周運(yùn)動(dòng)

（平果鋁業(yè)有限公司，廣西 平果 531400）

2018年12月，中鋁集團(tuán)統(tǒng)一頒布《鋁電解用預(yù)焙陽(yáng)極質(zhì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，并于2019年1月1日實(shí)施。此項(xiàng)新的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)高于通行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)志著中鋁集團(tuán)全面提升了陽(yáng)極質(zhì)量管控標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)還提出“最好炭塊在中鋁”的生產(chǎn)目標(biāo)，全力為下游電解鋁生產(chǎn)創(chuàng)造更好的基礎(chǔ)條件。

如果按照中鋁集團(tuán)新的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)統(tǒng)計(jì)分析，中國(guó)鋁業(yè)廣西分公司2018年度炭素陽(yáng)極理化指標(biāo)遠(yuǎn)未達(dá)到要求。如何在控制好生產(chǎn)成本的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)理化指標(biāo)快速提升，并達(dá)到新企標(biāo)要求，成為陽(yáng)極生產(chǎn)必須面對(duì)的重要課題。

公司非常重視，要求嚴(yán)格按照中鋁集團(tuán)新企標(biāo)要求開(kāi)展工作，迅速成立提升炭塊質(zhì)量攻關(guān)小組，調(diào)集優(yōu)秀技術(shù)人員，統(tǒng)一思路，緊盯現(xiàn)場(chǎng)，聚焦精細(xì)管理，積極從工藝控制、管理優(yōu)化、配方調(diào)整等方面制定措施和采取行動(dòng)。

1 主要措施

1.1 強(qiáng)化原料精準(zhǔn)配比，抽樣監(jiān)控產(chǎn)品，建立臺(tái)帳和分析模型

開(kāi)展全過(guò)程物料取樣分析，建立每周抽樣分析、工藝分析報(bào)告制度，建立各物料質(zhì)量臺(tái)帳和分析模型，編制石油焦、瀝青等配料指令，明確生陽(yáng)極制造月度工藝控制要求，及時(shí)掌握物料質(zhì)量變化，精準(zhǔn)組織生產(chǎn)調(diào)控。

1.2 強(qiáng)化過(guò)程質(zhì)量管理，確保過(guò)程受控

加強(qiáng)質(zhì)量理念宣貫，落實(shí)檢查制度。加強(qiáng)對(duì)作業(yè)和檢修人員、外包單位清理人員的質(zhì)量宣貫，明確生產(chǎn)要求。每周由車間定期抽查電解返回殘極清理的質(zhì)量、檢查外包單位對(duì)殘極二次清理的質(zhì)量；每月由廠部不定期檢查殘極清理質(zhì)量，檢查流程灰分管控質(zhì)量等，及時(shí)溝通反饋，調(diào)整生產(chǎn)組織措施，大大降低了陽(yáng)極中的灰分。

1.3 強(qiáng)化工藝改進(jìn)，持續(xù)優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

（1）推進(jìn)無(wú)炭渣陽(yáng)極生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)應(yīng)用，開(kāi)展抗氧化添加劑試驗(yàn)、低殘極配比試驗(yàn)

開(kāi)展無(wú)炭渣陽(yáng)極生產(chǎn)技術(shù)攻關(guān)，結(jié)合多年生產(chǎn)實(shí)踐、原料采購(gòu)、成本結(jié)構(gòu)、工藝技術(shù)特點(diǎn)和電解槽實(shí)際炭渣量等因素，借鑒學(xué)習(xí)先進(jìn)企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，編制了無(wú)炭渣陽(yáng)極標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn)。

2020年上半年，在電解2區(qū)6臺(tái)電解槽進(jìn)行無(wú)炭渣陽(yáng)極上槽試驗(yàn)，同時(shí)設(shè)置相鄰的6臺(tái)電解槽進(jìn)行對(duì)比。從跟蹤返回的殘極來(lái)看，殘極規(guī)整，表面較普通極光滑，消耗均勻，碎脫較少，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。試驗(yàn)陽(yáng)極理化指標(biāo)得到提升，特別是抗氧化指標(biāo)改善明顯，CO2反應(yīng)性提升4%，空氣反應(yīng)性提升13%，陽(yáng)極一級(jí)品以上率達(dá)74%。

圖1

為了平衡生產(chǎn)成本，還進(jìn)行多批次添加劑試驗(yàn)，研究不同殘極配比、添加劑配比組合，強(qiáng)化煅燒強(qiáng)度、生塊體積密度等工藝技術(shù)條件。

2020年進(jìn)行了整批次、共2000塊的無(wú)炭渣陽(yáng)極推廣試用，返回的殘極表觀完整均勻，表現(xiàn)了良好的抗氧化性。從2021年3月份起，繼續(xù)推廣試驗(yàn)，連續(xù)生產(chǎn)了3000多塊生塊，并進(jìn)行焙燒，不斷深化推廣應(yīng)用。

（2）優(yōu)化焙燒工藝，改善焙燒效果，提高陽(yáng)極綜合質(zhì)量

總結(jié)提煉動(dòng)態(tài)1P焙燒曲線技術(shù)，根據(jù)生陽(yáng)極瀝青配入量及瀝青質(zhì)量（結(jié)焦值）情況，調(diào)整1P曲線確保揮發(fā)分充分燃燒，提高陽(yáng)極焙燒效果。

表1 磁鐵石除鐵效果

針對(duì)火道墻蓋板連接縫變寬導(dǎo)致漏風(fēng)增加的情況，每次移爐前，重新對(duì)火道蓋板連接縫進(jìn)行密封，減少漏風(fēng)，提高上層陽(yáng)極質(zhì)量，降低天然氣消耗。

與鄭州輕金屬研究院共同開(kāi)展焙燒爐等效溫度測(cè)試、提高陽(yáng)極空反等技術(shù)攻關(guān)，為提高陽(yáng)極焙燒程度、優(yōu)化瀝青配比、提高陽(yáng)極空反降低空滲，提供了理論基礎(chǔ)。

（3）加強(qiáng)技術(shù)應(yīng)用，清理電解返回碎塊附著的電解質(zhì)

通過(guò)設(shè)置滾筒清理裝置，清理碎脫極表面附著的電解質(zhì)。該項(xiàng)目新增的滾筒清理裝置2020年8月投用后，碎脫極得到了更徹底清理，減少了電解質(zhì)、軟殘極對(duì)陽(yáng)極質(zhì)量的影響。

1.4 聚力專題技術(shù)攻關(guān)，降低陽(yáng)極中的Fe含量

（1）在陽(yáng)極組裝車間分別增設(shè)殘極人工清理站和碎殘極清理站，強(qiáng)化殘極清理工作，減少殘極帶來(lái)的Fe元素、軟殘極和灰分。

圖2

（2）在煅燒、成型和組裝工序增加10臺(tái)流程除鐵器，強(qiáng)化流程物料的除鐵效果。

（3）針對(duì)2021年4月起陽(yáng)極中的Fe含量必須降至450ppm以下的要求，召開(kāi)專題分析會(huì)議，組織現(xiàn)場(chǎng)走線，深入查找短板，嚴(yán)格制訂對(duì)策。

（4）對(duì)全流程物料取樣分析，研究陽(yáng)極Fe含量的影響因素。通過(guò)分析，明確陽(yáng)極Fe的主要來(lái)源是殘極，特別是細(xì)殘極和殘極系統(tǒng)的收塵粉。

（5）對(duì)粗殘、細(xì)殘、細(xì)焦、粉料、收塵粉在實(shí)驗(yàn)條件下的除鐵效率進(jìn)行分析。

從表中可見(jiàn)，細(xì)殘采用磁鐵石手工除鐵，去除率高達(dá)75%，說(shuō)明進(jìn)一步強(qiáng)化流程除鐵是非常有意義的。

（6）與長(zhǎng)沙礦冶研究院、除鐵器廠家合作做磁選試驗(yàn)，邀請(qǐng)除鐵器廠家到廠進(jìn)行技術(shù)交流。

表2 長(zhǎng)沙礦冶研究院除鐵效果

（7）在認(rèn)真分析研究的基礎(chǔ)上，選定兩級(jí)干粉磁選機(jī)先行對(duì)流程中的細(xì)殘進(jìn)行除鐵優(yōu)化。2021年3月設(shè)備安裝到位并投入使用，運(yùn)行后的初步分析結(jié)果表明，新型除鐵器除鐵效率提升了65.7%，細(xì)殘經(jīng)除鐵后，鐵含量可降至900ppm，為進(jìn)一步降低陽(yáng)極中的鐵含量打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

圖3

表3 新增除鐵器除鐵效果分析

（8）開(kāi)展多批次、不同殘極配比生產(chǎn)情況對(duì)陽(yáng)極質(zhì)量影響的試驗(yàn)，重點(diǎn)測(cè)試了殘極配比與Fe含量之間的關(guān)系，以及強(qiáng)化流程除鐵后的最佳殘極配比。從試驗(yàn)分析結(jié)果可見(jiàn)，最佳的殘極配比為16%，兼顧了對(duì)成本、對(duì)質(zhì)量指標(biāo)的影響，既有一定經(jīng)濟(jì)性，又可以確保焙燒后陽(yáng)極中的Fe含量控制在400-450ppm之間。

表4 新增除鐵器后的生塊分析

1.5 實(shí)施精準(zhǔn)管理，降低陽(yáng)極中的S含量

針對(duì)用戶對(duì)陽(yáng)極S含量的要求，從原料采購(gòu)、強(qiáng)化上料管理、強(qiáng)化殘極清理等方面入手開(kāi)展工作。

采取的主要措施有：精準(zhǔn)建立原料指標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)、原料精準(zhǔn)存放、精準(zhǔn)配料、認(rèn)真追蹤、精準(zhǔn)管理。在生產(chǎn)組織中，由車間下達(dá)配料通知，天車工上料時(shí)按要求嚴(yán)格配料。每班對(duì)配料情況進(jìn)行詳細(xì)記錄，做到可追蹤，保證實(shí)施效果。生產(chǎn)技術(shù)業(yè)務(wù)人員定期抽取成型生產(chǎn)前的煅后焦，送樣分析，監(jiān)測(cè)硫含量，跟蹤車間配料執(zhí)行情況和實(shí)施后煅后焦的硫含量。

經(jīng)過(guò)不斷探索，在保證陽(yáng)極成本增幅最小的情況下，2019年1月份開(kāi)始，陽(yáng)極中S含量月平均為2.46%，達(dá)到了低于2.5%的要求,2020年全年陽(yáng)極S含量均嚴(yán)格控制在2.5%以下。

1.6 堅(jiān)持“用戶至上”宗旨，持續(xù)滿足用戶對(duì)陽(yáng)極質(zhì)量的追求

（1）針對(duì)用戶對(duì)陽(yáng)極加高、上棱臺(tái)外型改變等要求，從流程設(shè)備改造，工藝技術(shù)優(yōu)化，到產(chǎn)品交付，進(jìn)行充分論證，精心組織實(shí)施，不斷持續(xù)改進(jìn)，最終按期按質(zhì)向用戶交付了合格產(chǎn)品，助力電解延長(zhǎng)陽(yáng)極使用周期，促進(jìn)了陽(yáng)極毛耗的降低。

（2）為持續(xù)提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品和服務(wù)，定期到用戶廠進(jìn)行走訪，及時(shí)了解陽(yáng)極使用情況，并針對(duì)客戶提出的問(wèn)題和期望，推出相應(yīng)改善措施。開(kāi)展質(zhì)量互訪活動(dòng)，在互訪中就焙燒取樣塊問(wèn)題、外購(gòu)塊受潮后上塊調(diào)整問(wèn)題、檢修與操作人員溝通問(wèn)題，生塊外觀檢查問(wèn)題等進(jìn)行深入交流，制定實(shí)施相應(yīng)的整改措施。

2 成效與效益

2019年以來(lái)，通過(guò)提升陽(yáng)極質(zhì)量攻關(guān)行動(dòng)，持續(xù)改進(jìn)質(zhì)量，焙燒塊外觀合格率和理化指標(biāo)一級(jí)品率全部達(dá)到了中鋁集團(tuán)新企標(biāo)的要求。2020年通過(guò)持續(xù)改進(jìn)，兩項(xiàng)指標(biāo)又分別達(dá)到了99.68%和75.36%，生產(chǎn)成本也控制在適度范圍，取得良好應(yīng)用成效和可觀經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)語(yǔ)

不斷提升陽(yáng)極質(zhì)量，是創(chuàng)建優(yōu)秀炭素品牌、樹(shù)立企業(yè)優(yōu)良形象的必由之路。我們還將繼續(xù)探索創(chuàng)新，在追求質(zhì)量的道路上走得更好更遠(yuǎn)。一是繼續(xù)開(kāi)展流程除鐵攻關(guān)，進(jìn)一步除低陽(yáng)極Fe含量，確保陽(yáng)極Fe含量盡可能更低的前提下，全部回收利用好殘極。二是繼續(xù)開(kāi)展無(wú)炭渣技術(shù)推廣應(yīng)用研究，重點(diǎn)研究添加劑的經(jīng)濟(jì)添加量、工藝技術(shù)條件優(yōu)化，不斷提升應(yīng)用效果。三是配合用戶進(jìn)一步降低陽(yáng)極毛耗，推行低鐵陽(yáng)極生產(chǎn)、提高陽(yáng)極抗氧化性、優(yōu)化陽(yáng)極外觀規(guī)格等。