù)的大容量點(diǎn)式下料預(yù)焙陽極電解槽。

各大鋁企紛紛限產(chǎn)限能，通過產(chǎn)能置換、產(chǎn)能轉(zhuǎn)移等方式淘汰多余老舊產(chǎn)能，保留大型槽型，投入到更加高效產(chǎn)出更加合理的生產(chǎn)中，追求更加綠色環(huán)保健康持續(xù)的電解鋁生產(chǎn)。

隨著這些年一帶一路倡議為世界上越來越多的國(guó)家響應(yīng)和加入，各國(guó)在習(xí)近平總書記提出的人類命運(yùn)共同體的認(rèn)識(shí)上逐漸從模糊到清晰，從疑惑到認(rèn)可，這些國(guó)家和地區(qū)對(duì)于鋁這種關(guān)系國(guó)計(jì)民生的重要物資的需求會(huì)刺激國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)的發(fā)展，成為他們提質(zhì)增效、科學(xué)管理、轉(zhuǎn)型升級(jí)的良好契機(jī)和承上啟下的關(guān)鍵點(diǎn)。

在鋁電解企業(yè)中，電解槽作為直接生產(chǎn)電解鋁的容器設(shè)備來說，對(duì)于企業(yè)的效益有著直接的影響，其中不僅包括成本收益，還影響著電解鋁生產(chǎn)企業(yè)的安全效益和社會(huì)效益。如何使鋁電解槽達(dá)到設(shè)計(jì)使用標(biāo)準(zhǔn)，安全、穩(wěn)定、節(jié)能、持續(xù)的使用下去，這離不開在電解槽制作安裝過程中的認(rèn)真研究和嚴(yán)格控制。

本篇論文是在綜上所述的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)電解槽的制作和安裝工藝做出一些有意義的研究，旨在為生產(chǎn)質(zhì)量?jī)?yōu)良的電解槽非標(biāo)設(shè)備提供一些建議和思考。

1 鋁電解槽制作安裝概述

鋁電解槽的組成部分基本分為AB梁、下部槽、上部槽三個(gè)部分，2010年前下部槽可以分為搖籃架和槽殼兩部分，而在此前后，隨著一體式下部槽逐漸風(fēng)靡，直到現(xiàn)在，這種槽型已經(jīng)成為普遍。

電解槽制作安裝方面，影響電解槽最終品質(zhì)的問題，其實(shí)是在制作的過程中，有沒有建立一種系統(tǒng)思維。當(dāng)一個(gè)產(chǎn)品由許多零部件構(gòu)成時(shí)，系統(tǒng)思維的問題就變成首要性的問題，電解槽制作正是如此。

以目前普遍的槽型來看，以下部槽為例，下部槽是由底梁、槽底板、長(zhǎng)側(cè)、短側(cè)構(gòu)成的，底梁的制作影響到長(zhǎng)側(cè)與底梁的組裝，影響到短側(cè)與底梁的組裝，影響到短側(cè)和長(zhǎng)側(cè)的組裝，從而影響下部槽的尺寸。

這不僅僅是一個(gè)系統(tǒng)公差的問題，還牽涉到施工順序的合理性，施工人員操作性的難易，施工操作的安全，施工質(zhì)量的保證等方面的問題。

當(dāng)我們建立了電解槽制作的系統(tǒng)思維后，關(guān)鍵性的問題就變成了管理的問題。對(duì)于技術(shù)人員和管理人員專業(yè)水平、施工班組長(zhǎng)的組織能力和技術(shù)水平、施工人員的技術(shù)水平和服從管理情況的掌握，是我們?cè)诤罄m(xù)組織工程實(shí)施的重要依據(jù)，是我們保證安全質(zhì)量、保證進(jìn)度工期、保證成本效益的重要考量。

第三個(gè)方面就是具體的實(shí)施方面，要秉持策劃先行的理念，在施工組織設(shè)計(jì)或施工方案上下真功夫，做出真東西。對(duì)工藝流程進(jìn)行細(xì)化設(shè)計(jì)，形成程序化文件，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)施工，從而形成流水作業(yè)，確保每個(gè)零部件的互換性。

最后需要注意的問題是創(chuàng)新和新技術(shù)應(yīng)用方面。眾所周知，近些年來，信息化技術(shù)得到了廣泛的發(fā)展，各種新技術(shù)層出不窮，BIM技術(shù)、人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等迅速發(fā)展，鋁電解槽在制作以及安裝的過程中應(yīng)該在其中合理的應(yīng)用信息化技術(shù)，這也是未來企業(yè)發(fā)展過程中不可或缺的技術(shù)措施和發(fā)展的一個(gè)方向。但是現(xiàn)階段來看，鋁電解槽在制作以及安裝的過程中對(duì)信息化技術(shù)的應(yīng)用還比較匱乏，不利于企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展和行業(yè)技術(shù)的整體進(jìn)步，企業(yè)在創(chuàng)新方面和信息化方面還需要進(jìn)一步的研究和探索，可以探索在未來為用戶提供滿足其要求或個(gè)性化需要的不同的電解槽制作安裝解決方案。

2 大型鋁電解槽制作安裝工藝研究

目前大型鋁電解槽基本在400KA以上，最大的電解槽已經(jīng)達(dá)到了600+KA，經(jīng)過多年的應(yīng)用，在綜合效益的考量上，采用最多的還是400KA～500KA的槽型。大型的鋁電解槽在制作以及安裝的過程中需要按照合理的工藝流程進(jìn)行，當(dāng)然，如前所述，在部件制作的過程中就要考慮到安裝的相關(guān)問題，為安裝的順利進(jìn)行提供有利條件。接下來，將從下面幾個(gè)方面對(duì)大型鋁電解槽的制作以及安裝工藝進(jìn)行研究。

2.1 制作安裝工藝流程的思考

電解槽非標(biāo)設(shè)備的制作安裝有與鋼結(jié)構(gòu)制作安裝的相通之處，也有其自身的獨(dú)特之處。基本的工序，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求基本一致。

制作安裝工藝流程的重中之重是在系統(tǒng)思維的指導(dǎo)下，確定好工序的關(guān)鍵控制點(diǎn)，監(jiān)督檢查要及時(shí)到位。以下部槽長(zhǎng)側(cè)為例，長(zhǎng)側(cè)板的下料就是關(guān)鍵點(diǎn)之一，因?yàn)槿绻紤]到焊接變形的影響，我們需要將相應(yīng)的對(duì)策體現(xiàn)在長(zhǎng)側(cè)板的下料上，這樣在后續(xù)組裝完成焊接后，才能獲得我們期望的尺寸公差。

2.2 制作安裝工藝控制

鋁電解槽作為非標(biāo)設(shè)備在制作的過程中，由于組成零部件較多，所以管控難度較大。

以槽殼為例，槽殼主要分為三個(gè)部分，即：短側(cè)、長(zhǎng)側(cè)和底板，這三個(gè)部分又分別是由不同的零件組合焊接而成的，之后組裝為槽殼。槽殼的尺寸也要受到電解槽上部槽等的約束，所以在制作安裝工藝控制時(shí)，這些都要提前體現(xiàn)在工藝流程和技術(shù)要求里。比如對(duì)于部件和組裝后的焊接變形控制，采取選擇合理的裝配焊接次序、合理的焊接方法和規(guī)范、剛性固定法、反變形法等方法，大大的減小了電解槽槽殼焊接變形的同時(shí)也滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求，又可以降低焊接后矯形工作量，因此節(jié)省了大量人力物力財(cái)力，也達(dá)到了控制成本的目標(biāo)。

我們?cè)诰唧w施工時(shí)，前期的人員培訓(xùn)和技術(shù)交底，過程中的監(jiān)督檢查機(jī)制，出現(xiàn)問題的糾偏措施這三者都是我們實(shí)施工藝控制的必要過程和手段。

2.3 新技術(shù)新設(shè)備新工藝在電解槽制作安裝方面的應(yīng)用思考

電解槽施工企業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展離不開新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝的應(yīng)用，離不開企業(yè)管理的求變和創(chuàng)新。近幾年來BIM技術(shù)在電解槽制作安裝方面有所應(yīng)用，主要是三維制圖和模擬制安方面。

此前數(shù)控等離子切割設(shè)備的應(yīng)用為提高生產(chǎn)效率、解決焊接變形等問題提供了解決方案，更高效、更環(huán)保、更經(jīng)濟(jì)的切割設(shè)備還沒有得到廣泛應(yīng)用，更智能的焊接設(shè)備還有待在這些企業(yè)里面應(yīng)用。

針對(duì)電解槽制作的新方法也需要我們不斷的探索，比如此前提出的工廠化制作方案，可以繼續(xù)探索與目前發(fā)展起來的新技術(shù)結(jié)合，利用智能技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)嘗試新的解決方案，改善操作困難，效率低下，成本較高，現(xiàn)場(chǎng)安全文明施工和環(huán)境保護(hù)職業(yè)健康方面的壓力較大等問題。

3 結(jié)語

通過以上論述，我們可以知道，不論是電解槽制作安裝的技術(shù)問題，還是組織施工的管理問題，目前我國(guó)冶金行業(yè)中的電解鋁項(xiàng)目施工還存在一些問題，這就要求相關(guān)施工企業(yè)把握政策趨勢(shì)，了解行業(yè)在國(guó)內(nèi)和在國(guó)際上的發(fā)展情況以及未來趨勢(shì)，通過完善企業(yè)自身管理，提高專業(yè)技術(shù)水平，結(jié)合新技術(shù)新材料新設(shè)備，創(chuàng)新發(fā)展，夯實(shí)基礎(chǔ)，提質(zhì)增效，為用戶提供更好的產(chǎn)品和更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，推動(dòng)我國(guó)鋁電解行業(yè)的高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展。