随着电解槽自动控制技术的进步，通过在电解槽监控机上输入信息并将数据上传至服务器，通过安装客户端程序实现远程查看电解槽运行曲线及报表数据，生产管理人员在自己的办公室内就可以通过网络查看电解槽运行曲线以及报表数据能够实时查看电解槽运行情况，给电解生产管理带来了极大的便利，相比以前有了很大的进步，但目前的槽控机控制软件只是提供了日报、班报、统计报等报表信息，如何将报表中信息进行二次加工，找出需要加以关注的数据，是本文主要讨论的重点，通过编制电解生产管理软件，直接读取服务器存储数据，然后加工成需要的信息，主要有以下几方面的应用，一是异常槽信息筛选，二是指导电解槽技术参数调整，三是对电解槽运行进行长期及短期分析。
1 异常槽筛选
电解生产管理过程中，车间管理人员每天面临着大批量的电解槽需要管理，而每台电解槽都有大量数据，如何把异常槽快速筛选出来，并对异常情况及时处理是电解槽能够保持长期稳定的关键，而由于异常槽情况多，如果依靠管理人员手动收集信息，然后挑选出异常槽，需要花费大量的精力和时间，利用计算机强大的分析和统计功能可以将管理人员从繁琐的管理中解脱出来，从而将主要精力放在电解槽工艺管理上，而不是日常数据的收集和整理上，下面简要地叙述异常槽判断的依据。
1.1 针振幅度大的电解槽
电解槽针振幅度是反映电解槽运行稳定性的重要参数，针振幅度中大业翔公司槽控机一般超过针振超过15mv的电解槽存在比较严重的电压波动情况。
1.2 工作电压与设定电压差别大的电解槽
正常生产过中工作电压基本围绕设定电压进行调整，工作电压与设定电压差值很小，一般来说工作电压比设定电压高出约10~50mv，而运行不稳定的电解槽由于电压不稳，生产过程中工作电压会由于电解槽摆动自动上抬，或者现场操作人员手动上抬电压，造成工作电压与设定电压之间差值变大，如果工作电压与设定电压之间超过80mv以上，基本可以判断该槽存在不正常情况，通过这个值可以查找现场是否存在人为上抬电压情况或者电解槽运行不稳定。
1.3 效应系数高的电解槽
效应系数根据目前生产管理，一般要求尽量减少效应发生，控制良好的电解槽效应系数在0.1以下，通过统计效应系数偏高的电解槽可以查找效应偏多的原因。
1.4 槽温、两水平异常电解槽
电解生产过程中一般每天对槽温、铝水平、电解质水平进行测量，根据公司电解槽工艺技术控制范围，对超出控制范围的电解槽进行统计。
1.5 下料量异常的电解槽
电解槽运行过程中会出现电解槽下料异常情况发生，主要表现在下料量偏多或偏少情况，对于下料偏多一般是由于料箱没打满料造成下料器下料量不足;下料口火眼堵塞造成氧化铝粉不能进入电解槽中;电解槽走冷造成氧化铝溶解速度慢下料量增多。下料偏少一般是由于电解槽走热，换极时掉入大量物料等原因造成。
1.6 铁、硅含量超标的电解槽
电解槽原铝质量主要依据铁、硅含量高低而判断，对于铁、硅含量偏高的电解槽一般是由于化磷生铁造成，化磷生铁的原因一是由于碳块掉块、裂纹、液体电解质上极面冲刷造成，二是电解槽走热，炉底结壳熔化。
1.7 过量周期与欠量周期比值过大、过小的电解槽
电解槽生产过程通过过量、欠量下料周期不断地转换达到控制氧化铝浓度的目的，正常生产过程中对下料周期的比值有一定的范围要求，我公司槽控机要求过量周期与欠量周期下料次数比值的2~2.5倍。主要是原因是过量周期过多说明加料间隔设置偏长，容易造成电解槽缺料来效应，欠量周期过多电解槽容易氧化铝深度控制偏高造成槽底沉淀发生。
以上信息在电解槽控制系统服务器上都可以直接读取，将以上信息通过软件进行汇总，快速准确地将异常槽进行统计汇总，大大减少了工艺管理人员的工作量，下面以针振统计为例加以说明，通过读取电解槽监控机信息动态生成针振统计信息，对平均针振幅度排序快速筛选出针振异常槽。如图1为例动态生成的针振统计信息。
图1
从图1中可以快速筛选出针振幅度大的电解槽槽号，从而使电解管理人员对这部分电解槽加以关注，采取措施降低针振幅度，其它异常情况统计方法与些类似，不再详细说明。
2 指导电解槽技术参数调整
电解槽生产管理过程中经常需要调整的参数主要是基准下料间隔、设定电压，出铝量广义上也是重要的电解槽技术参数，通过调整基准下料达到物料平衡的目的，通过调整设定电压、出铝量达到电解槽热平衡以及电解槽稳定的目的;如何使参数调整更加科学有效是保证电解槽长期稳定运行的根本。
2.1 基准下料间隔调整
基准下料间隔调整是日常电解生产管理过程中经常需要的调整的参数，调整基准下料间隔达到物料平衡的目的，如何科学合理设置基准下料间隔是电解槽日常管理过程要面对的问题，通过统计过量周期下料次数与欠量周期下料次数比值异常的电解槽能够快速将基准加料间隔设置不合理的电解槽筛选出来，通过统计最近几天该槽平均下料量可计算出合理的基准加料间隔。比如某槽最近三天平均下料量为3600kg，每次下料量为3.6kg，如全天按基准加料间隔下料则需要下料次数为3600/3.6=1000次，则可以计算出按基准间隔下料时间为24*60*60/1000=86.4秒，可参考该值设置基准下料间隔，通过统计电解槽下料量变化情况可以初步判断下料间隔是否合理，根据下料量统计情况对基准下料间隔进行调整。
2.2 设定电压调整
电解槽设定电压的设置前提是保证电解槽的长期稳定运行，而电解槽稳定性好坏的标志是电解槽针振幅度，通过将电解槽运行电压、设定电压、针振幅度三都进行统计汇总，观察电解槽针振幅度变化趋势，如果电解槽针振幅度有逐步增加势头时当采取其它措施不能降低针振幅度，可通过适当提高设定电压来降低电解槽针振幅度。
2.3 出铝量统计为电解槽科学出铝提供依据
出铝量原则一是尽量保持电解槽出铝量平稳原则，二是尽量保持电解槽实出量与产铝量基本一致原则，但由于电解槽内有大量再产铝存在从而造成电解槽实际出铝量与产铝量存在一定的偏差，在电解槽没有发生大的技术条件变化，通过电解槽铝水平的变化能够在一定程度上反映出铝量是否合适，而电解槽铝水平测量存在一定的误差，需要对电解槽铝水平变化情况进行统计对比，从而真正反映铝水平变化情况，如果铝水平有持续下降的势头，很可能是由于电解槽实出量大产铝量造成的，这样就需要我们及时减少电解槽出铝量，保证电解槽技术条件长期稳定。如图2所示通过对铝水平及出铝量变化统计情况可以为每台电解槽出铝量提供参考。
图2
3 对电解槽运行进行长期及短期分析
通过电解生产管理软件能够快速动态生成需要的各项的统计信息，对电解槽单项或多项技术条件进行长期、短期统计汇总，能够找出电解槽技术条件变化趋势，从而更加准确地把握电解槽运行状况，
3.1 长期分析
3.1.1电解槽指标分析
下面以电解槽直流电耗分析为例加以说明，电解槽单槽直流电耗是我们十分关注的技术指标，但由于电解槽内有再产铝，造成实际出铝量与产铝量存在一定的误差，短期内很难判断电解槽实际直流电耗，需要对每台电解槽电耗进行长期跟踪才能准确反映单槽耗情况，如果采取手工统计由于运行槽数量多数据量非常大，需要逐步月统计汇总，而利用计算机处理信息的优势可以实际单槽电耗的统计分析，如图3所示动态生成从2014年4月至2015年4月电耗数据。
图3
通过对直流电耗平均值进行排序可以将电耗低的电解槽筛选出，通过对这部分电解槽找技术条件控制规律，找出节能高效槽技术特点，查找低效槽原因，从而为电解工艺优化提供基础数据。
3.1.2工区多项指标综合统计分析
通过选定需要统计的各项技术指标，汇总生成车间、工区多项技术条件统计汇总，能够直观地看到所统计数据的各月变化情况，如下图4所示，通过对比各工区技术条件对比情况来判断各工区整体运行状况。
图4
3.2 短期分析
每台电解槽运行过程有大量的数据产生，一部分是槽控机控制系统自动生成的数据，如平均电压、针振幅度等，另一部分是人工测量的数据录入计算机中，如电解质水平、铝水平、槽温等，针对单台电解槽运行情况分析时需要将各项数据汇总在一起，通过对技术条件的变化分析电解槽的运行情况，如果采取手工统计的办法，由于电解槽数量多，每台槽相关数据量大，要对这些信息人工汇总工作量非常巨大，而采用编制软件能够解决以上问题，如下图5所示可以生成单台电解槽全部技术条件汇总表，从各项技术条件的变化情况，能够判断电解槽短期内运行走势，从而全面分析电解槽运行状况。
图5
总之，以上只是信息化在电解生产应用中简单举例，还有大量的工作可以通过信息化管理实现，如对各班组关键指标完成情况进行考核、评比，自动生成相关生产统计报表等一系列功能，大幅度地提高工艺管理人员工作效率，将他们从繁琐的数据整理、统计中解脱出来，重点关注异常槽变化情况，采取相应措施减少病槽发生。
通过计算机信息化辅助手段，将电解槽运行数据整合在一起，充分利用电解生产过程中产生的数据，以数据分析作为电解槽运行状况变化依据，通过电解槽工艺技术数据的数据走势直观地将电解槽运行变化情况展现出来，减少以往电解管理主要依靠个人经验对电解槽运行状况进行判断，更容易形成管理标准对电解工艺进行调整，从而迅速提高广大电解生产基层管理人员生产管理水平。
参考文献
[1] 梁学民、张松江. 现代铝电解生产技术与管理： 长沙：中南大学出版社，2011.
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我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：河南永登铝业有限公司阳城分公司
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2024年06月14日 ~ 16日 
