質(zhì)量管理與技術(shù)創(chuàng)新在鋁電解生產(chǎn)中的實(shí)踐

王 強(qiáng)

（云鋁陽(yáng)宗海鋁電解分公司，云南 昆明 650502）

當(dāng)前，云鋁公司的發(fā)展正處于重要時(shí)期，任務(wù)十分繁重和艱巨，“十二五規(guī)劃”的提出和“橋頭堡”戰(zhàn)略的實(shí)施，給公司帶來(lái)新的機(jī)遇的同時(shí)，也讓公司面臨新的挑戰(zhàn)。隨著經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，中國(guó)鋁行業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)也日趨激烈，公司深刻感受到了提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要性。產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到一個(gè)企業(yè)的生死存亡。云鋁公司要更好的發(fā)展，實(shí)施走出去戰(zhàn)略，必須依靠技術(shù)創(chuàng)新提高各項(xiàng)工作質(zhì)量，更要把質(zhì)量放在第一位，并落實(shí)到企業(yè)的每一名員工心中，形成牢固的質(zhì)量意識(shí)。

1 質(zhì)量與質(zhì)量管理的含義

質(zhì)量是指“一組固有特性滿足要求的程度”。質(zhì)量有廣義和狹義之分。廣義的質(zhì)量是指：產(chǎn)品、過(guò)程或服務(wù)滿足規(guī)定要求的特征和特性的總和。根據(jù)這一含義，質(zhì)量可分為產(chǎn)品質(zhì)量、工序質(zhì)量和工作質(zhì)量。產(chǎn)品質(zhì)量是指產(chǎn)品適合于規(guī)定用途，滿足人們固有要求的特性。而質(zhì)量管理是指用最經(jīng)濟(jì)最有效的手段進(jìn)行設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和服務(wù)，以生產(chǎn)出用戶滿意的產(chǎn)品。

2 技術(shù)創(chuàng)新的概念

創(chuàng)新這一名詞是由美籍奧地利經(jīng)濟(jì)學(xué)家熊彼特于1912年，在他的《經(jīng)濟(jì)發(fā)展理論》一書中首次提出來(lái)的。創(chuàng)新包括技術(shù)創(chuàng)新與組織管理創(chuàng)新，因?yàn)檫@兩者均可導(dǎo)致生產(chǎn)函數(shù)或供應(yīng)函數(shù)的變化。技術(shù)創(chuàng)新是一個(gè)從新產(chǎn)品或新工藝設(shè)想的產(chǎn)生到市場(chǎng)應(yīng)用的完整過(guò)程。它包括新產(chǎn)品、新工藝設(shè)想的產(chǎn)生、研究、開發(fā)、商業(yè)化生產(chǎn)到擴(kuò)散等一系列的活動(dòng)。

3 質(zhì)量管理與技術(shù)創(chuàng)新的關(guān)系

在企業(yè)生產(chǎn)中，技術(shù)創(chuàng)新的目的也是提高工作效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量。技術(shù)創(chuàng)新最終推動(dòng)產(chǎn)品質(zhì)量的提高，最終提高企業(yè)效益。企業(yè)效益提高以后，企業(yè)才能有更多的資金投入到技術(shù)創(chuàng)新中。因此，質(zhì)量管理與技術(shù)創(chuàng)新是“你中有我，我中有你”的相鋪相承的關(guān)系，技術(shù)創(chuàng)新是提高質(zhì)量的技術(shù)保障，提高質(zhì)量是技術(shù)創(chuàng)新的最終目的。

4 200kA鋁電解生產(chǎn)質(zhì)量管理和技術(shù)創(chuàng)新的實(shí)踐

云鋁公司200kA鋁電解生產(chǎn)線共安裝鋁電解槽202臺(tái)，設(shè)計(jì)產(chǎn)能10萬(wàn)t/年，于1998年開始投產(chǎn)，至今有10多年。期間質(zhì)量管理工作和技術(shù)創(chuàng)新也有不斷的提高，但是由于設(shè)備的老化，生產(chǎn)下游的合金生產(chǎn)和加工環(huán)節(jié)對(duì)原鋁質(zhì)量提出更高的要求，質(zhì)量提高的程度已經(jīng)逐漸不能滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。因此，2010年以來(lái)，我們?yōu)?00kA鋁電解生產(chǎn)線提高原鋁質(zhì)量和各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，達(dá)到降本增效的目標(biāo)，實(shí)施了以下技術(shù)創(chuàng)新的實(shí)踐活動(dòng)。

4.1 “無(wú)效應(yīng)等待”技術(shù)的應(yīng)用

傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為：利用陽(yáng)極效應(yīng)可以分離炭渣，清潔電解質(zhì)，補(bǔ)充電解槽熱量的不足，熔化沉淀以及校正氧化鋁濃度等。也就是通過(guò)發(fā)生陽(yáng)極效應(yīng)來(lái)判定電解槽運(yùn)行狀況，并加以修正。但是隨著陽(yáng)極質(zhì)量的提高以及計(jì)算機(jī)智能控制系統(tǒng)和點(diǎn)式下料技術(shù)的應(yīng)用，陽(yáng)極效應(yīng)在這方面的優(yōu)點(diǎn)愈來(lái)愈變得渺小，反之其危害的一面卻更加明顯。

隨著槽控機(jī)的改造和“雙平衡控制系統(tǒng)”的投入使用，我們嘗試將效應(yīng)等待時(shí)間全部延長(zhǎng)至1000h，不僅電解槽運(yùn)行未受到影響，取得較好的陽(yáng)極效應(yīng)系數(shù)指標(biāo)。廣大管理人員轉(zhuǎn)變了以往對(duì)陽(yáng)極效應(yīng)管理思路，擺正電解槽與效應(yīng)的關(guān)系，樹立“零效應(yīng)”的管理理念。效應(yīng)等待時(shí)間全部延長(zhǎng)后，又及時(shí)對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。實(shí)踐證明：新的控制系統(tǒng)能有效的控制效應(yīng)的發(fā)生，報(bào)表顯示有些電解槽有一年沒有發(fā)生效應(yīng)，電解槽的工藝還是平穩(wěn)的。

4.2 優(yōu)化焦粒焙燒啟動(dòng)技術(shù)

2010年，對(duì)曲面陰極電解槽焙燒啟動(dòng)、工藝控制過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析，有針對(duì)性地對(duì)曲面陰極電解槽進(jìn)行技術(shù)方案試驗(yàn)。到2011年，在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上對(duì)各項(xiàng)方案進(jìn)行優(yōu)化和改善，并運(yùn)用在后續(xù)電解槽上，對(duì)實(shí)施過(guò)程進(jìn)行有效的監(jiān)督和管理。在2012年對(duì)焦粒焙燒啟動(dòng)技術(shù)進(jìn)行整理總結(jié)，形成了以下200kA曲面陰極電解槽焙燒啟動(dòng)核心技術(shù)：①實(shí)施增大陰、陽(yáng)極接觸面積焦粒鋪設(shè)和差別化鋪設(shè)焦粒新技術(shù)。②運(yùn)用新型掛陽(yáng)極方法與“鋁電解槽輕便式軟連接裝置”結(jié)合的新技術(shù)。③采用斷續(xù)灌注電解質(zhì)的新型啟動(dòng)技術(shù)。通過(guò)控制合理的陽(yáng)極、陰極升溫速度曲線，使陽(yáng)極、陰極升溫均勻，提高焙燒啟動(dòng)效果。并在全系列曲面陰極電解槽上推廣運(yùn)用，為延長(zhǎng)200kA系列槽平均槽壽命奠定了基礎(chǔ)。

4.3 鋁電解槽密封保溫技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用

為了提高電解槽能量利用率，達(dá)到節(jié)能降耗的目標(biāo)，從2012年1月開始，電解一廠對(duì)202臺(tái)200kA電解槽進(jìn)行槽罩密封保溫技術(shù)的實(shí)施和改進(jìn)。通過(guò)利用密封材料和密封元件對(duì)槽罩進(jìn)行整體保溫密封，南、北煙氣凈化系統(tǒng)的主煙管的溫度都升高了23℃。負(fù)壓也升高了0.3kPa～1kPa左右，提高了煙氣的捕集率。可以使槽內(nèi)煙氣整體溫度提高80℃～100℃，從而減少熱量的損失，提高熱能利用率，達(dá)到降低槽電壓、提高電流效率的目的。

4.4 含鋰鹽添加劑的電解質(zhì)體系新工藝優(yōu)化研究應(yīng)用

在電解質(zhì)中添加碳酸鋰，分解反應(yīng)后生成氟化鋰。可以明顯的提高電解質(zhì)的導(dǎo)電性，降低電解質(zhì)壓降。

在同等條件下，可降低電解槽的設(shè)定電壓。實(shí)驗(yàn)證明，添加1%的氟化鋰，可降低電壓60mV，噸鋁可降低電耗200kwh/t.Al，另外，每添加1%的氟化鋰，降低初晶溫度9℃，從而提高電流效率。

4.5 200kA電解槽平面陰極升級(jí)曲面陰極新技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用

曲面陰極電解槽是一種全新高效節(jié)能的鋁電解槽，由于陰極炭塊表面開了槽，因此，無(wú)論是裝槽時(shí)鋪焦粒的方法，還是電解槽的焙燒啟動(dòng)都有別于平面陰極電解槽。為了提高焙燒質(zhì)量，降低由于焙燒效果不好對(duì)電解槽后期生產(chǎn)的影響，保護(hù)電解槽陰極炭塊，延長(zhǎng)電解槽壽命，提出對(duì)曲面陰極電解槽焙燒啟動(dòng)技術(shù)的研究切合生產(chǎn)實(shí)際，十分必要。曲面陰極電解槽具有高效節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，但是該槽型槽壽命是決定該槽型能否推廣的主要因素之一。提高鋁電解槽的壽命不僅能降低鋁電解生產(chǎn)成本，更重要的是可以減少大量含氟的固體廢棄物，保護(hù)環(huán)境。因此，提高曲面陰極電解槽的壽命尤為重要。通過(guò)優(yōu)化焙燒啟動(dòng)方案、加強(qiáng)焙燒啟動(dòng)管理、完善電解生產(chǎn)工藝、提高電解槽運(yùn)行穩(wěn)定性等措施，達(dá)到電解槽高效、低耗、長(zhǎng)壽命的目的。

4.6 鋁電解破碎料除鐵系統(tǒng)的開發(fā)及應(yīng)用

原鋁質(zhì)量影響下游產(chǎn)品生產(chǎn)，最終影響企業(yè)效益，評(píng)價(jià)鋁電解生產(chǎn)原鋁質(zhì)量好壞，主要是鋁液中硅、鐵、鋅、銅等雜質(zhì)含量的多少。鐵的含量應(yīng)越小越好。為了提高原鋁質(zhì)量，需要把破碎料中的主要成分氧化鋁和電解質(zhì)與鐵、磷生鐵和氧化鐵分離出來(lái)，2012年開始開發(fā)破碎料除鐵系統(tǒng)，在安裝破碎機(jī)的槽鋼上加裝除鐵設(shè)備，破碎機(jī)的出料口與除鐵設(shè)備的磁輥對(duì)正，破碎機(jī)破碎后的破碎料落在旋轉(zhuǎn)的磁輥上緣，非磁性物質(zhì)繼續(xù)往下落，收集到非磁性物質(zhì)箱內(nèi)；磁性物質(zhì)被磁力吸附在皮帶上逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)改變方向，當(dāng)皮帶逐漸離開磁輥后，磁力逐漸消失，磁性物質(zhì)從皮帶上脫落，掉入收集磁性物質(zhì)的溜槽，進(jìn)入磁性物質(zhì)料箱，達(dá)到磁性物質(zhì)與非磁性物質(zhì)的分離目的。

5 實(shí)踐效果

截止2013年6月30日，電解一廠槽齡超過(guò)3000天的有45臺(tái)，211#槽齡達(dá)到4003天，235#達(dá)到3951天，211#整整運(yùn)行11年。此外，截止2013年6月30日，電解一廠共計(jì)啟動(dòng)運(yùn)行曲面陰極電解槽81臺(tái)，槽齡最長(zhǎng)的608#達(dá)到1892天。電解一廠曲面陰極電解槽運(yùn)行平穩(wěn)，效率穩(wěn)步提高，沒有發(fā)生鋁液中硅、鐵含量升高的破損現(xiàn)象，也沒有發(fā)生漏槽事故，取得了較好的效果。200kA系列電解槽生產(chǎn)技術(shù)水平提高到一個(gè)新的臺(tái)階。

6 結(jié)語(yǔ)

持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新提高了原鋁質(zhì)量和電流效率，降低了噸鋁電耗，增強(qiáng)了企業(yè)的生命力，提高了產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力。面對(duì)同樣的市場(chǎng)，同樣的設(shè)備，同樣的生產(chǎn)線，公司指標(biāo)之所以會(huì)逐年提升，主要是認(rèn)識(shí)到技術(shù)創(chuàng)新是企業(yè)進(jìn)步和發(fā)展的必由之路，它可以讓產(chǎn)品的技術(shù)升級(jí)，產(chǎn)量增加，成本降低。這樣企業(yè)的產(chǎn)品才可以迎合現(xiàn)代社會(huì)消費(fèi)群體對(duì)產(chǎn)品越來(lái)越高的要求，從而保持或提高產(chǎn)品的銷售量，企業(yè)也因此能夠得到巨大的利潤(rùn)。如此下去，可以形成良性循環(huán)，企業(yè)才可以立足于市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)行列中，保持其活力。