动态趋势管理在铝电解生产中的应用

王君义，齐华栋

（1.中国铝业青海分公司，青海 西宁 810000；2.青海省投资集团，青海 西宁 810000）

1 概述

铝电解生产全过程的管理中提出并运用“严、细、实”的管理理念。运用动态趋势管理方法分析问题发生的原因和问题变化趋势，从问题变化发展过程的轨迹中，总结问题发生及变化的规律，使问题控制“关口”前移，变“问题”事后处理为事前预防，从而把问题对生产的影响及损失努力降低到最少最小。从少数的关键盯抓问题的根源，从问题苗头推演问题发展末端，从问题结果追溯初始状态，从数据变化预测发展趋势，从细节入手注重过程控制的动态趋势管理生产模式。

2 主要做法

动态趋势管理在铝电解生产技术中，对多元问题及多变影响因素，认真总结问题变化规律，归纳梳理各项问题动态变化轨迹，准确预知问题变化趋势，适时采取积极有效的控制措施，全面把控生产工艺流程及操作过程环节，从每一类每一环节查找发现生产过程动态变化问题，建立类问题动态看板，可以使生产工艺控制流程中微小的变化，都可在第一时间浮于水面，也可以说通过生产动态趋势管理看板使问题无处“藏身”，及时引起生产管理人员的重视[1]。

2.1 动态趋势的分析手段

电解槽动态趋势管理的关键在现场，在现场检查过程的关键是发现问题的动态变化及电解槽槽况的运行趋势。在电解槽动态趋势分析方法中，本着“以现实槽况和数据说话”为准的原则，实行“现时、现场、现物”的“三现主义”注重实效的科学分析[2]。

（1）查看、判断。日常电解槽槽况的查看，主要是用肉眼观察及用钎子检查，从而对电解槽生产运行趋势状况或对存在问题的动态分析判断。观察及检查的主要项目包括火苗颜色、电解质颜色、炉膛状况、沉淀多少、电解质与铝液分界线、氧化铝壳面、槽电压、噪声等。

（2）听诊、把脉。电解槽生产过程中“三场”（磁场、热场、流场）作用，使得槽内铝液、电解质和混合气体等流体作有规律的微循环流动，同时将伴随流体流动发出很有规律的“咕嘟”的声音。趋势良好的正常槽，电解槽的这种声律的特点是“轻、匀而有节律”。

（3）摸查、观察。即是用大耙或铁钎子摸查炉膛、炉底，阳极工作状况、电解质与铝液分界线、炭渣分离状况。

①观察炭渣分离情况。如果炭渣分离的不好，则说明电解质对炭的湿润性大，电解质粘度大，比电阻大，电解槽走冷趋势或处于严重热行程。②观察电解质颜色与清亮度。电解质呈亮黄色，说明电解质呈碱性，分子比高，如果电解质呈暗红色，说明电解质呈酸性，分子比低。③观察阳极工作状况。即阳极周围电解质沸腾状况 正常槽的电解质沸腾均匀，如果电解质沸腾，则说明该处的阳极工作不好。④用铁钎子检查炉底沉淀情况 炉底沉淀多时，钎子头部有粘着物，炉底压降增大，且容易形成热槽。⑤用铁钎子检查炉膛内型。包括电解槽上口空否，伸腿软硬，伸腿下部延伸位置，四角伸腿的位置，如果铁针子接触炉底或伸腿有发滑感，说明槽温低走向冷行程趋势。如有“沙”感说明槽温正常。如有明显的“棱角”凹洼感，说明电解槽走向热行程。

（4）测量、掌控。即通过测阳极电流分布，来发现阳极病变和设置情况，通过测电解质温度，发现电解槽热平稳情况，通过测电解质、铝水高度，来检查技术条件是否符合要求等。

2.2 因槽制宜动态趋势分析方法

不同的电解槽变化原因不同，但是引起电解槽变化的原因除操作质量影响外，无非就是技术参数的变化，掌握电解槽技术参数变化分析，是电解槽分析管理和趋势控制的关键。电解槽分析管理和趋势控制的主要内容如下：

（1）利用分子比的变化趋势分析。在没有过量或减量投氟盐的情况下，分子比呈下降趋势，则表明槽子转冷，处于冷行程，电解质中较碱性的组分偏析而使电解质酸化。反之，若分子比呈上升趋势，则肯定是槽子处于热行程，槽帮溶化，槽帮中较碱性成分熔入电解质中。

（2）利用槽电压和极距匹配趋势分析。槽电压和极距的关系可判断槽电阻变化，利用电解质电阻值（槽工作电压）的动向分析槽子的未来趋势。在槽电压一定时，若极距减小，无阳极长包，无大量投料时，而有可能是电解质性质变化而使电阻增大或炉底沉淀生成，炉底结壳使炉底电压增大，槽子处于冷趋势。此时要检查槽内铝液是否过高，阳极保温料是否严重不足。反之，槽工作电压走低，电解槽处于热趋势，沉积在槽底多余物料重新溶化，导电面积在逐渐增大。

（3）利用原铝质量的变化趋势分析。当外部原料无较大变化，操作也没有带入多量杂质的情况下，如果原铝质量连续下降，特别是硅含量逐渐升高，则可能是槽膛熔化，使槽帮和伸腿中的杂质进入铝液。如果铁硅杂质，特别是硅含量逐渐下降，原铝质量不断提升，则应考虑是否槽子趋冷、伸腿和槽底沉淀发育不良。如果铁含量持续上升，在排除其他因素后则有可能是槽子破损引起。

（4）利用每日氧化铝料量的变化分析。如果加料次数呈上升趋势，说明槽子趋冷，物料未能完全充分溶解在槽底积存；如果呈下降趋势，则表明槽子转热，槽膛熔化。

（5）利用效应电压值高低的变化趋势分析。当效应电压低于15V左右时，则表明阳极病变，炭渣过多，极距低或槽温高；如果效应电压高于30V时，有可能槽温偏低、电解质过低。效应电压高还常出现闪烁效应，有可能是槽膛不规整，槽内铝液不稳定。因此，对较多出现闪烁效应的槽就应考虑槽子是否冷趋势。

（6）利用电解槽开孔率的变化趋势分析。如果火眼周围时常有大量物料堆积，或经常产生大堆料堵死火眼，阳极气体排出严重受阻，在出铝口打壳作业时，经常出现饱含大量气体的电解质从铝口喷涌而出的现象，此时说明电解槽趋势走冷。另外火眼开孔率不好的原因，极有可能是电解质严重偏低，炉底沉淀特别是下料点处的炉底沉淀增多，氧化铝溶解不良，或者是（槽子走冷）氧化铝壳面厚而硬，致使打壳锤头无效动作火眼“长死”。

（7）利用火苗状况的变化趋势分析。在电解槽火眼开孔率较好的情况下，如火眼火苗呈淡蓝、紫色，软弱无力，则说明槽子趋冷。如果火苗黄而无力，或火苗中夹带黄色，火苗粗长而伴有烟雾，从火眼口有蒸发的“雾气”状烟尘物质冒出（返热），说明槽子趋热或炉底沉淀生成。如果火苗黄而软弱无力，火焰长时象“飘带”，时冒时回，说明电解槽局部存在短路现象[3]。

2.3 电解槽动态趋势评判

（1）趋势评判方法。每天认真测量电解槽各项技术条件数据，按照技术条件调整规范表严格保持电解槽技术参数的平稳。对电解槽根据“因槽制宜”原则，制定出电解槽槽生产运行趋势及技术参数调整规范表，充分利用控制系统电解槽数据统计报表、工艺曲线分析的优越功能，坚持电解槽日评判制度。在评判电解槽时，从电解槽槽龄、炉底压降、噪声值、温度、分子比、两水平、氧化铝下料量、近期出铝量等多方面准确严密的进行全员讨论、综合分析、全面评判，严格控制好电解槽技术条件。

（2）技术参数调整原则。在电解槽动态趋势评判过程中，坚持“技术条件平稳”原则，进行技术参数的平缓调整，严禁参数修改过于频繁，幅度过大而对电解槽动态平衡、平稳运行造成的负面影响。加强电解槽操作质量，对作业后较大的电压偏离、噪声、曲线走反问题及时有效进行处理。针对电解槽出现的某一问题，在调整技术参数时务必要找准问题原因的症结所在，以调整某一参数为主，其它参数微调或不调，根据电解槽技术参数调整控制周期（3天～5天）的运行效果，综合分析评判再议定其它技术条件调整策略。。

在技术条件的调整方面，除了坚持“平稳、微调”的原则外，务必注意趋势管理，不能等槽温或分子比达到预计的控制目标值时，再调整其控制策略，如果这样也许早就错过了电解槽“问题”处理的最佳时机，技术条件调整将显得更加滞后和无效。

3 总结

动态趋势管理在电解生产的应用，取得以下明显而突出的经济效果。①电流效率保持了稳中有升，升中优化的良好趋势，即表现出了生产作业控制过程有序，电流效率逐月提升的高效生产管理水平。②直流电耗、交流电耗指标得到了明显优化，铝电解槽生产能源利用率得到了大幅提升，节能降耗效果日益显著。③电解槽平均电压逐步降低，为降低电耗打下了坚实基础，减少了生产过程中的电能消耗，降低了制造成本，奠定低耗高效有序生产的良性基础。