电解铝企业提升精确出铝系统使用率的实践探讨

刘宣伟，李善发，汪丽丹

（1.中铝山西新材料有限公司，山西 运城 043304；2.中国铝业股份有限公司青海分公司，青海 西宁 810108）

电解产出的铝液积存于电解槽炉膛底部，须定期抽取出来，送往铸造车间生产成产品。国内中、小型电解槽一般2～3 天出一次铝，大型电解槽每天出一次铝中，我公司为300KA 预焙大型电解槽每天出一次铝。

出铝任务的数量是根据电解槽系列电流以及电解槽生产要达到的电流效率而定。每台电解槽吸出的铝量原则上应等于在周期内（两次出铝间的时间）所产出铝量，具体由工区长下达（按每天一点测量决定），或由计算机给出指示量（五点测量平均值加修正计算后而给出）。吸出工根据指示量，使用喷射式真空抬包（如图1）进行出铝操作。

图1 喷射式真空抬包

1 出铝作业流程

大部分电解铝企业出铝作业流程如下：设备工器具材料的准备、抬包准备、出铝口处理、发出铝信号、出铝作业、完成整包出铝作业、运输作业、清理作业。

电解槽运行期间，单个电解槽的出铝量是直接反映生产效率的主要技术指标。管理人员也通过调整单槽的出铝量来保持铝电解槽在生产过程中的能量平衡、物料平衡及物理场平衡。

出铝采用人工计数、结合铸造车间称量抬包总重，统计单个电解槽和单个铝包的出铝量；单个电解槽的吸出数量始终是铝电解生产管理中的一个“盲区”。导致管理人员无法根据出铝量得到电解槽运行状态，对铝电解槽的均衡稳定生产带来不利影响。

2 精确出铝装置

精确出铝控制系统采用计算机集中监控，实现出铝现场测控装置与监控微机的数据互传，利用数据库技术实现上传数据的存储和管理，通过应用软件实时显示、记录单槽的出铝作业数据，数据统计与报表等；通过计算机网络实现数据共享和信息化管理。

2015 年某科技有限公司根据《精确出铝系统项目》对本公司电解厂六个工区现场安装精确出铝装置，如图2 和图3。

图2 天车精确出铝系统框图和天车主控机箱接线图

图3 精确出铝控制箱、精确出铝控制箱接线图

3 推广精确出铝装置运行过程中存在的问题

电解厂精确出铝系统自2015 年试验推广成功后，在实际运行应用过程中还有较多问题，造成现场员工不愿意使用，全厂精确出铝使用率62%，使用率最高的工区为75%，冬季风压偏低的时期部分工区使用率低于50%，一直使用率偏低，无法满足精准管理的需求，与厂部要求100%的目标差距较大。经电解厂领导组织各工区技术骨干讨论后，总结了精确出铝装置运行过程中存在的具体问题如下。

（1）无线传输信号不稳定，现场存在信号断及数据丢失现象。

（2）所有主板不兼容的状况，每台槽和每个工区的控制主板都不兼容，现场无法备用主板，发生主板故障时必须从厂家采购，由厂家技术人员写入程序才可使用。

（3）精确出铝电磁阀采用小口径的电磁阀，使压缩空气阻塞，造成出铝速度过慢，甚至堵包管的情况。

（4）原有厂家的电子屏幕和现有系统存在不兼容的问题，经常存在槽号不显示状况。

（5）吸出工、维检人员知识技能不足，吸出工存在不良作业习惯。

（6）出铝流程过程中，存在厂、车间、工区等多头考核等责任不明确现象。

4 提升精确出铝系统使用率的管理方法

4.1 硬件与软件系统进行升级改造

2018 年10 月根据公司统一安排，电解厂对精确出铝装置硬件与软件系统进行全面升级改造，具体项目如下（如图4）：①电磁阀由6 分管改为8 分管，流速增大，预防堵出铝管问题；②无线传输改为有线传输，解决信号丢失问题；③新增显示屏，流速、计划量、出铝量信息准确掌握；④优化程序，新增联机查询、箱体设置等功能。

图4 精确出铝装置硬件与软件系统升级改造示意图

4.2 明确责任与细化考核

改正原来的出铝偏差由出铝工负责的方式，责任分别由生产装备科、电工班、电解工程师、吸出管理员、吸出工分别承担；厂、车间建立出铝微信群，每天督促使用情况；完善分区、分班、分组统计，定期分析，将使用情况奖励考核落实到责任人（如表1）。

4.3 关注操作细节持续改进

针对员工作业精度不够造成的出铝偏差、异常处理不准确等问题，编制培训教程，完善培训资料库；关注出铝口整形外扩，避免包管受力，影响精度；出铝前必须打捞碳渣，处理沉淀；对出铝误差超过标准必须当班分析，属于人工操作问题进行通报，吊钩秤异常立即联系处理；范工区调整铝量处置方法，当天需调整产量，从系统计划量进行修改，禁止出铝工根据新计划量手动调整。

表1 8 月份二区精确出铝奖励表

4.4 精确出铝数据统计分析

本公司生产运行中心人员自主开发信息收集程序、出铝信息融入精准管理系统，实现出铝精确、数据录入精准，信息多平台共享，促进公司无人值守过磅系统应用。本公司生产装备科相关专业人员使用数据透视表和精确出铝使用统计表（图5），完善数据分析模板，实现单槽督促与工区数据统计相结合，发现出铝过程异常及潜在的风险，提升员工的精准质量意识。

图5 电解厂精确出铝系统使用率统计示意图

5 结语

（1）精确出铝使用率达100%可以杜绝人为操作导致的出铝量的偏差，实现单槽精确出铝偏差正负20kg 以内，有效降低员工工作量，实现了出铝量精准控制及数据自动化管理。

（2）理顺了精确出铝管理流程，扭转了大家的作业习惯，实现出铝作业数据化、精准化。

（3）精确出铝装置的应用有效提升出铝精度，尤其是提升了大家的精准意识，为下一步电解厂推进“智能打壳”、“换极自动测高”等智能设备的推广和使用，打造智能工厂积累了宝贵的经验，在电解生产劳动密集型向智能型生产转变中发挥了良好的作用。