電解生產(chǎn)過程中提高原鋁質(zhì)量的實踐[1].pdf

1、第 18 卷第 4 期有色礦冶 Vol . 18 . 42002 年 8 月NON - FERROUS MINING AND METALL URGYAugust 2002文章編號:1007 - 967 X(2002) 04 - 0035 - 03X電解生產(chǎn)過程中提高原鋁質(zhì)量的實踐謝恩1 ,李斌川2(1 . 包頭鋁業(yè)股份有限公司 ,內(nèi)蒙古包頭 014003 ;2 . 東北大學(xué) ,遼寧沈陽 110004)摘要 :介紹了包頭鋁業(yè)股份有限公司 70 kA 側(cè)插自焙鋁電解槽在以凈化返回料為主要生產(chǎn)原料的情況下 ,影響原鋁質(zhì)量的因素以及為提高原鋁質(zhì)量所采取的措施。關(guān)鍵詞 :電解槽;原鋁質(zhì)量;氧化鋁;凈化返

2、回料中圖分類號: TF111 . 52 文獻標(biāo)識碼 :B鋁的質(zhì)量是鋁電解生產(chǎn)中一項重要指標(biāo) ,純度高的鋁具有良好的化學(xué)物理性能 ,而鋁中雜質(zhì)增多將影響其理化性能 ,如導(dǎo)電性變壞、耐蝕性降低、白光反射率降低等。因此在電解槽中力求生產(chǎn)出高品位的鋁 ,純度越高 ,使用價值越高。但我國鋁電解工業(yè)技術(shù)與國際先進水平相比還有較大差距 ,自動化、機械化程度低 ,原鋁質(zhì)量無法保證 ,針對現(xiàn)狀攻關(guān)小組對包頭鋁業(yè)股份有限公司 70 kA 側(cè)插自焙鋁電解槽進行了技術(shù)攻關(guān) ,優(yōu)化生產(chǎn)工藝 ,加強生產(chǎn)組織管理 ,提高人員素質(zhì)。在以 Al2 O3 干法凈化返回料為主要生產(chǎn)原料的情況下 ,使包頭鋁業(yè)股份有限公司2001 年

3、 49 月份 Al 99 . 85 %以上率達(dá)到 69 . 88 %。表 1 各種原料的純度對金屬鋁質(zhì)量的影響原料中雜質(zhì)含量( %) 對原鋁質(zhì)量的影響( %)原料單耗( kg)SiO2Fe2O3SiFe氧化鋁0 . 050 . 031 9400 . 0490 . 029陽極糊0 . 120 . 015300 . 0320 . 027冰晶石0 . 300 . 10300 . 0050 . 002氟化鋁0 . 100 . 10400 . 0020 . 002氟化鋰2 . 001 . 0050 . 0050 . 002總和2 5450 . 0930 . 0621 影響原鋁質(zhì)量的因素1 . 1 原材料

4、對原鋁質(zhì)量的影響鋁的質(zhì)量通常按鋁中金屬雜質(zhì)含量評定 ,鋁中金屬雜質(zhì)有 20 多種 ,其中最主要的是 Si 、Fe 等。電解鋁所使用的原材料中含有多種雜質(zhì) ,在電解過程中 ,比鋁電性更正的金屬雜質(zhì)優(yōu)先在陰極上析出 ,影響鋁的強度和性能。表 1 中列出各種原料的純度對于金屬鋁質(zhì)量的影響。從表 1 中數(shù)據(jù)看出 ,采用上述原料可以得到含Si 0 . 093 %與 Fe 0 . 062 %原鋁 ,因此從提高金屬鋁質(zhì)量出發(fā)宜選用優(yōu)質(zhì)的原料。X 收稿日期:2002 - 05 - 16 作者簡介:謝 恩(1972 ) ,男 ,工程師。1 . 2 病槽對原鋁質(zhì)量的影響原料中的雜質(zhì)有一部分沉積在槽膛內(nèi)壁上的結(jié)殼里

5、 ,一旦電解槽失常進入熱行程 ,這部分結(jié)殼便會 熔化 ,而沉積在結(jié)殼里面的雜質(zhì)被鋁還原 ,使鋁內(nèi)雜 質(zhì)含量增多 ,同時用于保護側(cè)部炭塊及粘土耐火磚 層的結(jié)殼將熔化 ,炭塊中的灰分及炭塊外部的粘土 耐火材料便會被腐蝕 ,也使鋁內(nèi)雜質(zhì)增多 ,而且在處 理病槽時 ,隨著鐵工具伸入槽中的次數(shù)增加 ,熔入槽 內(nèi)的鐵含量將升高。1 . 3 破損槽對原鋁質(zhì)量的影響電解槽破損后 ,炭素中的灰份以及耐火材料內(nèi)© 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.36有色礦冶第 18 卷襯中的雜質(zhì)進入鋁中 ,同時

6、陰極鋼棒熔化造成原鋁中雜質(zhì)含量增多。1 . 4 生產(chǎn)操作對鋁質(zhì)量的影響在操作過程中 ,若不慎將鐵工具、出鋁管及臟料帶入槽內(nèi)使其熔化 ,或陽極周期掌握不好 ,造成陽極棒及吊環(huán)的熔化 ,均使原鋁中雜質(zhì)增多 ,質(zhì)量下降。1 . 5 效應(yīng)系數(shù)對質(zhì)量的影響效應(yīng)系數(shù)偏多 ,在熄滅效應(yīng)過程中 ,鐵工具極易被打斷或熔化 ,同時 ,效應(yīng)熄滅后槽溫較高 ,爐幫結(jié)殼易化 ,造成原鋁質(zhì)量下降。1 . 6 電解槽殼面總高對質(zhì)量的影響總高過高會導(dǎo)致電解質(zhì)跑冒 ,使生產(chǎn)工藝技術(shù)條件控制不穩(wěn)定 ,造成病槽 ,同時上口不好維護 ,爐幫易化 ,使鋁質(zhì)量下降。2 提高原鋁質(zhì)量的措施2 . 1 開展攻關(guān)和技改開展攻關(guān)和技改是提高原鋁

7、質(zhì)量的基礎(chǔ) ,針對影響質(zhì)量的因素 ,我們組織攻關(guān)小組 ,2001 年 49月份先后攻克了以下問題:(1) 改善焙燒方法 ,實行“先灌鋁 ,后裝爐 ,長焙燒、短啟動”的焙燒啟動方法降低電解槽啟動后期的高溫期 ,延長槽壽命。陰極焙燒質(zhì)量明顯提高 ,減少了早期破損槽的產(chǎn)生。(2) 加長陽極棒 ,減小陽極中心過熱度 ,同時加強陽極四角保溫措施 ,角部錐體上升 ,使陽極錐體燒結(jié)均勻 ,控制了“伸腿肥大”的現(xiàn)象 ,槽膛內(nèi)型趨于規(guī)整。(3) 優(yōu)化工藝技術(shù)條件 ,改善電解質(zhì)成份 ,使各種添加劑保持在規(guī)定的范圍內(nèi) ,炭渣分離較好 ,陽極四周沸騰均勻。減少病槽的發(fā)生率 ,實行低溫電解 ,槽溫降到 945 ,保證電

8、解槽的平穩(wěn)運行。具體各項技術(shù)條件見表 2 。(4) 降低準(zhǔn)高 ,將熔體高度降到 48 cm 以下 ,提高加工質(zhì)量 ,杜絕槽沿板熔化 ,同時減少氟化鹽及陽極糊的消耗。表 2 19992001 年各項生產(chǎn)技術(shù)條件年份槽溫( )Mg ( %)Li ( %)分子比19999503 . 03 . 02 . 7520009454 . 03 . 02 . 702001944 . 74 . 03 . 02 . 70(5) 陽極工藝由傳統(tǒng)的第一天轉(zhuǎn)接 ,第二天拔棒 ,改為轉(zhuǎn)接拔棒同時進行 ,即現(xiàn)轉(zhuǎn)現(xiàn)拔 ,減少了吊環(huán) ,陽極棒、螺絲等的熔化。(6) 降低陽極效應(yīng)系數(shù) ,通過提高加工質(zhì)量 ,調(diào)整電解質(zhì)成分 ,保證高

9、極距的電解生產(chǎn) ,提高電解質(zhì)過熱度 ,使陽極效應(yīng)系數(shù)由原來的 0 . 20 降到 0 . 15以下 ,2001 年 49 月陽極效應(yīng)系數(shù)見表 3 。表 3 2001 年各月陽極效應(yīng)系數(shù)月份456789效應(yīng)系數(shù)0 . 200 . 180 . 180 . 190 . 150 . 132 . 2 嚴(yán)格生產(chǎn)及管理嚴(yán)抓細(xì)管是提高原鋁質(zhì)量的關(guān)鍵 ,針對包頭鋁業(yè)股份有限公司的現(xiàn)狀和生產(chǎn)管理特點 ,進行了切實、有效的組織 ,在生產(chǎn)管理上嚴(yán)抓細(xì)管。(1) 嚴(yán)格控制原材料的進入 ,認(rèn)真按 ISO 9002質(zhì)量體系程序辦事 ,不合格產(chǎn)品決不允許進入下一道工序。(2) 在加工操作中 ,認(rèn)真按照操作規(guī)程操作 ,禁止將臟

10、料帶入槽內(nèi)或?qū)㈣F工具熔化 ,在加工過程中實行“勤加工 ,少下料”的加工方法 ,加強保溫工作降低陽極效應(yīng)系數(shù)。(3) 推行按時定置添加氟化鹽制度 ,電解質(zhì)成分趨于合理 ,減少了氟化鹽的消耗。(4) 生產(chǎn)組織上打破了幾十年不變的鋁電解生產(chǎn)管理模式 ,工資、獎金與質(zhì)量掛勾 ,科學(xué)合理地將指標(biāo)考核到每個操作工人。(5) 生產(chǎn)管理推行一體化考核制度 ,使各項生產(chǎn)管理達(dá)到嚴(yán)格和細(xì)致。(6) 加強現(xiàn)場管理和定置管理 ,達(dá)到物放有序 ,牌物相符 ,并制定了質(zhì)量責(zé)任制和質(zhì)量指標(biāo)計劃。2 . 3 加強技術(shù)培訓(xùn)、提高人員素質(zhì)人員素質(zhì)的提高是獲得優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的保證 ,自焙槽生產(chǎn)的特點是機械化、自動化程度低、勞動強度大、工

11、作環(huán)境惡劣 ,這就要求有一支高素質(zhì)的職工隊伍來保證電解生產(chǎn)的正常運行。而目前職工多數(shù)是青工 ,文化素質(zhì)參差不齊 ,學(xué)技術(shù)熱情不高 ,出工不出力 ,整體操作水平低。針對這些問題我們采取了以下措施。(1) 加強思想教育和技術(shù)培訓(xùn) ,使他們樹立正© 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.第 4 期 謝恩等 :電解生產(chǎn)過程中提高原鋁質(zhì)量的實踐37確的人生觀和價值觀 ,做一名懂技術(shù)、會操作的好職工 ,樹立質(zhì)量意識。(2) 以競賽活動為載體 ,經(jīng)常開展創(chuàng)優(yōu)質(zhì)勞動競賽及技術(shù)比武 , 調(diào)動職工學(xué)技

12、術(shù) , 爭先進的積極性。(3) 指標(biāo)層層分解 ,嚴(yán)管細(xì)抓 ,自我加壓 ,加大獎罰力度 ,在企業(yè)內(nèi)形成提高質(zhì)量的動力。(4) 推行輪崗、輪訓(xùn)制度 ,每個職工必須經(jīng)過 2個月的專業(yè)技術(shù)輪訓(xùn)制度 ,并設(shè)立了文化學(xué)習(xí)專項獎 ,提高了職工學(xué)習(xí)文化的熱情。(5) 制定了人才晉升程序和獎勵制度 ,對產(chǎn)品質(zhì)量有突出貢獻者重獎 ,影響產(chǎn)品質(zhì)量者重罰 ,形成了人人爭優(yōu)質(zhì)的局面。經(jīng)過采取以上各項措施 ,原鋁質(zhì)量有較大幅度的提高 ,尤其是 Al 99 . 85 %以上產(chǎn)出率平均每月完成 69 . 88 %。2001 年 49 月份的 Al 99 . 85 %以上產(chǎn)出率見表 4 。表 4 2001 年 49 月份原鋁質(zhì)

13、量月份456789平均> 99. 85( %)41. 9172. 4776. 2985. 5473. 1170. 4669. 88產(chǎn)量(t)1 463 . 931 5101 416 . 641 471 . 081 475 . 401 416 . 701 458 . 903 結(jié)語通過對提高原鋁質(zhì)量措施的實踐 ,原鋁質(zhì)量有較大幅度的提高 ,減輕了鑄合金鋁時鋁液提純的操作 ,為合金生產(chǎn)提供有力的保證。實施后多創(chuàng)利潤226 . 26 萬元 ,為包頭鋁業(yè)股份有限公司產(chǎn)品打入國際市場 ,爭取更多的用戶 , 提高經(jīng)濟效益奠定了基礎(chǔ)。具有較高的推廣價值。參考文獻: 1 邱竹賢. 鋁電解 M . 北京:冶

14、金工業(yè)出版社 ,1995 . 98101 . 2 岳增德. 現(xiàn)代企業(yè)管理方法手冊(質(zhì)量管理部分) M .The Practice ofImproving the Qual ity of Al umin ium in Al umin ium ElectrolysisXIE En1 ,L I Bin chuan2(1. B aotou A l u m i ni u mCo. L t d , B aotou014003 , Chi n a ; 2 .N ort heastern U ni versi t y , S heny an g110004, Chi na)2Abstract :The reaso ns w hich imp roving t he quality of aluminium metal and co rrespo nding imp rovement s were discussed o n 70 kA HSS aluminium elect rolytic cell wit h p urified ret urns being main feed in Baoto u Aluminium