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1、降低铜电解直流电单耗,编写人：陈宏伟 发布人：胡伟芬,电解车间QC小组 2008年3月,一、小组概况,二、选题理由,成本分析,铜电解过程中，可控成本主要有电耗、酸耗、水耗、添加剂消耗。分别占总可控成本的89.42%、5.9%、2.3%、2.38%. 电耗占总可控成本近90%,现状,2007年1至3月平均直流电单耗为：285.12Kwh/tCu，,选题,降低铜电解直流电单耗,行业水平,行业先进水平直流电单耗控制在260Kwh/tCu左右。,三、现状调查,根据电解工艺理论，直流电单耗与槽电压、电流效率有直接关系。,2007年13月份直流电单耗统计表,现状调查,槽电压、电效、电耗实际情况,2007年
2、元月份槽电压、电效、电耗统计表,现状调查,根据统计表作散布图如下：,左图显示：随着槽压的升高，直流电单耗逐渐上升，其相关系数r=0.925，表明两者成完全的线性关系。,右图显示：随着电效的升高，直流电单耗逐渐下降,其相关系数r=-0.515，两者成弱负相关 。,现状调查,结论：,通过以上分析,可以看出：随着槽电压的升高，电耗也同比上升。目前国内同行业在300A/m2电流密度条件下,槽电压一般在0.26-0.32V之间，说明我厂槽电压存在下降空间。小组认为只要降低槽电压,就能达到降低电耗的目的。,四、活动目标,确定目标值,小组决定:将本次活动的目标值设定为260kwh/(t.Cu),目前现状与目
3、标值对比柱状图,五、原因分析,小组用树图对造成槽电压过高的主要因素进行了分析，如图：,影响槽电压高的主要因素,由树图我们得出了五条末端因素,原因分析,六、要因确认,确认一：导电排铜品位低 确认方法：化验检测 确认标准：铜含量不低于99.9%。,确认结果：我厂阴阳极导电系统采用铜材半圆型导电棒和小方铜棒。2007年4月2日，小组对导电材质进行了化验检测，检测结果如下：,导电材质化验检测结果统计表,结论：非要因,要因确认,确认二：接点接触不良 确认方法：测量接点电压降 确认标准：阴阳极接点电压降所占槽电压中的比例应10%,4月11至28日对阳极板一个周期内（阳极18天，阴极6天）接点电压降进行测量
4、，测量结果和占总槽压的比例如下表：,从表六中我们可以看出，接点电压降占总槽压均在10%以上。,是要因,接点电压降统计表,要因确认,确认三：电流密度高 确认方法：测量 确认标准：电流密度300A/m2(根据年产量要求),确认结果：2007年4月6日，小组对电流密度进行了测量,车间各生产工段电流密度均要求在300A/m2。,电流密度统计表,结论：非要因,要因确认,确认四：电解液成分超标 确认方法：化验分析 确认标准：厂电解工艺技术标准,确认结果：电解液成份中Cu2+/H2SO4 是每天取样进行化验，电解液中各杂质（As、Sb、Bi、Ni、Fe、Cl-）是每周取样化验。现将1月份化验结果取平均值和规
5、定的标准值进行比较，如下表：,电解液成分统计表,结论：非要因,要因确认,确认五：电解液温度控制不严 确认方法：查看原始记录 确认标准：温度控制6065,确认结果：小组查看了各生产工段元月份原始记录,温度平均值如下:,电解液温度统计表,从上表结果可以看出，电解液温度控制在规定的标准值范围内。 结论：非要因,要因确认,通过对末端因素的逐条确认，找出了造成槽电压升高的主要因素是“接点接触不良”。,七、对策,针对接点接触不良，小组成员提出了三条对策。,提出对策,对策的评价与选择,提出对策后，小组成员从有效性、可实施性、经济性、可靠性四方面进行了综合评价，得分10以上为可选对策。,注： 5分；3分； 1
6、分。,从评价结果看，对策1和对策3可选；对策2不可选。,制定对策表,对策表,八、实施,实施一：对接点进行及时清洁,每次出铜时，用钢丝刷仔细清刷半圆导电排。 方铜导电捧，加强煮洗，必要时用细砂纸轻擦。 定时喷洒水，保持导电排清洁。,实施,实施效果：2007年4月25月-5月10日我们对一个阳极周期的实施效果进行了检查。,接点槽电压统计表,在阳极板第一周期内，槽电压稍有下降，但在第二、三个周期，接触点阻抗和电压降又恢复以前状况。对策一实施效果不佳。,实施,实施二：改变接点方式 1、局部试验改造,现行的导电排为半圆型，与导电棒为点接触。小组经过讨论后，建议将半圆型导电排，改成201004300mm铜
7、板条，与导电棒成面接触，扩大接触面。下图为接触改进前后的示意图：,图5 改进前的接触方式,图6 改进后的接触方式,导电排,导电排,实施,方案确定后，小组在2007年6月初对三期十个电解槽进行了改造试验。6月10日至27日进行了通电试产。 试验效果：我们对局部改造试验的槽电压进行了测量、统计。,接点电压降明显降低，三个阴极周期内接触面电压降均低于10%，效果非常明显。,局部试验槽电压统计表,实施,2、全面改造,在取得局部改造试验后，将现有导电排、导电棒分批次送相关铜材加工厂加工成铜板。6月份底根据出铜周期，全车间利用各工段出铜洗槽周期逐槽更换。7月中旬，全车间1004个电解槽全部更换结束并投入生
8、产。,实施,改造后的槽压统计表,表中数据显示，槽压达到了预期目标，措施实施有效。,实施效果检查：7月16日30日，对电解槽改造完成后的槽电压进行测量、统计。,电解槽接点方式改造前后的对比图,改造前接点方式,改造后接点方式,九、效果检查,1、与实施前的现状对比,2007年810月直流电单耗统计表,2007年8月份槽电压、电效统计表 表10,从上图中可以看出，随着槽电压下降，电耗也同比下降。,根据统计表绘制散布图如下：,效果检查,2、目标值完成情况： 直流电耗由实施前的285.12kwh/(t.Cu)下降到258.49kwh/(t.Cu)，达到了小组设定的目标。,实施后目标对比柱状图：,3、经济效
9、益测算,直接收益,实施后直流电耗下降了26.63kwh/(t.Cu)，每kwh按0.49元计算，年产阴极铜18万吨，年节约成本约235.36万元。,26.62*180000*0.49=235.36(万元),年收益,235.36-24.63=210.73(万元),本次活动共投资197万元，折旧按8年计算。每年约投资197/8=24.63(万元)。 因导电排为铜材，残值较高，这里未考虑。,总投资,社会效益,由于电耗大幅下降，降低了能源消耗，间接地减少了温室气体排放，同时也提高了员工的节能和成本意识，为国家节能减排工作做出了企业应有贡献。,十、巩固措施,1、标准化： 重新编写导电排出铜操作方法，报生
10、产技术科审核、发布后，纳入装出槽岗位作业标准中。 对装出槽岗位的操作人员进行新的作业标准培训，提高操作技能。 加强岗位检查，严格执行新的作业标准。,2、效果巩固,2007年11月至2008年1月，直流电耗为257.5kwh/(t.Cu)，低于小组设定的目标值，表明措施得力，持续有效。,巩固期直流电耗统计表,十一、体会与今后打算,体会： 通过本次活动，小组成员在质量意识、QC知识、问题意识、改进意识、参与意识和个人能力等方面得到一定程度的提高，为今后的工作打下了良好的基础。,下一步打算,目前，现场存在着阳极耳部不平整，从而导致与平板导电排接触不稳定现象。小组针对此问题开展新一轮PDCA活动。,祝有色金属协会QC现场发布会圆满成 功,谢谢,
