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(xiě)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(duì)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(huì)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(duì)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(wèn)題。為此我們成立QC小組對(duì)其展開(kāi)攻關(guān)。2二、小組概況及活動(dòng)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(dòng)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(cè)時(shí)間2010年1月組長(zhǎng)盛柏青課題類型現(xiàn)場(chǎng)型本次活動(dòng)時(shí)間2010年1月--2011年6月活動(dòng)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(zhǎng):李春玉統(tǒng)計(jì):王娟現(xiàn)場(chǎng):章彩云主操手:周敏技術(shù)員:代杰工段長(zhǎng):謝玉寶3二、小組概況及活動(dòng)時(shí)間安排：表三：小組活動(dòng)時(shí)間進(jìn)度表回顧總結(jié)鞏固措施效果檢查對(duì)策實(shí)施制定對(duì)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(duì)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(guò)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(méi)有找到好的解決辦法。幾年來(lái)，電極軟斷對(duì)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(wèn)題，電極故障將大大減少。10五、確定目標(biāo)：

從近3年來(lái)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(dòng)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(duì)比柱狀圖12六、原因分析：根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查，小組針對(duì)電極軟斷問(wèn)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(guò)程敲打不夠懸糊未按規(guī)定操作電極下放過(guò)多過(guò)快電流過(guò)大爐膛溫度過(guò)高電流密度大圖五：電極軟斷原因分析樹(shù)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(guò)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(guò)程敲打不夠；

電極下放過(guò)多過(guò)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(hào)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(cè)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(wú)氣孔、無(wú)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(chǎng)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(guò)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(guò)多過(guò)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(cè)量情況如下表七：七、要因確認(rèn)：確認(rèn)方法：抽樣檢測(cè)確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)：粒度≤70mm確認(rèn)過(guò)程：1

生產(chǎn)要求電極糊直徑≤70mm，若電極糊粒度過(guò)大，會(huì)造成下料不暢、分層等。我廠使用的電極糊為外部采購(gòu)，到貨后由材料人員現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收，合格予以入庫(kù)，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(chǎng)隨機(jī)抽取電極糊100粒，用卷尺進(jìn)行測(cè)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(guò)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(guò)高，會(huì)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(kù)。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(shū)，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(chǎng)測(cè)量確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)：鋼板厚度≥3mm，筋片厚≥2mm確認(rèn)過(guò)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(chǎng)測(cè)量確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)：鋼板厚度≥3mm，筋片厚≥2mm確認(rèn)過(guò)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(guò)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(zhǎng)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(zhǎng)現(xiàn)場(chǎng)用卷尺測(cè)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(wú)氣孔、無(wú)砂眼七、要因確認(rèn)：確認(rèn)方法：現(xiàn)場(chǎng)觀察確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)：焊接面無(wú)氣孔、無(wú)砂眼確認(rèn)過(guò)程：4非要因焊接后未打磨

電極每節(jié)長(zhǎng)90cm，采取連續(xù)焊接、分段安裝而成，總長(zhǎng)約19m左右。電極滿焊后應(yīng)無(wú)氣孔、砂眼等。小組現(xiàn)場(chǎng)觀察，金工廠人員在現(xiàn)場(chǎng)焊接電極，焊好后用磨光機(jī)打磨，完工后由奧爐工段長(zhǎng)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收確認(rèn)。20電流波動(dòng)超過(guò)±3000A，即可判斷打弧。七、要因確認(rèn)：確認(rèn)方法：現(xiàn)場(chǎng)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(guò)程：5要因密封套設(shè)計(jì)存在缺陷若二次電流波動(dòng)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(guò)程密封套不能打開(kāi)，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(guò)程：6非要因培燒過(guò)程敲打不夠

電極培燒過(guò)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(cè)量一次電極糊面，若糊面保持不變，可判斷存在懸糊，就會(huì)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(guò)程：7電極下放過(guò)多過(guò)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(guò)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(chǎng)測(cè)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(duì)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(duì)策的提出：27八、制定對(duì)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(huì)產(chǎn)生磨損。而且，耐火材料制成支模安裝于爐頂仍然會(huì)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(lái)也十分簡(jiǎn)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(duì)策評(píng)價(jià)：28八、制定對(duì)策：3、對(duì)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(dòng)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(chǎng)（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(duì)策表29九、對(duì)策實(shí)施：措施目的是通過(guò)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(kāi)爐后，2010年4月29日、5月13日，小組兩次現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)未見(jiàn)煙氣外溢

效果檢驗(yàn)：改造后用石棉布密封措施實(shí)施過(guò)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(duì)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(chǎng)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(guò)調(diào)節(jié)錐形水套來(lái)調(diào)整接觸情況。效果檢驗(yàn)：銅瓦與電極緊密接觸。31九、對(duì)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(dòng)均在±3000A之內(nèi)，銅瓦未見(jiàn)打弧。效果檢驗(yàn)：電流波動(dòng)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(lái)電極經(jīng)過(guò)改造后，軟斷故障再未發(fā)生過(guò)。小組繪制了電極故障原因排列圖，對(duì)活動(dòng)前后電極故障進(jìn)行對(duì)比:52%75%25%11