QC成果減少貧化電爐電極故障次數(shù)

減少貧化電爐電極故障次數(shù)發(fā)布人:王娟編寫人:章彩云——銅陵有色金昌冶煉廠熔煉車間奧爐QC小組1一、概述：銅陵有色金昌冶煉廠貧化電爐作為奧斯麥特爐配套系統(tǒng)，主要作用是對其產(chǎn)出的混合熔體進(jìn)行沉淀，完成爐渣貧化，為后續(xù)生產(chǎn)貯存冰銅。電極（共3根）作為貧化電爐的主要設(shè)備，若其發(fā)生故障，會造成渣含銅升高、銅口渣口溫度低、難排料、工人操作強(qiáng)度增大等，有的故障甚至?xí)斐蓨W爐減料量生產(chǎn)或停產(chǎn)，對車間正常生產(chǎn)構(gòu)成一定威脅。如何減少電極故障，是我們保證貧化電爐正常生產(chǎn)要解決的首要問題。為此我們成立QC小組對其展開攻關(guān)。2二、小組概況及活動時(shí)間安排：表一：小組概況小組名稱銅陵有色金昌冶煉廠熔煉車間奧爐QC小組活動課題減少貧化電爐電極故障次數(shù)小組成立時(shí)間2010年1月注冊時(shí)間2010年1月組長盛柏青課題類型現(xiàn)場型本次活動時(shí)間2010年1月--2011年6月活動次數(shù)8次車間主任:盛柏青設(shè)備主任:魯祥技術(shù)主辦:程惠倫副工長:李春玉統(tǒng)計(jì):王娟現(xiàn)場:章彩云主操手:周敏技術(shù)員:代杰工段長:謝玉寶3二、小組概況及活動時(shí)間安排：表三：小組活動時(shí)間進(jìn)度表回顧總結(jié)鞏固措施效果檢查對策實(shí)施制定對策要因確認(rèn)原因分析目標(biāo)設(shè)定現(xiàn)狀調(diào)查選定課題6月5月4月3月2月1月12月11月10月9月8月7月6月5月4月3月2月1月2011年2010年時(shí)間

注：計(jì)劃進(jìn)度實(shí)際進(jìn)度4三、選題理由：PDCA選定課題車間要求電爐電極屬重要設(shè)備，必須減少電爐電極故障，保證正常生產(chǎn)。生產(chǎn)實(shí)際減少貧化電爐電極故障次數(shù)。5四、現(xiàn)狀調(diào)查：銅瓦密封套導(dǎo)向磚錐形水套PDCA圖二：電極示意圖6小組對近3年電極故障進(jìn)行了調(diào)查。表四：電極故障調(diào)查表（2007年—2009年）時(shí)間2007年2008年2009年合計(jì)電極故障次數(shù)（次）1161633每年平均次數(shù)11次7表五：2009年16次電極故障原因調(diào)查表8根據(jù)調(diào)查表繪制排列圖如下：圖三：電極故障原因排列圖

電極軟斷液壓故障升降故障電氣故障其它81.25%87.50%93.75%68.75%211111301020405060708090100624810121416次數(shù)%9

小組通過查找相關(guān)的工藝技術(shù)資料表明，電極軟斷屬工藝事故，必須杜絕，但經(jīng)了解發(fā)現(xiàn)同樣采用貧化電爐的其他冶煉廠家中，此類故障也都不同程度存在，均沒有找到好的解決辦法。幾年來，電極軟斷對電爐生產(chǎn)的困擾已引起了廠部的密切關(guān)注，如果我們能解決定這一問題，電極故障將大大減少。10五、確定目標(biāo)：

從近3年來貧化電爐電極故障調(diào)查表（表四）中，發(fā)現(xiàn)在生產(chǎn)情況基本相同的情況下，2008年電極故障僅有6次，因此，小組將活動目標(biāo)定為電爐電極故障次數(shù)≤6次/年11五、確定目標(biāo)：圖四：現(xiàn)狀與目標(biāo)對比柱狀圖12六、原因分析：根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查，小組針對電極軟斷問題進(jìn)行了原因分析：電極軟斷電極糊質(zhì)量差存在分層電極糊粒度大電極外殼質(zhì)量差電極糊含灰份高電極外殼材質(zhì)差有氣孔、砂眼焊接后未打磨電極殼焊接不好鋼板（筋片）厚度不夠銅瓦與電極接觸不緊密密封套設(shè)計(jì)存在缺陷銅瓦打弧電流分布不均勻電極未培燒好培燒過程敲打不夠懸糊未按規(guī)定操作電極下放過多過快電流過大爐膛溫度過高電流密度大圖五：電極軟斷原因分析樹圖電極截面積小調(diào)整接觸點(diǎn)不及時(shí)密封套擋住銅瓦13六、原因分析：經(jīng)過原因分析，共查出末端因素八個(gè)：末端因素電極糊粒度大；電極糊含灰份高；

鋼板（筋片）厚度不夠；焊接后未打磨；密封套設(shè)計(jì)存在缺陷；

培燒過程敲打不夠；

電極下放過多過快；

電流密度大

14七、要因確認(rèn)：表六：要因確認(rèn)計(jì)劃表序號末端原因確認(rèn)內(nèi)容確認(rèn)方法確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)責(zé)任人完成時(shí)間1電極糊粒度大電極糊粒度是否符合要求抽樣檢測粒度≤70mm代杰2010.32灰份高電極糊灰份是否符合要求調(diào)查分析灰份≤6%代杰2010.33鋼板（筋片）厚度不夠鋼板（筋片）厚度是否符合要求調(diào)查分析鋼板厚度≥3mm，筋片厚≥2mm謝玉寶2010.34焊接后未打磨焊接后是否打磨調(diào)查分析焊接面無氣孔、無砂眼程惠倫2010.35密封套設(shè)計(jì)存在缺陷密封套是否擋住銅瓦，影響接觸點(diǎn)調(diào)整現(xiàn)場調(diào)查銅瓦打弧時(shí)能及時(shí)調(diào)整銅瓦與電極接觸點(diǎn)李春玉魯祥2010.36培燒過程敲打不夠存在懸糊時(shí)是否敲打調(diào)查分析每小時(shí)糊面高度下降0.1m左右謝玉寶2010.37電極下放過多過快是否按標(biāo)準(zhǔn)化操作調(diào)查分析培燒4小時(shí)以上下放100mm李春玉周敏2010.28電極截面積小現(xiàn)有截面積能承受的最大電流調(diào)查分析電極直徑在Φ90±1cm，電極電流密度≤4.2A/cm2程惠倫王娟2010.315100粒電極糊測量情況如下表七：七、要因確認(rèn)：確認(rèn)方法：抽樣檢測確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)：粒度≤70mm確認(rèn)過程：1

生產(chǎn)要求電極糊直徑≤70mm，若電極糊粒度過大，會造成下料不暢、分層等。我廠使用的電極糊為外部采購，到貨后由材料人員現(xiàn)場驗(yàn)收，合格予以入庫，不合格直接退回廠家。小組成員查看了2009年1月—2009年12月電極糊驗(yàn)收情況，粒度均在規(guī)定范圍內(nèi)。

非要因電極糊粒度大2010年3月10日，小組人員現(xiàn)場隨機(jī)抽取電極糊100粒，用卷尺進(jìn)行測量：電極糊最大直徑63mm樣品數(shù)量（粒）抽樣情況50mm以下3全部合格。50mm-60mm2360mm-70mm7470mm以上016表八：電極糊供貨指標(biāo)七、要因確認(rèn)：確認(rèn)方法：調(diào)查分析確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)：灰份≤6%確認(rèn)過程：2

生產(chǎn)要求電極糊灰份指標(biāo)控制在6%以內(nèi)，灰份過高，會導(dǎo)致電極糊分層、脆斷。小組了解到，我廠使用的電極糊供方為合格供方，交貨時(shí)，需提供電極糊指標(biāo)相關(guān)單據(jù)。非要因

其提供的灰份指標(biāo)未達(dá)到要求，材料人員不予驗(yàn)收入庫。2010年3月12日，小組成員查看了2009年1月—2009年12月電極糊供貨方質(zhì)保書，經(jīng)材料人員確認(rèn)，灰份均在規(guī)定范圍內(nèi)。電極糊含灰份高17七、要因確認(rèn)：確認(rèn)方法：現(xiàn)場測量確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)：鋼板厚度≥3mm，筋片厚≥2mm確認(rèn)過程：3電極外殼由外層鋼板、內(nèi)襯筋片組成，如圖七。鋼板（筋片）厚度不夠電極殼筋片2mm3mm18鋼板、內(nèi)襯筋片在規(guī)定范圍內(nèi)七、要因確認(rèn)：確認(rèn)方法：現(xiàn)場測量確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)：鋼板厚度≥3mm，筋片厚≥2mm確認(rèn)過程：3非要因鋼板（筋片）厚度不夠設(shè)計(jì)要求電極外殼需用厚度為3mm的鋼板，筋片為2mm的鋼板。生產(chǎn)過程中隨著電極的消耗，在電極頂端不斷加焊外殼（直徑為90±1cm,長90cm圓筒），填充電極糊，保證連續(xù)生產(chǎn)需要。電極殼的制作外包給金工廠，每次電極殼制作完成后，奧爐工段長現(xiàn)場用卷尺測量驗(yàn)收，驗(yàn)收不合格予以退回或重新制作。19接縫處打磨后接縫處已磨平，無氣孔、無砂眼七、要因確認(rèn)：確認(rèn)方法：現(xiàn)場觀察確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)：焊接面無氣孔、無砂眼確認(rèn)過程：4非要因焊接后未打磨

電極每節(jié)長90cm，采取連續(xù)焊接、分段安裝而成，總長約19m左右。電極滿焊后應(yīng)無氣孔、砂眼等。小組現(xiàn)場觀察，金工廠人員在現(xiàn)場焊接電極，焊好后用磨光機(jī)打磨，完工后由奧爐工段長現(xiàn)場驗(yàn)收確認(rèn)。20電流波動超過±3000A，即可判斷打弧。七、要因確認(rèn)：確認(rèn)方法：現(xiàn)場調(diào)查確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)：銅瓦打弧時(shí)能及時(shí)調(diào)整銅瓦與電極接觸點(diǎn)確認(rèn)過程：5要因密封套設(shè)計(jì)存在缺陷若二次電流波動超出給定的電流值±3000A時(shí)，操作人員就可以判斷銅瓦打弧了。但是生產(chǎn)過程密封套不能打開，操作人員不能及時(shí)調(diào)整銅瓦與電極接觸，從而造成電極軟斷。銅瓦打弧現(xiàn)象從電爐電流實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中可以作初步判斷：21七、要因確認(rèn)：確認(rèn)方法：調(diào)查分析確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)：每小時(shí)糊面高度下降0.1m左右確認(rèn)過程：6非要因培燒過程敲打不夠

電極培燒過程中，糊面高度為1.5m，隨著生產(chǎn)不斷下降(0.1m/h)，要及時(shí)添加電極糊。操作人員每小時(shí)測量一次電極糊面，若糊面保持不變，可判斷存在懸糊，就會及時(shí)敲打。22七、要因確認(rèn)：確認(rèn)方法：調(diào)查分析確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)：培燒4小時(shí)以上下放100mm確認(rèn)過程：7電極下放過多過快

操作規(guī)定中要求電極培燒4個(gè)小時(shí)以上才能下放100mm，確保培燒良好。小組人員根據(jù)貧化電爐交接班記錄統(tǒng)計(jì)了2009年3月電極糊壓放情況。

表十：電爐電極糊壓放統(tǒng)計(jì)表非要因23七、要因確認(rèn)：確認(rèn)方法：調(diào)查分析確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)：電極直徑在Φ90±1cm，電極電流密度≤4.2A/cm2確認(rèn)過程：8電極密度大

設(shè)計(jì)要求焊好后的電極直徑為Φ90±1cm，金工廠焊好電極后，現(xiàn)場測量電極直徑，達(dá)到要求后方簽字確認(rèn)。電極制作驗(yàn)收單外殼直徑900.5mm，在規(guī)定范圍內(nèi)24七、要因確認(rèn)：8電極密度大非要因表十二：2009年1-12月電極電流調(diào)查表

我們查閱統(tǒng)計(jì)了2009年1-12月電流情況，并已知電極直徑為Φ90±1cm，根據(jù)S=πr2

的公式，算出電極截面積為6358.5cm2，按照電流密度=電流÷電極截面積，可以計(jì)算出電流密度情況。

從表中可以看出月最高電流密度均低于4.2A/cm2。月份最高電流(A)電極截面積(cm2)電流密度(A/cm2)1月24461.286358.53.852月22782.646358.53.583月24473.536358.53.854月23336.476358.53.675月23012.826358.53.626月24952.466358.53.927月22193.296358.53.498月23024.456358.53.629月23235.366358.53.6510月22072.186358.53.4711月23254.116358.53.6612月24134.716358.53.8025密封套設(shè)計(jì)存在缺陷26八、制定對策：

用耐火材料澆鑄一個(gè)支模替代密封套及導(dǎo)向磚，起到密封作用。方案一

將密封套、導(dǎo)向磚拆除，改為石棉布密封。方案二1、對策的提出：27八、制定對策：

方案一中耐火材料密封在我廠使用較多，但是要重新澆鑄，制作難度大；耐火材料材質(zhì)硬，電極在操作中會產(chǎn)生磨損。而且，耐火材料制成支模安裝于爐頂仍然會擋住部分銅瓦。方案一

方案二中石棉布材質(zhì)軟，且具有耐火耐溫的特點(diǎn)，更換起來也十分簡便。因此，小組選擇用石棉布代替密封套及導(dǎo)向磚密封。方案二2、對策評價(jià)：28八、制定對策：3、對策表：要因?qū)Σ吣繕?biāo)措施地點(diǎn)責(zé)任人完成日期密封套設(shè)計(jì)存在缺陷及時(shí)調(diào)整銅瓦與電極接觸,使二者緊密抱緊二次電流波動控制在±3000A之間1、將密封套、導(dǎo)向磚拆除，改為石棉布密封，保證能直接看到銅瓦與電極接觸情況，接觸不緊時(shí)可以及時(shí)調(diào)整。

2、重新完善銅瓦操作規(guī)定。電爐現(xiàn)場（三樓）盛柏青魯祥李春玉程惠倫代杰周敏章彩云2010年4月12日表十三：對策表29九、對策實(shí)施：措施目的是通過改變密封方式，保證密封嚴(yán)，且銅瓦與錐形水套能被直接看到和及時(shí)調(diào)節(jié)。

電爐開爐后，2010年4月29日、5月13日，小組兩次現(xiàn)場觀察，石棉布緊貼電極與電爐體之間，使銅瓦及錐形水套能被直觀看到，保證及時(shí)觀察及調(diào)節(jié)銅瓦與電極的接觸情況。且用石棉布密封效果比密封罩效果更好，電爐現(xiàn)場未見煙氣外溢

效果檢驗(yàn)：改造后用石棉布密封措施實(shí)施過程中,先由維修人員拆除密封缸、導(dǎo)向磚，然后改為石棉布密封。30九、對策實(shí)施：為了保證工人規(guī)范操作，小組重新完善了銅瓦操作規(guī)定：要求操作人員每隔1小時(shí)就巡查一次銅瓦附集情況，若發(fā)現(xiàn)附集不緊密或點(diǎn)接觸，立即用風(fēng)管吹掉銅瓦與電極殼上的灰塵，重新調(diào)整、壓緊銅瓦。

小組人員于2010年5月29日、6月16日兩次到現(xiàn)場觀察，發(fā)現(xiàn)操作人員按要求1小時(shí)巡查一次銅瓦，并做好記錄，發(fā)現(xiàn)銅瓦與電極附集不緊時(shí)，立即通過調(diào)節(jié)錐形水套來調(diào)整接觸情況。效果檢驗(yàn)：銅瓦與電極緊密接觸。31九、對策實(shí)施：

小組人員人員查看了電爐電流實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，電流波動均在±3000A之內(nèi)，銅瓦未見打弧。效果檢驗(yàn)：電流波動均在±3000A之內(nèi)。32十、效果檢查：表十四：2010.4—2011.3電極故障調(diào)查表時(shí)間2010.042010.052010.062010.072010.082010.092010.102010.112010.122011.012011.022011.03合計(jì)電極故障次數(shù)（次）0001010100014表十五：4次電極故障原因調(diào)查表33十、效果檢查：

由上圖可以看出，一年來電極經(jīng)過改造后，軟斷故障再未發(fā)生過。小組繪制了電極故障原因排列圖，對活動前后電極故障進(jìn)行對比:52%75%25%11