降低硫酸亚锡电解阳极板残极率

广西华锡集团股份有限公司金属材料分公司飞翔QC 小组

一、小一、小组

组概况小组名称广西华锡集团金属材料分公司飞翔QC 小组

课题名称降低硫酸亚锡电解阳极板残极率小组成立时间2008年1月注册编号2010—01

课题类型

攻关型

课题注册时间

2010年1月10日

活动时间

2010年

1月至12月

小组成员情况

序号姓名性别文化程度组内分工

培训情况

1王素珍女本科组长、具体实施、资料整理2叶有明男研究生副组长、组织、具体实施3赵

鹏

男本科副组长、组织、具体实施4农永萍女大专副组长、策划、组织平均TQM

教育达1205阳吉华

男高中组员、具体实施小时，并全6黄献勇

男

中专组员、具体实施部通过TQM 考试7余志坤

男中专组员、具体实施8许春华男初中组员、具体实施9

姜同强

男

本科

组员、具体实施

2、名词解释

电解阳极板残极率——是指电解阳极板在经过电解后剩余的阳极板重量与电解前阳极板重量的百分比值。

三．选题理由

四、确定目标及可行性分析

1、将车间要求设定为活动课题的目标值。

残极率

2、目标可行性分析（1）掌握现状：

表4-1：2009年1—12月阳极板残极率

从数据表

4-1中可看出，2009年7月份残极率37.02%，接近我们的目标值36%。（2）查找症结：

小组对导致阳极板残极率高的各因素进行了统计分析，如下表（表4-2）和排列图：

表4-2：影响阳极板残极率的各因素统计表

序号A B C D E

总计

项目

阳极板浇铸质量不好阳极板反应不充分阳极板电解过程工艺参

数控制不当阳极板杂质高

其它

发生频数（吨）

420.01367.89209.75116.16154.331268.15

百分比（%）

33.1229.0116.549.1612.17100

累计百分比（%）

33.1262.1378.6787.83100

从图中可看出“A ”、“B ”分别占累计发生频率的33.12%、29.01%，两者占62.13%，是影响阳极板残极率高的症结所在。小组有能力解决症结的60%，即：

54.32%–54.32%×62.13%×60%=34.07%，接近36%。

根据以上分析，将电解阳极板残极率降低到36%的目标是可以实现的。

五、原因分析

小组成员采用头脑风暴法对造成阳极板浇注质量不好和阳极板反应不充分的原因进行全面分析，并绘制出原因分析关联图（见图5-1）。

图5-1

根据原因分析得到六条末端因素：1、铸模温度过高；3、值班人员不及时巡槽；5、铜棒更换不及时；

2、风冷加局部浇水冷却方式不合理；4、电解过程中电压高；6、阳极板浇铸模型设计不合理。

六、确定主要原因

根据关联图中的分析，小组成员一共找出了6条末端因素，并通过数据分析、现场调查、现场验证等方法对这些末端因素逐一进行要因分析、确认。

确认1：铸模温度过高

末端因素确认时间确认标准

铸模温度过高2010年1月28～31日

确认方法确认人

抽查硫酸亚锡铸模原始记录

姜同强

《生产作业指导书》规定：硫酸亚锡铸模岗位的熔锡温度在300～400℃之间。1月28~31日小组成员抽查了5天铸模原始记录，发现：

日期

1月10日

320

1月15日320

1月19日310317

1月24日320

1月27日315

验证过程

熔锡温度（℃）平均温度（℃）

结果表明：铸模操作人员都严格按照规程把铸模温度控制在规定范围内。

结论

非要因

确认2：风冷加局部浇水冷却方式不合理

确认3：值班人员不及时巡槽

末端因素确认时间确认标准

值班人员不及时巡槽2010年2月20～27日

确认方法确认人

现场抽查阳吉华、王素珍

车间要求值班人员每小时巡槽一次。

小组成员王素珍、阳吉华于2月20日至2月27日抽查中夜班值班情况。发现：

值班人员都是按照规定1小时巡槽一次，2小时做一次记录，没有违反操作规程。

非要因

验证过程

结论

确认4：电解过程中电压过高

末端因素确认时间确认标准

电解过程中电压高2010年3月5～12日

确认方法确认人

现场调查王素珍

电解过程中槽间电压1.5V ≤U ≤3.0V 。

2010年3月5~12日，小组成员在电解工序现场测量10个槽间电压，数据如下表：

编号压降（v ）

11.6

21.8

32.5

42.0

51.82.06

62.5

72.4

82.6

91.5

101.9

验证过程

平均压降（v ）

由以上列表可知，平均槽间电压为2.06V ，都是符合工艺要求的，电解过程中电压没有过高。

结论

非要因

确认5：铜棒更换不及时

末端因素确认时间确认标准

铜棒更换不及时2010年3月20～30日

确认方法确认人

现场调查赵鹏

槽面上的导电铜棒必须三天更换一次，要求铜棒光亮，没有铜绿。

2010年3月20日，小组成员在电解工序现场查看员工操作情况，并在10根导电铜棒上做了记号，20日到30日连续查看现场，发现：

验证过程

记号13

532.5

103

使用天数（天）平均更新频率（天）

平均2.5天就更换新的铜棒，槽面导电铜棒都非常光亮，符合确认标准。

结论

非要因

确认6：阳极板浇铸模型设计不合理

末端因素

确认时间确认标准

阳极板浇铸模型设计不合理2010年4月16～25日

确认方法确认人

现场验证王素珍、农永萍

阳极板不参与反应的金属重量占整块阳极板重量的比率小于20%。

2010年4月16日，小组成员将10块阳极板过磅并做好标记，待25日这批阳极板全部反应完毕，将其产出的残极拿出，并把不参与反应的部分，即耳朵、边缘部分割锯下来过磅，如右图：

得出数据如下：

编号

111.72.46

211.92.98311.82.8223.9

412.23.4228.03

511.462.420.94

611.42.219.30

711.183.3529.96

811.522.521.70

911.62.6522.84

1011.93.1226.04

验证过程

原重（Kg ）不参与反应的金属重量（Kg ）

比率（%）21.03平均比率

23.88%

结果表明：阳极板不参与反应的金属重量比率达到了23.88%，超过了我们的确认标准。

结论

要

因

经过以上小组成员的认真确认分析共找出了两条主要原因:1、风冷+局部浇水冷却方式不合理；2、阳极板浇铸模型设计不合理。

七、制定对策

小组成员根据上述分析和得出的结果，针对2个主要原因，制定了对策表。

对策表

序号

要因

对策

目标

措施

负责人

地点

完成时间

风冷加局1、绘制图纸，制作新模型。

改进阳极阳极板表面硫酸亚

部浇水冷2、安装新模型，并接入冷却黄献勇

板浇铸冷光滑平整，锡电解

却方式不水水管。余志坤

却方式起泡率为0工序

合理3、效果检查。阳极板不参

阳极板浇改进阳极与反应的金1、将模型两挂耳消减一半。铸模型设板浇铸模属重量占总2、效果检查。计不合理型重量的比率

小于20%

硫酸亚

王素珍

锡电解

余志坤

工序

2010.7-8

22010. 8-9

八、对策实施

实施一：改进阳极板冷却方式

1、电解工序阳极板铸模岗位一直都是采用鼓风机风冷和水浇式局部冷却的方法进行浇铸，铸成的阳极板经常出现气泡，致使阳极板表面凹凸不平，不光滑（如图8.1.1）。

7月5日，小组成员经过讨论分析，采取模型底部通过流动冷水进行散热冷却，使极板冷却面积增大，散热均匀。

图8.1.1正在使用旧冷却方法浇铸阳极板

正在浇水冷却中的阳极板

旧冷却方法的使用设备：鼓风机

2、7月6日—7月25日，小组成员绘制出水冷式极板模型图纸，由余志坤、黄献勇负责模型的制作。8月2日，已制成一个水冷式模型，并安装完毕，开始投入试验中（如图8.1.2）。

图8.1.2正在使用新冷却方法浇铸阳

3、效果验证：

新冷却方法采用后，阳极板浇铸过程中不再需要浇水冷却。小组于8月3日—7日在现场检查新模型的使用效果，数据统计和阳极板浇铸冷却方式改进前后效果对比图如下：

日

期

8月3日400

8月4日380

8月5日360000

8月6日45000

8月7日42000

浇铸数量（件）起泡数量（件）起泡率（%）平均起泡率（%

）

图8.1.3

旧方法浇铸出来的阳极

图8.1.4新方法浇铸出来的阳极

从上表数据和对比图可看出，新冷却方法浇铸的阳极板表面平整光滑，不再有气泡产生，起泡率为0。我们的对策实施有效。

实施二：改进阳极板浇铸模型

1、目前我们的阳极板不参与反应的金属所占的比率高达23.88%，造成返锅重新熔铸的残极率高。8月5日，小组成员对电解前后的阳极板进行仔细观察，发现阳极板两挂耳的宽度达30mm ，且其根本就不参与反应，只起到一个悬挂和导电的作用，造成返锅的残极量大，（如图

2、小组经讨论，决定在不影响导电效率和电解效率的前提下，将两挂耳的上半部消减15mm 的宽度，只要能将极板挂牢即可。

8月20日，改进后的模型安装完毕，8月21日开始投入使用中（请看阳极板模型改造前后两挂耳对照图）。

图8.2.3旧模型挂耳图8.2.4新模型挂耳

图8.2.5旧极板图8.2.6新极板

3、效果验证：

8月21-28日小组成员对改进后的模型进行效果验证。再次将10块阳极板过磅并做好标记，待阳极板全部反应完毕，将其产出的残极拿出，并把不参与反应的部分割据下来过磅，

如图：

图8.2.7模型改进后残极板和不参与反应的部分

得出数据如下：

编号原重（Kg ）不参与反应的金属重量（Kg ）比率（%）平均比率（%）

111.852.4320.5

211.262.3821.1

312.052.3619.59

412.022.4120.01

511.532.5722.32

610.852.2220.45

711.542.2919.86

810.562.3121.87

912.012.4520.38

1011.072.2520.36

20.64

结果表明：模型改进后不参与反应的金属比率由原来的23.88%降至20.64%，虽然已经降低了3.24个百分点，可并没有达到我们20%的小目标！

4、小组成员并不泄气，针对主要原因阳极板浇铸模型设计不合理，再次展开讨论分析，对电解前后的阳极板进行仔细观察和研究，并用游标卡尺测量了新、残阳极板的边缘厚度，发现边缘厚度变化很小，尤其是底部方角部位基本不参与反应，于是制定出新的对策，如下表：

要因对策目标措施负责人地点

完成时间

阳极板不参

阳极板1、将模型边缘加高4mm 。

进一步改与反应的金硫酸亚

浇铸模2、将模型底部的方角导圆。王素珍

进阳极板属重量占总锡电解

型设计3、再次进行效果检查。余志坤

浇铸模型重量的比率工序

不合理

小于20%

2010. 9

5、新的对策制定好了，小组成员按照对策马上进行对策实施。阳极板原边缘厚度约为9.0mm ，小组将模型边缘加高4mm ，再将模型底部的方角倒圆，这样浇铸出来的阳极板边缘就会变薄，减少了返锅的残极量（如图8.2.9——8.2.13所示）。

图8.2.8旧模型边缘图8.2.9新模型边缘

图8.2.10旧模型图8. 2.11新模型

图8.2.12旧极板图8.2.13改进后阳极板

6、效果验证3：9月19日小组成员对再次改进后的模型进行效果验证。再次将10块阳极板过磅并做好标记，9月28日，待阳极板全部反应完毕，将其产出的残极拿出，并把不参与反应的部分割据下来过磅，如图8.2.14

：得出数据如下：

图8.2.14模型再次改进后阳极板不参与反应的部分

编号原重（Kg ）不参与反应的金属重量（Kg ）比率（%）平均比率（%）

110.981.6515.03

211.592.0217.43

311.282.118.62

412.022.218.30

511.461.815.71

611.421.9617.16

711.281.614.18

811.522.118.23

911.6217.24

1011.492.1218.45

17.04

结果表明：模型再次改进后不参与反应的金属比率已降至17.04%，达到了我们的标准。

九、效果检查

1、小组对2009年、2010年硫酸亚锡电解阳极板残极率进行统计对比：

9月30日，小组将原来的旧模型全部换成改进后的水冷式新模型，10月8日投入使用。投入使用3个月后，小组再次对阳极板残极率进行跟踪统计：

活动前

2009

1~12

活动中20105

活动后201011

阳极板残

54.3256.1254.8152.0350.0844.2542.544.7939.8238.1735.0833.6133.47

极率（%）平均残极率（%）

54.32

46.95

34.05

由上表和对比图可以清楚看出：活动后阳极板残极率明显下降了一个台阶，连续三个月残极率都在36%以下，并且平均残极率由原来的54.32%降至34.05%。

2、检查活动前症结问题：

活动完全实施后小组成员再次对影响阳极板残极率的各因素进行了统计：

序号A B C D E

项目

阳极板电解过程中工

艺参数控制不当阳极板浇铸质量不好阳极板反应不充分阳极板杂质高

其它总计

发生频数（吨）

71.5934.9930.9623.1426.72187.4

百分比（%）

38.218.6716.5212.3514.26100

累计百分比（%）

38.2056.8773.3985.74102.00

由排列图可知：此次活动的症结问题“阳极板浇铸质量不好”和“阳极板反应不充分”现分别只占总关联因素的18.67%、16.52%，两者只占35.19%，已降为次要问题。我们的目标实现了。

十、经济效益

1、直接经济效益

活动取得成效后，把原来4.5Kw/h的鼓风机换成350w 的电扇散热。目前，工业用电为0.6元/度，车间每天投入生产的极板共1560块，约18.5吨，每天阳极板产出率为35%，1吨残极板从返熔到浇铸成新极板需1.5小时，电解工序所用熔锡电炉为55Kw ，共节约成本：

�每天减少所产出的残极板重量为：

18.5×35%×（54.32%-34.05%）=1.31吨

�每天减少因返锅残极板造成的用电量为：

1.31×1.5h/t×55Kw =108.3度

�每天浇铸5.5吨极板，6小时，减少鼓风机耗电量为：

–0.35Kw ）×6h=24.9度Kw–（4.5Kw

�熔铸每吨残极板产出的锅面渣为0.03吨，目前电解锅面渣、精锡市场价格分别为15万元

/吨、20万元/吨，每天减少因残极板产出锅面渣的差额为：

（200000–150000）×1.31×0.03=1965元

�新极板模型花费30000元，预计使用寿命为30年，活动实施后3个月共为分公司创造效

益：

[(108.3+24.9) ×0.6元/度+1965]×85天–30000万=17.35万元

÷360个月×3个月

2、间接效益：

（1）降低了操作工的劳动强度；

（2）活动后，工作现场温度明显下降，改善了员工的工作环境。

十一、巩固措施

序号

措施改进阳极板冷却方法改进阳极板

模型

标准化形式绘制图纸修订操作规程绘制图纸

文件名称

硫酸亚锡电解阳极板水冷式模型图

《硫酸亚锡电解工序铸模岗位操作规程》阳极板新模型图纸

文件编号JSCLFGS/JSTZ-L005JSCLFGS/JSCG-L001JSCLFGS/JSTZ-L006

十二、体会与打算

1、小组成员正确利用QC 理论、工具和方法，成功实现了阳极板残极率降至36%的活动目标。通过本次活动小组成员在质量意识、问题意识、改进意识、解决问题的信心、团队精神等方面都得到了提高，节能降耗思想提高显著。

2、今后打算

在这次活动的过程中，小组成员发现硫酸亚锡的蒸汽消耗量比较大。为了使硫酸亚锡生产尽可能达到节能减排、降本增效的目标，我们拟定下一QC 活动课题为：《降低硫酸亚锡蒸汽单耗》。

降低硫酸亚锡电解阳极板残极率

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