電解鋁設(shè)備管理及維修探討

張澤廷

摘 要：近年來，隨著冶金行業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，以及社會各領(lǐng)域?qū)︿X制品需求量的不斷攀升，截至2019年末，我國的電解鋁產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到3504萬噸，占全世界總產(chǎn)量的50%以上。就當(dāng)前生產(chǎn)形勢來看，純鋁的提煉仍然以電解法為主，而電解鋁設(shè)備作為生產(chǎn)工藝流程中不可或缺的動力裝置，在實際運行時，常常受到高溫、高壓以及腐蝕性氣體的侵害，導(dǎo)致故障頻發(fā)，無形當(dāng)中縮減了設(shè)備的使用壽命，給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，本文將著眼于電解鋁設(shè)備管理及維修要點展開全面論述。

關(guān)鍵詞：電解鋁設(shè)備;管理;維修;要點分析

鋁型材質(zhì)地輕、耐腐性能強(qiáng)、延展性好、可塑性高，是航天、交通、建筑、醫(yī)療等行業(yè)應(yīng)用頻率最高的有色金屬。但是，在實際生產(chǎn)過程中，從原料加工到純鋁提煉始終處于持續(xù)不間斷的流水線作業(yè)模式，對電解鋁設(shè)備的安全穩(wěn)定性要求較高，一旦設(shè)備出現(xiàn)運行故障，將直接影響生產(chǎn)流程，導(dǎo)致產(chǎn)能下降，經(jīng)濟(jì)效益下滑。因此，結(jié)合電解鋁設(shè)備的工作原理，冶金企業(yè)應(yīng)當(dāng)制訂科學(xué)系統(tǒng)的管理方案與維修策略，以避免生產(chǎn)進(jìn)度受到影響。

一、電解鋁生產(chǎn)原理

電解鋁的主要原料是Al2O2和冰晶石，電解原理是利用直流電將Al2O2和冰晶石組成的電解質(zhì)，在950℃—970℃的高溫下，使二者發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將Al2O2分解為鋁和氧氣，化學(xué)反應(yīng)式為：2 Al2O2==4 Al+3O2，陽極：2O2- - 4e-=O2↑，陰極：Al3+ + 3e-=Al，由于生成物比重存在較大差別，因此，在陰極上析出的鋁液集中于電解槽底部，而陽極析出的CO與CO2氣體，被電解槽吸出，經(jīng)過除氫以及除雜工序，生產(chǎn)出鋁制品。

二、電解鋁設(shè)備運行故障分析

（一）電解槽漏爐事故

電解鋁設(shè)備在運行階段，存在諸多安全風(fēng)險隱患，其中，電解槽發(fā)生漏爐現(xiàn)象是最為常見的事故類型。該事故多發(fā)生在焙燒階段與設(shè)備啟動運行階段，尤其對于槽齡在1000天以上的電解槽來說，發(fā)生部位多在電解槽側(cè)部與陰極鋼棒口處，如果不及時予以處理，外漏的鋁液或者熔化的電解質(zhì)極易沖斷陰極母線，而直接導(dǎo)致生產(chǎn)流程中斷，給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失[1]。

（二）母線打火事故

母線打火事故主要發(fā)生焙燒結(jié)束階段，由于電解槽電流分布不均或者人為操作失誤，導(dǎo)致電流過于集中，破壞陽極導(dǎo)桿或者陰極母線，尤其在設(shè)備二次啟動或者臨時限電壓負(fù)荷的情況，陽極降入鋁液當(dāng)中，位于保溫狀態(tài)的電解槽上，而埋下事故隱患。母線打火事故發(fā)生在一瞬間，沒有任何預(yù)兆，因此，事故發(fā)生后，將直接造成停工停產(chǎn)，而且后期維修難度較大，修復(fù)時間跨度長，極易給企業(yè)造成無法估量的損失。

三、電解鋁設(shè)備管理與維修要點分析

（一）編碼層級管理

由于電解鋁的附屬生產(chǎn)設(shè)備及相關(guān)元器件類型較多，如果在管理過程中，針對設(shè)備類型以及元器件的各項技術(shù)參數(shù)，編制統(tǒng)一的編碼，對電解鋁設(shè)備實行編碼層級管理，這樣，對提升設(shè)備管理績效將起到積極的促動作用。

（二）操作檢修一體化，責(zé)任認(rèn)定清晰化

制度建設(shè)作為電解鋁設(shè)備管理工作的強(qiáng)大理論支撐，對正確指導(dǎo)各項工作的順利展開具有重要的現(xiàn)實意義。因此，電解鋁企業(yè)應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)前電解鋁設(shè)備的具體工況、運行時長、使用現(xiàn)狀、技術(shù)參數(shù)等內(nèi)容，制訂一個集操作與檢修融為一體的管理制度，在制度中，明確操作、維護(hù)、檢修的各崗位工作職責(zé)，并將設(shè)備維護(hù)以及檢修費用納入到生產(chǎn)成本考核體系當(dāng)中，使一線操作人員、上級管理人員、直屬部門主管領(lǐng)導(dǎo)樹立高度的主人翁責(zé)任感與危機(jī)意識，確保設(shè)備管理工作透明、高效，為企業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展提供源源不斷的內(nèi)動力。比如以某電解鋁企業(yè)為例，在管理制度中，將操作與檢修工作融為一體，并通過設(shè)備狀態(tài)的實時監(jiān)測等具體措施的落實，設(shè)備故障率大幅下降。如表1所示。

（三）構(gòu)建完整的預(yù)知維修體系

電解鋁設(shè)備的預(yù)知維修主要是以設(shè)備監(jiān)測的實時動態(tài)信息為依據(jù)，編制設(shè)備維修計算，這種維修模式并不有固定的時間間隔，能夠有效降低設(shè)備故障率，減少停機(jī)事故的發(fā)生頻率。預(yù)知維修模式框架圖如圖1所示。

由于電解鋁的生產(chǎn)過程具有連續(xù)性特征，而預(yù)知維修體系是在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的基礎(chǔ)上建立起來的，因此，能夠及時查找和準(zhǔn)確判斷設(shè)備故障類型與發(fā)生位置，以便于及時排除故障隱患，確保正常的生產(chǎn)作業(yè)流程不受影響。該系統(tǒng)中的電解槽監(jiān)測系統(tǒng)主要借助于槽控機(jī)獲取電解槽的各項生產(chǎn)參數(shù)，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展，目前，監(jiān)測系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能日趨完善，不僅能夠電解槽的運行工作狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控，而且對其它電氣設(shè)備以及凈化設(shè)備等附屬裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測，而且所有監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠第一時間反饋給終端操作系統(tǒng)，并存儲在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，利用大數(shù)據(jù)的分析、篩選功能與專家系統(tǒng)，使得預(yù)知維修體系的各項功能更加完善，為電解鋁設(shè)備的安全穩(wěn)定運行保駕護(hù)航[2]。

結(jié)束語：

電解鋁設(shè)備管理質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到企業(yè)的正常生產(chǎn)運營流程，是企業(yè)管理工作中的關(guān)鍵一環(huán)，因此，設(shè)備管理部門應(yīng)當(dāng)始終秉持與時俱進(jìn)的態(tài)度，不斷運用新思維、新方法，站在全新的高度，將設(shè)備管理與維修工作做扎實、做到位、做精細(xì)，在為用戶提供高質(zhì)量鋁制品的同時，使企業(yè)實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會效益雙豐收的美好愿景。

參考文獻(xiàn)

[1]羅文臣.電解鋁設(shè)備管理及維修對策的分析[J].中國金屬通報，2019（7）：96，98.

[2]陳旋.電解鋁設(shè)備管理及維修探討[J].中國高新區(qū)，2018（9）：162.