提高电流效率
一、小组概况
泰山铝业公司“技术开发”QC小组，自2005年成立以来，在新的冶金行业，积极探讨新技术，严格按照PDCA的程序开展活动，为企业创造了显著的经济效益和社会效益。
小组概况表
二、选择课题
在大型预焙槽的炼铝过程中，电流效率的高低直接影响到各项经济技术指标的完成。
因此如何提高电解槽的电流效率成为摆在我们新建铝厂的一个崭新的课题。
1、目标的提出
我厂一期启步工程62台电解槽投入生产后，生产三年后，电流效率仅在90%，为了尽快的提高铝厂的经济效益，按照公司要求，2006年11月份，电流效率必须达到91%，最终达到92%。
2、现状分析
1）我厂缺乏铝电解生产技术的研究经验。
2）现场生产存在技术参数紊乱现象。
3）电解槽热平衡出现失控。
4）电解槽物料平衡失衡。
3、课题的选择与评估
针对现状分析，小组成员围绕能否通过优化技术参数，提高电流效率这一课题，展开了认真的分析与评估。
首先，我们列出了以下几项内容，作为分析评估的条件：
a、厂部和车间是否支持；
b、研发资金是否有保障；
c、自主研发能力如何；
d、是否有相关科研单位合作；
e、有无相关经验与资料参考。
我们采用表决法，对以上条件进行了投票表决。
下表为课题必备条件评估表，认为条件具备或基本具备的投赞同票：√，认为暂不具备的投反对票：×
以上表决，满票30票，赞同票25票，反对票5票，这说明课题必备条件占有率80%以上，因此，本次所选课题成功率较大。
4、确定课题
综上所述，确定课题为“提高电流效率”。
三、设定课题目标
1、课题目标
综上所述，通过对电解槽的电解质水平、铝水平、分子比、槽电压等各项技术参数进行优化，达到提高电流效率的目标。
2、目标值
为了确保本次QC目标的实现，我们小组经过认真论证，将目标值定为：
四、对策方案的提出
由于泰山铝业公司刚刚投产，铝电解生产经验较少，缺乏对各项工艺技术参数的应用研究，没有可以借鉴的材料。
于是，小组成员，运用“头脑风暴法”，针对“电解工艺技术参数的优化”这个主题，提出了以下三种优化方案。
五、可行性分析
对策方案的可行性分析，为更好的体现小组活动的“广泛的民主性”，由小组成员对三个可供选择的对策方案进行评估打分，见下表：
对策方案可行性分析，评估及选定表
备注表中：▲—5分⊙—3分□—1分
六、方案的确定
从评估表结果看，B、C两个方案均可采用。
两个方案哪一个能尽快达到公司要求，则无把握，都需试验验证。
两个方案比较，C方案较易实施，成本最低，因此，先实施C方案。
如果C方案达到要
求，B方案不实施，如果C方案没有达到要求，则实施B方案。
七、制定对策与实施
1、C方案的研究制定
1）、制定C方案的对策计划
C方案的对策计划表
2）依据对策计划逐步实施
（1）对两车间电解槽进行摸底调查，于2006年5月12日选取4台槽进行工艺技术参数的优化工作,它们分别是102＃，118＃，121＃，130＃电解槽。
（2）小组成员根据102＃，118＃，121＃，130＃电解槽的实际情况于2006年5月15日对各项技术参数进行了优化：
a.调整了电解槽的物料平衡，按照所估算的电流效率对下料间隔进行了推算，确定了以上4台槽的下料间隔。
b.依据各槽的能量平衡，确定了不同的设定电压，最终控制在
4.16伏。
c.调整电解成份，利用ALF3调整了分子比，使其控制在2.2到2.4之间；并停止添加MgF2调整了其含量，控制在2%到4%。
d.调整了以上四台槽的阳极电流分布,使其均匀分布，处在1.5到3.0mv之间。
（3）通过优化各项技术参数得出如下规律：
a.分子比控制在2.2～2.4，电流效率可提高0.5%～1%。
b.电解温度每低10℃，电流效率可提高1%～2%。
c.阳极电流分布均匀，可减少铝液的二次损失，达到提高电流效率的目地。
d、MgF2可降低初晶温度，但使电解质成份变的极其复杂，不利于生产，因此停加。
（4）根据参数的优化，确定参数的保持方案
分子比：2.2～2.4；电解温度：950℃±5℃；
MgF2含量：<3%；阳极导杆压降：1.5～3.0mv；（5）试验验证
通过实验发现,4台槽各项技术参数优化后,出现于不同的现象,102＃槽虽然各项技术参数保持较好,但槽况不稳定；118＃、121＃槽电流效率达到了91.5%提高了1.5%，但是炉膛过大；而130＃基本正常,电流效率变化不大。
结论:通过对以上各槽的参数优化,虽然电解槽的电流效率有所提高,但整体提高幅度不大,仍不能达到厂部要求。
2、B方案的研制
1)、制定B方案的对策计划
B方案的对策计划表
3、依据对策计划逐步实施
1)与东北大学进行了联合攻关,利用东北大学先进的实验设备认
真研究了不同指标差异的电流效率状况,如下表
表不同技术参数下的指标差异
按照以上分析结果,小组成员经过分析决定采用D参数组合,进行技术参数的优化,并且于2006年9月20日在两车间进行了全面实施,将各槽的设定电压在微机站统一调至4.15V。
2）设定电压调整一周后，又于9月27日在电解车间进行了分子比的调整，使各槽统一达到2.3～2.5的范围。
3）在9月20日～10月27日的调整过程中,对个别不适应此参数的电解槽,利用调整保温料的厚度以及电解质水平、铝水平进行了治理。
4）2006年10月19日,由动力车间强化了2KA系列电流,补充了电解槽的过热度。
5）在B方案实施过程中,继承发扬了C方案中,利用估算电流效率来确定下料间隔的成功经验,对各电解槽进行了全面的调整。
6）试验证明
在技术参数的调整过程中,我们严格按照不怕不合理就怕不统一的思想进行了参数的优化,将电解槽的各种技术参数严格按照D参数组合的要求，调整到位。
在调整完后,我们对10台出现窗口温度过高、炉底有沉淀的电解槽,通过增减电解质水平,铝水平高度、Al2O3保温料的厚度进行了综合治理,最终使各电解槽全部能在D参数组合下稳定运行。
结论:通过采取B方案进行参数优化,使我公司的电解槽达到了高效平稳运行,改善了技术参数紊乱现象,使电解槽的能量平衡,物料平衡处于最佳状态,达到了厂部的要求。
八、效果检查
1、目标值测试
a、七月份技术参数调整结束后,我们于11月10日～11月17日,利用盘存法,测量了各槽的电流效率,各槽的电流效率有了明显提高,全厂平均电流效率达到了91.5%。
b、7月20日～7月23日我们与东北大学铝电解教授专家采用奥氏气体分析仪抽查了6台电解槽,连续三天进行了瞬时电流效率的测试,测试结果如下表所示：
由上表可见,抽查的6台电解槽的瞬时平均电流效率为96.19%。
表明优化技术参数后,电解槽的电流效率有了明显的提高。
2、结论:目标值全部达到
优化技术参数后,我们对优化前后的电流效率进行了统计对比,如下图所示：
由上图可以看出,参数优化后,电流效率逐月提高最终达92%,达到了公司要求。
该次技术参数优化活动,取得预期的效果。
九、巩固措施
将优化参数的保持纳入电解生产技术标准如下：
1、电解槽正常生产技术标准（编号：HXL/Z1J—08--01）
2、出铝技术标准（编号：HXL/Z1J—08--03）
3、母线转接技术标准（编号：HXL/Z1J—08--04）
十、效益分析
优化技术参数后电流效率比优化前提高2%,因此由下式计算62台电解槽每天多产铝:193×0.3356×24×2%×62=3.373吨。
按全年平均铝价￥2万元/吨.Al,则从7月份到12月份新增产值:3.737×30×6×2=1345.32万元,使吨铝成本下降了448元左右。
十一、回顾与打算
通过此次QC活动,我们切身体会到PDCA循环法的科学性,使我们的工作取得了预期的效果,并取得了一定的经济效益和社会效益。
在今后的QC活动中,我们将进一步利用PDCA循环法,解决工作中的实际问题,为我厂的技术进步做出积极贡献。