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)，主要作用是對其產出的混合熔體進行沉淀，完成爐渣貧化，為后續(xù)生產貯存冰銅。電極（共3根）作為貧化電爐的主要設備，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、工人操作強度增大等，有的故障甚至會造成奧爐減料量生產或停產，對車間正常生產構成一定威脅。如何減少電極故障，是我們保證貧化電爐正常生產要解決的首要問題。為此我們成立QC小組對其展開攻關。二、小組概況及活動時間安排：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)小組成立時間2010年1月注冊時間2010年1月組長盛柏青課題類型現(xiàn)場型本次活動時間2010年1月--2011年6月活動次數(shù)8次車間主任:盛柏青設備主任:魯祥技術主辦:程惠倫副工長:李春玉統(tǒng)計:王娟現(xiàn)場:章彩云主操手:周敏技術員:代杰工段長:謝玉寶二、小組概況及活動時間安排：表三：小組活動時間進度表回顧總結鞏固措施效果檢查對策實施制定對策要因確認原因分析目標設定現(xiàn)狀調查選定課題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年時間

注：計劃進度實際進度三、選題理由：PDCA選定課題車間要求電爐電極屬重要設備，必須減少電爐電極故障，保證正常生產。生產實際減少貧化電爐電極故障次數(shù)。四、現(xiàn)狀調查：銅瓦密封套導向磚錐形水套PDCA圖二：電極示意圖小組對近3年電極故障進行了調查。表四：電極故障調查表（2007年—2009年）時間2007年2008年2009年合計電極故障次數(shù)（次）1161633每年平均次數(shù)11次表五：2009年16次電極故障原因調查表序號故障原因次數(shù)（次）累計次數(shù)（次）百分比(%)累計百分比(%)1電極軟斷111168.7568.752液壓系統(tǒng)故障21312.581.253升降系統(tǒng)故障1146.2587.504電氣系統(tǒng)故障1156.2593.755其它1166.25100合計16100-根據(jù)調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)%

小組通過查找相關的工藝技術資料表明，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的困擾已引起了廠部的密切關注，如果我們能解決定這一問題，電極故障將大大減少。五、確定目標：

從近3年來貧化電爐電極故障調查表（表四）中，發(fā)現(xiàn)在生產情況基本相同的情況下，2008年電極故障僅有6次，因此，小組將活動目標定為電爐電極故障次數(shù)≤6次/年五、確定目標：圖四：現(xiàn)狀與目標對比柱狀圖六、原因分析：根據(jù)現(xiàn)狀調查，小組針對電極軟斷問題進行了原因分析：電極軟斷電極糊質量差存在分層電極糊粒度大電極外殼質量差電極糊含灰份高電極外殼材質差有氣孔、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計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整接觸點不及時密封套擋住銅瓦六、原因分析：經(jīng)過原因分析，共查出末端因素八個：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；密封套設計存在缺陷；

培燒過程敲打不夠；

電極下放過多過快；

電流密度大

七、要因確認：表六：要因確認計劃表序號末端原因確認內容確認方法確認標準責任人完成時間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查分析焊接面無氣孔、無砂眼程惠倫2010.35密封套設計存在缺陷密封套是否擋住銅瓦，影響接觸點調整現(xiàn)場調查銅瓦打弧時能及時調整銅瓦與電極接觸點李春玉魯祥2010.36培燒過程敲打不夠存在懸糊時是否敲打調查分析每小時糊面高度下降0.1m左右謝玉寶2010.37電極下放過多過快是否按標準化操作調查分析培燒4小時以上下放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2010.3100粒電極糊測量情況如下表七：七、要因確認：確認方法：抽樣檢測確認標準：粒度≤70mm確認過程：1

生產要求電極糊直徑≤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月電極糊驗收情況，粒度均在規(guī)定范圍內。

非要因電極糊粒度大2010年3月10日，小組人員現(xiàn)場隨機抽取電極糊100粒，用卷尺進行測量：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0表八：電極糊供貨指標七、要因確認：確認方法：調查分析確認標準：灰份≤6%確認過程：2

生產要求電極糊灰份指標控制在6%以內，灰份過高，會導致電極糊分層、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，需提供電極糊指標相關單據(jù)。非要因

其提供的灰份指標未達到要求，材料人員不予驗收入庫。2010年3月12日，小組成員查看了2009年1月—2009年12月電極糊供貨方質保書，經(jīng)材料人員確認，灰份均在規(guī)定范圍內。電極糊含灰份高七、要因確認：確認方法：現(xiàn)場測量確認標準：鋼板厚度≥3mm，筋片厚≥2mm確認過程：3電極外殼由外層鋼板、內襯筋片組成，如圖七。鋼板（筋片）厚度不夠電極殼筋片2mm3mm鋼板、內襯筋片在規(guī)定范圍內七、要因確認：確認方法：現(xiàn)場測量確認標準：鋼板厚度≥3mm，筋片厚≥2mm確認過程：3非要因鋼板（筋片）厚度不夠設計要求電極外殼需用厚度為3mm的鋼板，筋片為2mm的鋼板。生產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)場用卷尺測量驗收，驗收不合格予以退回或重新制作。接縫處打磨后接縫處已磨平，無氣孔、無砂眼七、要因確認：確認方法：現(xiàn)場觀察確認標準：焊接面無氣孔、無砂眼確認過程：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，焊好后用磨光機打磨，完工后由奧爐工段長現(xiàn)場驗收確認。電流波動超過±3000A，即可判斷打弧。七、要因確認：確認方法：現(xiàn)場調查確認標準：銅瓦打弧時能及時調整銅瓦與電極接觸點確認過程：5要因密封套設計存在缺陷若二次電流波動超出給定的電流值±3000A時，操作人員就可以判斷銅瓦打弧了。但是生產過程密封套不能打開，操作人員不能及時調整銅瓦與電極接觸，從而造成電極軟斷。銅瓦打弧現(xiàn)象從電爐電流實時監(jiān)控系統(tǒng)中可以作初步判斷：七、要因確認：確認方法：調查分析確認標準：每小時糊面高度下降0.1m左右確認過程：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，隨著生產不斷下降(0.1m/h)，要及時添加電極糊。操作人員每小時測量一次電極糊面，若糊面保持不變，可判斷存在懸糊，就會及時敲打。七、要因確認：確認方法：調查分析確認標準：培燒4小時以上下放100mm確認過程：7電極下放過多過快

操作規(guī)定中要求電極培燒4個小時以上才能下放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)計了2009年3月電極糊壓放情況。

表十：電爐電極糊壓放統(tǒng)計表日期壓放次數(shù)（次）壓放平均間隔時間壓放量（mm/次）備注3月1日54.8小時1003月2日54.8小時1003月3日64小時1003月4日54.8小時1003月5日64小時1003月6日64小時1003月7日54.8小時1003月8日54.8小時1003月9日46小時1003月10日64小時1003月11日54.8小時1003月12日64小時1003月13日64小時1003月14日54.8小時1003月15日54.8小時1003月16日54.8小時1003月17日46小時1003月18日54.8小時1003月19日54.8小時1003月20日38小時1003月21日54.8小時1003月22日54.8小時1003月23日54.8小時1003月24日54.8小時1003月25日46小時1003月26日54.8小時1003月27日54.8小時1003月28日54.8小時1003月29日54.8小時1003月30日54.8小時1003月31日54.8小時100平均5．034．86小時100非要因七、要因確認：確認方法：調查分析確認標準：電極直徑在Φ90±1cm，電極電流密度≤4.2A/cm2確認過程：8電極密度大

設計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，達到要求后方簽字確認。電極制作驗收單外殼直徑900.5mm，在規(guī)定范圍內七、要因確認：8電極密度大非要因表十二：2009年1-12月電極電流調查表

我們查閱統(tǒng)計了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24134.716358.53.80密封套設計存在缺陷八、制定對策：

用耐火材料澆鑄一個支模替代密封套及導向磚，起到密封作用。方案一

將密封套、導向磚拆除，改為石棉布密封。方案二1、對策的提出：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；耐火材料材質硬，電極在操作中會產生磨損。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軟，且具有耐火耐溫的特點，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向磚密封。方案二2、對策評價：八、制定對策：3、對策表：要因對策目標措施地點責任人完成日期密封套設計存在缺陷及時調整銅瓦與電極接觸,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，接觸不緊時可以及時調整。

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：對策表九、對策實施：措施目的是通過改變密封方式，保證密封嚴，且銅瓦與錐形水套能被直接看到和及時調節(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，保證及時觀察及調節(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：改造后用石棉布密封措施實施過程中,先由維修人員拆除密封缸、導向磚，然后改為石棉布密封。九、對策實施：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小時就巡查一次銅瓦附集情況，若發(fā)現(xiàn)附集不緊密或點接觸，立即用風管吹掉銅瓦與電極殼上的灰塵，重新調整、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，立即通過調節(jié)錐形水套來調整接觸情況。效果檢驗：銅瓦與電極緊密接觸。九、對策實施：

小組人員人員查看了電爐電流實時監(jiān)控系統(tǒng)，電流波動均在±3000A之內，銅瓦未見打弧。效果檢驗：電流波動均在±3000A之內。十、效果檢查：表十四：2010.4—2011.3電極故障調查表時間2010.042010.052010.062010.072010.082010.092010.102010.112010.122011.012011.022011.03合計電極故障次數(shù)（次）0001010100014表十五：4次電極故障原因調查表序號故障原因次數(shù)（次）累計次數(shù)（次）百分比(%)累計百分比(%)1液壓系統(tǒng)故障1125252升降系統(tǒng)故障1225503電氣系統(tǒng)故障1325754電極軟斷030755其它1425