赵秀富
一
金秋9月,中国铝工业一批资深专家汇聚平果铝基地。在这里, 他们将要对一项足以让世界铝电解工业引起震动的国家重点技术创新项目──320KA 大型铝电解槽技术成果进行鉴定。
在花木掩映下的电解新厂房内,专家们欣喜地看到,长达17.4米的30台世界最大型电解槽如仪仗队一样齐刷刷地排成两列,虽有325千安的巨大电流通过, 槽子的运行状况却显得十分平静。更令专家们惊叹的是它的科技含量和经济指标:进电方式采用独特的六点进电及相关技术,槽况诊断、工艺参数调控配有专家决策智能支持系统,氧化铝浓度分布采用模糊控制技术──仅创新成果就有9项;8台考核试验槽电流效率达 95. 04% , 吨铝直流电耗为13191千瓦时,吨铝阳极净耗385千克,历经15个月满负荷连续运行,30台槽子无一破损,而且与160KA槽相比,投资节省20%,劳动生产率提高200%,全部技术成果从科研设计到转化为生产力仅仅用了9个月……
这一切仿佛在向人们宣告:我国大型铝电解槽技术跃居世界先进水平!
9月20日,中国工程院刘业翔院士、钟掘院士、 俄罗斯科学院及工程科学院马福康院士和中国人工智能学会理事长涂序彦教授代表专家组在鉴定书上郑重地签了字。
“320KA电解槽是我国铝电解发展的方向,它的开发成功, 为我国铝电解工业迎战新世纪抢得先机,振奋人心,大长中国人志气!”鉴定会上,国家有色金属工业局副局长康义百感交集。
他不由得想起了10年前的那一幕。
二
80年代末。
西方某铝工业大国。时任青铜峡铝厂厂长的康义和贵州铝厂副厂长杨世杰随团来参加培训学习。期间,康义等学员请示参观该国新开发的高新科技项目300KA电解试验槽。 东道主露出神秘的一笑,把学员领到远离现场的一间屋子里。他将窗帘拉开一条缝,指着迷蒙的远处说:“OK,那就是!”
明为参观,实为封锁。这一举动像一把利剑深深地刺进康义和杨世杰的心口。沉思良久,康义对杨世杰说:
“老杨啊,咱一定要争这口气!”
杨世杰攥紧拳头,默默地点点头。
当今世界,铝电解工业正沿着生产规模和电流容量大型化的方向飞速发展,电流容量最大的电解槽已达300KA。世界铝业诸强竞相开发大电流容量的电解槽, 是因为电流强度越大,建设投资就越省,铝电解生产效率就越高,经济效益就越好。然而,增大电解槽的电流强度是一项复杂的系统工程,要以多项先进技术为依托,每提高一个电流等级,都必须攻克许多技术难关,付出异常艰苦的努力。因此,世界铝电解槽大型化的进程便走入攻关者众、破关者寥的怪圈,目前,只有三四个国家拥有300KA电流等级电解槽技术。
穷则思变,弱须图强。时代呼唤300KA,中国需要300KA!
三
中国西南,平果铝基地。
这里有两个人始终没有忘记开发300KA电解槽、攀登世界铝电解高峰的责任, 一个是经理杨世杰,一个是常务副经理殷恩生。1997年,平果铝在成功地实现两年达产达标的目标后,杨世杰和殷恩生认为开发300KA的条件已经成熟。7月,杨世杰向康义作了专题汇报,得到康义首肯。
1997年9月,殷恩生率电解铝厂厂长刘永刚、 生产技术处副处长潘玉星前往贵阳铝镁设计研究院寻求合作。
要干,就要瞄准世界一流水平,并且超越它,轰轰烈烈痛痛快快地干它个320千安! ──平果铝和贵阳院两家一拍即合。
然而,320KA电解槽不是160KA电解槽简单的算术累加和几何放大,而是复杂的系统性技术变革和质的飞跃。
一道道技术难题横亘在中国铝工业向世界一流水平迈进的路上。
最大的难题是磁场的平衡。320KA的电流是个什么概念? 有人作过这样一个比方:如果以每个家庭用电200瓦计算,320KA就相当于32万个家庭即一个百万人口中等城市的用电电流!如此巨大的电流通过电解槽,其产生的超强磁场和电磁力将会搅得电解质和铝液如滔天狂浪般翻滚。
阳极问题的困扰也很令人头疼。还有大跨度槽上部结构热应力变形问题,大型槽阳极提升问题,槽底部、侧部防电解质渗漏问题,启动方式问题,等等等等。
面对堆积如山的技术难题,平果铝业公司和贵阳铝镁设计研究院的科技人员表现出了敢为人先的勇气和超凡的智慧。殷恩生、刘永刚、潘玉星、翁文成、戴国才、席灿明……他们的思想火花相互映照,他们的智慧之光共同叠加,一道道难题迎刃而解。
一套闪耀着中国铝电解科技进步之光的设计方案顺利通过国家有色金属工业局审定,在国家经贸委立项。
不久,“320KA大型电解槽技术开发”被国家经贸委确定为国家重点技术创新项目, 并以财政补贴的形式予以扶持。
一颗载负民族铝工业希望的种子植入厚重的红土地。
四
1998年10月5日,“320工程”在平果铝基地相距160KA电解厂房仅20 米远处正式动工兴建。
有色十一冶施工队伍在詹才德指挥下开进工地。
另一路人马──有色七冶职工在李忠水率领下,从昆明铝厂转战平果铝。
贵阳铝镁设计研究院派出了现场服务队,驻守建设工地。
为了便于日后更好地掌握先进的技术和设备的性能,平果铝业公司动力厂和检修厂抽出精兵强将组成施工队,参与整流变电站安装调试;电解铝厂承担了铝母线的制作任务;碳素厂则义不容辞地肩负起制作新式阳极导杆、钢爪工件、土法浇铸和提供阳极的重担。为确保工期和质量,监理部、生产总调度室、机动处、计控处、计划处、供应处、运输部、行政福利处、职工医院还派出业务骨干到现场跟踪服务。
在这里,每个建设者都为自己能参加冲击世界先进水平、挥洒中国人豪情壮志的工程建设而感到荣幸,拼命工作。
全体建设者心里涌动着一个共同的愿望:尽快建成320工程,打响我们自己的民族品牌!工程建设按照网络计划顺利推进。
1999年5月底,320工程基本竣工,连厂房四周的环境清理和以绿化美化为内容的“绿色工程”也同时交工。屈指一算,320工程全部工期只用了七个多月!
原广西壮族自治区政府顾问陈仁感慨万端地说:“就是建一栋普通住宅楼也需要八九个月啊,集纳这么多项高新技术的320工程真不愧为中国人的争气工程!”
五
320千安,堪称当今世界铝电解槽“巨无霸”,中国人没干过,外国人也没干过。 虽然工程已经竣工,可能否成功投产,仍然是个谜。
铝工业界,国人关注,世界关注。
6月1日,320工程进入试车、换岗阶段。
早在几个月前,公司就成立了以殷恩生为首的投产领导小组,李勇、瞿向东、梁纯德、郭占一、袁国忠、张智慧等分别把守计控、设备、基建、电气、材料、生产等重要关口。
动力厂领导班子成员全部从厂部搬到工地,每天在现场召开调度会,解决建设与投产进程中遇到的各种问题。厂长王世玺、副厂长郑铁生、艾德弟既是指挥员,又是战斗员,天天与职工们一起在投产现场摸爬滚打。党委书记赵传珍则把思想政治工作和后勤服务工作做到工地上,她亲自购置了锅碗灶具,并组织机关人员为奋战在建设一线的职工煮绿豆汤、包饺子。
碳素厂厂长文克、总工刘予湘带领攻关小组人员攻克了双阳极制作、土法浇铸的技术难题,巧妙地将160KA电解槽专用阳极改装成符合大型槽技术要求的新式阳极, 成功地用到了320KA电解槽上。
投产的主力部队电解铝厂早已众志成城,职工们决心在中国铝电解冲击世界先进水平的大战中建功立业。厂长刘永刚、党委书记杨元旭,副厂长卢敏、唐骞团结一心,相互支持,精心安排,在确保160KA系列正常生产的情况下,为320工程的投产进行周密的筹划:试车方案和工艺技术规程的编写,各类制度的制订,人员的培训,原材物料的进厂──各项生产准备开展得有条不紊。在人员配备上,电解铝厂领导班子经过反复研究和遴选,以主动请缨上阵的厂长助理陈柱为车间主任,以实战经验丰富的秦卫中、郑斌和硕士研究生黄涌波为副主任,融四人的长处于一炉,组成确保投产成功的王牌阵容。
动力厂、碳素厂和电解铝厂这三支精锐部队分别主攻供电、供阳极和铝电解生产,他们三面夹击,像一把坚实的钳子,钳住了320工程投产成功的希望。
而贵阳铝镁设计研究院、有色七冶、十一治、沈阳有色冶金机械总厂等参建单位投产现场工作队的保驾护航和平果铝业公司全体职工的支持,又为这把“钳子”加上了一股巨大的合力!
短路试验。
空载试车。
联动试车。
负荷试车。
设备和工艺技术条件在不断的调整、改进中日臻完善。
投产,一天天迫近。
然而,320KA电解槽毕竟是用成堆的高新技术垒就的,用业内人士的话说, 它的启动成功只是万里长征走完了第一步,如何掌握生产条件、实施现场管理使它稳定运行才是大型铝电解槽的生死难关。有人打过这样的比方:大型铝电解槽好比深渊绝壁前的高头大马,骑上去并不算太难,难的是驾着它越过沟壑,没有卓越非凡的驾驭能力,就可能坠下深渊。国外开发大型铝电解槽壮志未酬的“骑手”,莫不是“失蹄”于投产后的管理。曾有外国专家预言:平果铝骑上去也会被摔下来!
平果铝能驯服这高头大马吗?
六
“骑手”们不敢有丝毫的大意。320KA首批电解槽通电启动后, 指挥部每天下午都要在生产现场召开碰头会,殷恩生、刘永刚、郭占一、袁国忠、张智慧、潘玉星、郑铁生、唐骞、翁文成、戴国才、席灿明……科技人员集思广益,及时排解生产中出现的各种难题。
7月1日,001号电解槽槽壳发红,阳极脱落,这对320KA铝电解生产无疑是个凶兆。根据电流分布原理,槽上的24组48块阳极只要脱落一块,就会形成一处断路,电流的平稳状态就会被打破。而电流分布一旦不平衡,又会造成别的阳极块脱落,这种连锁性的“多米诺效应”导致的最终结果必然是电解槽启动失败,投产将前功尽弃。
情势万分危急!
殷恩生当即指示:设法进行间歇式局部降温!
在刘永刚、唐骞等现场指挥员的指导下,陈柱带领电解工一边用压缩风机对着发红的阳极钢爪吹凉风,一边用保温料来调节阳极温度:过速升温时,立即刨去保温料;降温氧化时,赶紧添加保温料。就这样刨了再添,添了再刨,经过数小时的拉锯战,001 号槽的运行状况终于平稳下来。
前浪刚过,后浪又起。为014号槽灌注电解质时,先是出现流体堵塞现象, 后又发生阳极脱落,情况比001号槽更为严重!
殷恩生不禁倒吸一口凉气。他深知,不及时在脱落处补换阳极显然是不行的;而换上新阳极要五六个小时后才能导电,这也不现实;惟一的办法是换上热阳极。他果断下达指令:取下001号槽边角部位两块热阳极换到014号槽上去!凌晨3点,野性十足的014号槽终于被驯服。
仿佛是上天有意要磨炼平果铝人的意志,抑或是要让成功者多遭受一些磨难、多付出一些代价来凸现成功之不易,014号槽危机被征服后,新的困难又接踵而至。
经观察,首批投产的8台电解槽电压摆动剧烈,铝液波动频繁且幅度大,槽况很不稳定。平果铝业公司和贵阳铝镁设计研究院立即成立联合攻关组,决心扫除生产上的一切障碍。攻关小组经过现场测试和分析认为,这些现象是端头母线垂直磁场过大所致。已经接替杨世杰出任平果铝业公司经理的殷恩生决定采纳攻关组关于在不停产条件下对每台槽的槽周母线实施非对称磁场补偿、对端头过道母线实施折线式改进的方案。
24台氩弧焊机从有色七冶、十一冶以及有关分厂调集到一起,近百名焊工冒着970 度炉温辐射,3分钟一个班次轮番作业。与此同时,一批批志愿者响应殷恩生经理的号召, 从公司各单位来到这里,支援电解三车间。
好一轮惊心动魄的攻坚大战!经过此番改造和调整,确定了多项适合于320KA 电解槽的最佳工艺参数,为320KA电解槽正常稳定生产创造了良好的技术条件。
垂直磁场减弱了。
电压摆降下来了。
铝液平稳了。
技术经济指标日渐变优。
经过头几台槽的磨合,不断总结经验、汲取教训、整改完善,后面20多台槽启动都比较顺利。
在320KA电解槽的工艺技术调整和生产管理实践中, 平果铝的科技人员还开发出多项创新技术:采用软连接和可动式分流器,使阳极跟电解质始终保持最佳接触状态,保证了电流分布的均匀平衡;用“三保二同两降”的方法进行工艺调控,使320KA 大型铝电解槽始终处于良好的运行状态;利用阳极钢爪保护环,将换极周期由27天延长到29天,降低了阳极消耗;采用阳极效应自动熄灭技术,改变了人工熄灭效应落后的操作工艺,熄灭阳极效应的成功率由40%提高到82%;采用铝电解槽专家智能决策支持系统,实现了槽况自诊断、工艺参数决策调控;采用氧化铝浓度模糊控制技术,使槽内氧化铝浓度稳定地控制在最佳范围内,提高了电流效率……
至此,集10项创新科技于一体,全部采用国产设备,完全由中国人自己设计、施工、开发的30台320KA世界顶级铝电解槽生产管理的先进技术,已完全置于平果铝人的掌控之中。
320KA,中国人不仅能开发建造它,而且完全有能力驾驭它!
平果铝人创造了中国铝工业建设史上的又一项奇迹。
(作者单位:广西平果铝业公司宣传部,摄影:白泉)