“广西工匠”工作法扫描 听郭宏伟为你揭开电解铝的奥秘

革命老区百色市铝土矿丰富,近年来,该市依托资源优势努力建设成为中国乃至亚洲重要的铝工业基地。在百色数十家铝生产企业里,中铝广西分公司电解厂的郭宏伟名气颇响。工作18年来,他攻克了很多生产技术难题,获得很多技术专利,为老区铝工业发展攻克了一个又一个技术难关,为企业节能降耗、提高生产效率做出了突出贡献。

不少铝产业工人都有一个疑问,氧化铝在既封闭又高大的电解槽内,肉眼既无法看到电解槽内部,又无法测量,郭宏伟凭什么一眼就能看穿电解槽是否正常运行?凭什么知道电解槽内部化学反应是否良好?记者带着疑问,和郭宏伟一同走进电解铝车间。

让数据告诉他电解槽的秘密

记者随同郭宏伟一同走进电解铝生产车间,数百台长12米、宽3米、高3米的电解槽一字排开,如同一个全封闭的大熔炉,工人们除了更换阳极,很少打开电解槽。郭宏伟说,电解槽如果出现运行异常情况,必须以最快的时间处理,否则电能消耗过多,电流效率降低,严重时可导致产量降低或发生危险事故。处理电解槽异常是一件与时间赛跑的工作,分秒必争。可是,凭肉眼是无法看到电解槽内部运行状况的,那该怎么办?

郭宏伟带记者来到车间办公室一台电脑前,电脑上呈现出一条波浪形的电压趋势曲线图。“我们是通过电脑对电解槽各项数据监控形成的多维图,判断电解槽是否运行正常。”他介绍说:“我无法用肉眼看到电解槽内部的秘密,只有让这些数据来告诉我。”电脑屏幕上的多维图像,是集电解槽噪声值、工作电压、原料和副原料的消耗效应、主要技术参数的综合体现。记者看到,电脑上的电压波形图每一秒都在变化,其他各项数据也不断变化。如何从这些动态数据上分析出电解槽是否存在异常情况?郭宏伟给出的答案是:基本功扎实,认真总结分析各项数据,熟能生巧后能根据经验判断电解槽出现哪些异常情况。

在郭宏伟看来,通过观察多维图,主要判断电解槽的六种运行状况是否出现异常。一是通过对电解槽温度的监控数据,判断电解槽目前处于冷形成、热形成还是正常运行状况;二是判断电解槽物料是否正常消耗,包括原料氧化铝、氟化物的消耗;三是观看电压的高低状况,判断异常电压情况;四是了解电解槽阳极工作是否正常,是否均匀消耗,或出现长包、脱落等异常情况;五是判断电解槽打撬、下料设备是否正常运行;六是判断技术参数是否匹配合理,从而及时调整技术参数。他以此为依据,对电解槽运行状况进行剖析。

可是,一旦出现上述电解槽常见的运行异常状况,如何以最快的速度发现导致异常状况的原因才是关键。在郭宏伟的脑海里,存储了数十张多位图像,每一张图像,记录着一个方法。

“你看,这台槽在这个时间段内最高电压和最低电压值差异巨大,形成了电压断崖式提高和下降,说明这台槽出现短路了。”郭宏伟拿着电流测量仪一边跑,一边用对讲机呼叫起重机向那台槽开去。导致电解槽短路的主要原因是阳极异常,可是,一台电解槽有50块阳极,他如何判断哪一块阳极异常?郭宏伟根据那台电解槽阳极的更换记录,首先判断一块刚更换不久的阳极出现异常。经过测量,他的判断是正确的,打开电解槽发现那块阳极高度过高,需要下降阳极高度,整个处理过程不到10分钟。他说,这样的过程看似简单,但需要常年经验积累,才能精确判断导致电解槽异常的原因。

郭宏伟介绍,这项技术难点在于多维图是多个参数综合的体现,把各项参数综合考虑,参数互相匹配是否合理,才能准确判断电解槽运行状况,然后对症下药,让电解槽高效稳定运行。要学习这项技能,必须认真总结每一次电解槽异常时与其对应的多维图数据,多跑现场,多分析数据,经过大量的经验积累,才能练就一双“透视眼”。

让废弃电解质变废为宝

在电解铝生产车间,记者发现在车间的角落里堆着一堆又一堆的灰白色石块。使用过后已经冷却的阳极上挂着厚厚的灰白色石块,电解工们小心翼翼地将石块敲下,整齐堆放在一个角落,不时有电解工将石块砸碎后,往电解槽内装填。废弃的石块往电解槽内装填?郭宏伟看出了记者的疑惑,解释道:这是将废弃电解质作为保温材料再循环利用,为企业降低成本。而这一重大发现,还归功于郭宏伟。

2008年金融危机后,铝价大跌,铝生产企业大面积亏损。如何提高产量,降低生产成本,成为铝生产企业谋求生存与发展的当务之急。2009年,郭宏伟挑起了重担,他带领电解工们大胆实施“三度寻优”试验,在20天成功启动120台电解槽,二次启动槽的漏槽率仅为3.59%;探索并实施“不用碱启动电解槽”、“利用废弃电解质块代替冰晶石”等31项新技术,创造了二次启动电解槽经济和技术新指标,为企业节能减排、降低生产成本做出了突出贡献。

在这31项新技术里,利用废弃电解质代替冰晶石这项重大发现尤为瞩目。冰晶石在电解槽内化学反应后,因各种原因出槽冷却后叫废弃电解质,两者化学成分略有差异。“一台电解槽启动时就需要装填10吨冰晶石。”以目前市场上的冰晶石价格为每吨6千元至8千元区间为参考,废弃电解质代替冰晶石可使每台电解槽少投入6到8万元。废弃电解质不仅可以作为启动电解槽焙烧时使用,还可以在电解槽正常运行时作为保温材料使用,将废弃电解质变废为宝。

变废为宝的过程,不仅仅是废弃电解质直接代替冰晶石那么简单,其中还有很多讲究。郭宏伟介绍,废弃电解质的主要成分是冰晶石、氧化铝、氟化物,与冰晶石相比,两者保温效果、密实度存在差异。废弃电解质溶解慢,如果不合理使用会影响阳极和阴极的加热和电解槽焙烧效果,可导致局部过热,焙烧效果不好,影响后期管理和电解槽的寿命。

郭宏伟经过反复试验,测量大量的数据,让这项技术安全、高效应用。他让废弃电解质在使用前,必须经过粉碎到至少有手指般大小。他反复测量阴极焙烧的温度和燃机电流分布,对电解质和冰晶石进行合理配比,发现将废弃电解质和冰晶石以七比三的比例进行搭配成为混合物,效果最佳。

电解质怎么添加、添加到哪里,都有考虑。他首先在电解槽四周的槽底添加纯的冰晶石,再加上混合物,最后在阳极表面再添加一层碱。由于使用颗粒状的电解质,在焙烧时,碱会落入电解质内,发生碱爆炸。必须采用高分子比的冰晶石代替普通冰晶石与废弃电解质混合,才能杜绝碱爆炸现象。这样,普通冰晶石、高分子比冰晶石和碱的使用较少,达到节约成本的目的,且焙烧效果良好。

在郭宏伟的努力下,这项技术在企业一直安全、高效使用至今,为企业减少生产成本,一举扭亏为盈。这项技术还推广到百色其他铝生产企业,被普遍应用,让更多的企业受惠。