质量管理与技术创新在铝电解生产中的实践

王 强

（云铝阳宗海铝电解分公司，云南 昆明 650502）

当前，云铝公司的发展正处于重要时期，任务十分繁重和艰巨，“十二五规划”的提出和“桥头堡”战略的实施，给公司带来新的机遇的同时，也让公司面临新的挑战。随着经济、科学技术的飞速发展，中国铝行业之间的竞争也日趋激烈，公司深刻感受到了提高产品质量的重要性。产品质量的好坏，直接关系到一个企业的生死存亡。云铝公司要更好的发展，实施走出去战略，必须依靠技术创新提高各项工作质量，更要把质量放在第一位，并落实到企业的每一名员工心中，形成牢固的质量意识。

1 质量与质量管理的含义

质量是指“一组固有特性满足要求的程度”。质量有广义和狭义之分。广义的质量是指：产品、过程或服务满足规定要求的特征和特性的总和。根据这一含义，质量可分为产品质量、工序质量和工作质量。产品质量是指产品适合于规定用途，满足人们固有要求的特性。而质量管理是指用最经济最有效的手段进行设计、生产和服务，以生产出用户满意的产品。

2 技术创新的概念

创新这一名词是由美籍奥地利经济学家熊彼特于1912年，在他的《经济发展理论》一书中首次提出来的。创新包括技术创新与组织管理创新，因为这两者均可导致生产函数或供应函数的变化。技术创新是一个从新产品或新工艺设想的产生到市场应用的完整过程。它包括新产品、新工艺设想的产生、研究、开发、商业化生产到扩散等一系列的活动。

3 质量管理与技术创新的关系

在企业生产中，技术创新的目的也是提高工作效率，提高产品质量。技术创新最终推动产品质量的提高，最终提高企业效益。企业效益提高以后，企业才能有更多的资金投入到技术创新中。因此，质量管理与技术创新是“你中有我，我中有你”的相铺相承的关系，技术创新是提高质量的技术保障，提高质量是技术创新的最终目的。

4 200kA铝电解生产质量管理和技术创新的实践

云铝公司200kA铝电解生产线共安装铝电解槽202台，设计产能10万t/年，于1998年开始投产，至今有10多年。期间质量管理工作和技术创新也有不断的提高，但是由于设备的老化，生产下游的合金生产和加工环节对原铝质量提出更高的要求，质量提高的程度已经逐渐不能满足实际生产的需要。因此，2010年以来，我们为200kA铝电解生产线提高原铝质量和各项经济指标，达到降本增效的目标，实施了以下技术创新的实践活动。

4.1 “无效应等待”技术的应用

传统的观点认为：利用阳极效应可以分离炭渣，清洁电解质，补充电解槽热量的不足，熔化沉淀以及校正氧化铝浓度等。也就是通过发生阳极效应来判定电解槽运行状况，并加以修正。但是随着阳极质量的提高以及计算机智能控制系统和点式下料技术的应用，阳极效应在这方面的优点愈来愈变得渺小，反之其危害的一面却更加明显。

随着槽控机的改造和“双平衡控制系统”的投入使用，我们尝试将效应等待时间全部延长至1000h，不仅电解槽运行未受到影响，取得较好的阳极效应系数指标。广大管理人员转变了以往对阳极效应管理思路，摆正电解槽与效应的关系，树立“零效应”的管理理念。效应等待时间全部延长后，又及时对控制系统进行优化。实践证明：新的控制系统能有效的控制效应的发生，报表显示有些电解槽有一年没有发生效应，电解槽的工艺还是平稳的。

4.2 优化焦粒焙烧启动技术

2010年，对曲面阴极电解槽焙烧启动、工艺控制过程中出现的问题进行分析，有针对性地对曲面阴极电解槽进行技术方案试验。到2011年，在试验的基础上对各项方案进行优化和改善，并运用在后续电解槽上，对实施过程进行有效的监督和管理。在2012年对焦粒焙烧启动技术进行整理总结，形成了以下200kA曲面阴极电解槽焙烧启动核心技术：①实施增大阴、阳极接触面积焦粒铺设和差别化铺设焦粒新技术。②运用新型挂阳极方法与“铝电解槽轻便式软连接装置”结合的新技术。③采用断续灌注电解质的新型启动技术。通过控制合理的阳极、阴极升温速度曲线，使阳极、阴极升温均匀，提高焙烧启动效果。并在全系列曲面阴极电解槽上推广运用，为延长200kA系列槽平均槽寿命奠定了基础。

4.3 铝电解槽密封保温技术的开发与应用

为了提高电解槽能量利用率，达到节能降耗的目标，从2012年1月开始，电解一厂对202台200kA电解槽进行槽罩密封保温技术的实施和改进。通过利用密封材料和密封元件对槽罩进行整体保温密封，南、北烟气净化系统的主烟管的温度都升高了23℃。负压也升高了0.3kPa～1kPa左右，提高了烟气的捕集率。可以使槽内烟气整体温度提高80℃～100℃，从而减少热量的损失，提高热能利用率，达到降低槽电压、提高电流效率的目的。

4.4 含锂盐添加剂的电解质体系新工艺优化研究应用

在电解质中添加碳酸锂，分解反应后生成氟化锂。可以明显的提高电解质的导电性，降低电解质压降。

在同等条件下，可降低电解槽的设定电压。实验证明，添加1%的氟化锂，可降低电压60mV，吨铝可降低电耗200kwh/t.Al，另外，每添加1%的氟化锂，降低初晶温度9℃，从而提高电流效率。

4.5 200kA电解槽平面阴极升级曲面阴极新技术的研发与应用

曲面阴极电解槽是一种全新高效节能的铝电解槽，由于阴极炭块表面开了槽，因此，无论是装槽时铺焦粒的方法，还是电解槽的焙烧启动都有别于平面阴极电解槽。为了提高焙烧质量，降低由于焙烧效果不好对电解槽后期生产的影响，保护电解槽阴极炭块，延长电解槽寿命，提出对曲面阴极电解槽焙烧启动技术的研究切合生产实际，十分必要。曲面阴极电解槽具有高效节能的优点，但是该槽型槽寿命是决定该槽型能否推广的主要因素之一。提高铝电解槽的寿命不仅能降低铝电解生产成本，更重要的是可以减少大量含氟的固体废弃物，保护环境。因此，提高曲面阴极电解槽的寿命尤为重要。通过优化焙烧启动方案、加强焙烧启动管理、完善电解生产工艺、提高电解槽运行稳定性等措施，达到电解槽高效、低耗、长寿命的目的。

4.6 铝电解破碎料除铁系统的开发及应用

原铝质量影响下游产品生产，最终影响企业效益，评价铝电解生产原铝质量好坏，主要是铝液中硅、铁、锌、铜等杂质含量的多少。铁的含量应越小越好。为了提高原铝质量，需要把破碎料中的主要成分氧化铝和电解质与铁、磷生铁和氧化铁分离出来，2012年开始开发破碎料除铁系统，在安装破碎机的槽钢上加装除铁设备，破碎机的出料口与除铁设备的磁辊对正，破碎机破碎后的破碎料落在旋转的磁辊上缘，非磁性物质继续往下落，收集到非磁性物质箱内；磁性物质被磁力吸附在皮带上逆时针旋转改变方向，当皮带逐渐离开磁辊后，磁力逐渐消失，磁性物质从皮带上脱落，掉入收集磁性物质的溜槽，进入磁性物质料箱，达到磁性物质与非磁性物质的分离目的。

5 实践效果

截止2013年6月30日，电解一厂槽龄超过3000天的有45台，211#槽龄达到4003天，235#达到3951天，211#整整运行11年。此外，截止2013年6月30日，电解一厂共计启动运行曲面阴极电解槽81台，槽龄最长的608#达到1892天。电解一厂曲面阴极电解槽运行平稳，效率稳步提高，没有发生铝液中硅、铁含量升高的破损现象，也没有发生漏槽事故，取得了较好的效果。200kA系列电解槽生产技术水平提高到一个新的台阶。

6 结语

持续的技术创新提高了原铝质量和电流效率，降低了吨铝电耗，增强了企业的生命力，提高了产品在市场上的竞争能力。面对同样的市场，同样的设备，同样的生产线，公司指标之所以会逐年提升，主要是认识到技术创新是企业进步和发展的必由之路，它可以让产品的技术升级，产量增加，成本降低。这样企业的产品才可以迎合现代社会消费群体对产品越来越高的要求，从而保持或提高产品的销售量，企业也因此能够得到巨大的利润。如此下去，可以形成良性循环，企业才可以立足于市场的竞争行列中，保持其活力。