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中铝郑州研究院智能打壳技术推广纪实

【铝道】近年来，中国铝业郑州有色金属研究院有限公司（下称 郑州研究院 ）认真学习习近平新时代中国特色社会主义思想,努力践行 创新、协调、绿色、开放、共享 的五大发展理念，通过技术创新用智能制造武装电解铝的生产一线，在改进技术指标的同时，让更多的电解工从繁重的劳动中解脱出来,共享了新时代科技进步带来的获得感、幸福感。

学做结合开发智能打壳新技术

2014年夏天的一个下午，郑州研究院设备与自动化研究所负责人张保伟接到了一个。中，河南某铝企业的负责人反映，厂里的几个电解工嫌活太累，竟不辞而别了，厂里一时招不到电解工人，向张保伟询问有没有能自动清除锤头包并科学下料的设备。原来，该厂的电解槽 火眼 部位经常出现卡下料锤头、长锤头包、堵料等下料不畅通的现象。当班的电解工需要不断用十几斤重的 碓子 去打掉锤头包、以此解决卡堵料的情况。但是往往这边刚疏通，那边又堵了，一个班下来，电解工人累得筋疲力尽，还会因为影响了生产指标而扣钱。许多电解工人受不了如此大的劳动强度，不得已选择离开。

了解到这一情况后，张保伟敏锐地感觉到了市场对技术的需求。说干就干，开发智能打壳技术的研发团队成立后，张保伟马上安排技术人员到国内铝电解企业进行现场调研。发Y滤网现这种情况是普遍现象，原因是随着铝电解生产朝着大电流、低能耗方向发展，在实施低温、低电压生产过程中，由于原材料、工艺技术条件等原因，电解质粘、氧化铝溶解性差，就会经常出现卡锤头、长锤头包、堵料等下料不畅通的现象，造成阳极效应多、锤头更换频繁、原铝品位下降、污染物排放不达标等后果，大幅增加了电解工人的劳动强度。

郑州研究院党委书记樊大林到自动化研究所调研时指出，郑州研究院在电解槽的控制上有很好的技术沉淀，开发的智能槽控技术曾经 三分天下有其一 ，鼓励大家要对接中国制造2025，在电解槽智能化上干出新的业绩。樊大林一席话，大大激发了研发团队干事创业的激情。自动化研究所副招远所长吴军带领研发团队，冒着酷暑，深入到电解铝厂进行调研和技术交流。在长年从事铝（5点应为50kN,100kN,150kN,200kN,300kN）电解智能控制研究的基础上，研发团队从铝电解槽打壳监控报警装置的研发做起，经过几年的努力和奋斗，先后获得了 一种铝电解槽下料口防卡堵实时检测装置 一种预防铝电解槽打壳锤头结壳的装置 一种防止铝电解槽火眼堵塞的装置 一种铝电解槽用下料反馈和漏料监测方法 等6项专利。2015年，他们对专利技术进行集成创新，成功研发出了第 一代铝电解智能打壳管控系统，并成功应用于新疆某电解铝企业。

2016年8月，中国有色金属工业协会组 织由中国工程院院士何季麟、桂卫华领衔的专家组对 铝电解槽智能打壳管控系统 进行成果评价。专家组一致认为，该技术解决了无法直接检测下料口状态、无法智能打壳通孔的难题，提升了槽况稳定性，降低能耗及工人劳动强度，减少温室气体排放等，整体技术达到国际先进水平，建议加快在铝电解行业进行推广应用。当年，连接件该项成果荣获了省部级二等奖。

2017年，在获得的实际应用经验的基础上，该院不断进行改进完善，又研发出了铝电解智能打壳管控系统2.0版。

谈起该项原创技术研发的艰辛，想到几年来的奋斗和付出，吴军感慨地说： 为了实现对锤头卡堵料的智能探测与控制，我们先后设计修改了20余种方案，光编程代码就有5万多条，打印在A4纸上有50米长，度过了无数个不眠之夜，但我们觉得值！

再苦再难也要让技术转化为生产力

技术的价值在于应用。技术研发成功后，研发人员立马转换角色，由研发者变成了推广人员。郑州研究院总经理史志荣不仅亲自帮他们联系推广单位，还特意向团队介绍了 低温铝电解综合节能技术 的成功推广经验。他指出： 研究院以前是大型铝电解槽的开拓者，现在我们要做智能铝电解槽的实现者。无论到哪家企业，我们以技术支撑铝工业发展的信念不能丢，攻坚克难的精神不能丢，质量第 一、客户至上的理念不能丢。

万事开头难。推广之初，对新技术的质疑是常态。相关企业纷纷表示： 你们这套技术和装备真的行吗？万一不行的话，钱花的就太冤枉了。 为了让企业充分了解该项技术，研发团队召开了由企业管理人员、技术人员和一线操作人员参加的沟通交流会，对该项技术特点进行全方位讲解，面对面地解答问题。让大家了解到，该系统主要由测控设备（下位机）和管理软件（上位机）两部分组成，上位机在安装工区值班室或车间办公室，并接入语音报警系统，下位机安装在电解槽旁。通过该系统，电解工人坐在休息室通开关变压器过电脑就可以观察到每台槽、每个下料口的实时状况，有异常情况就会语音报警。不仅降低工人劳动强度，也对企业的生产有极大助推作用。

百闻不如一见，千讲不如一试。为了让推广更具说服力，研发人员决定先在几台电解槽上进行试用，以真实数据说话。由于不是大规模的施工，他们需要自己上电解槽逐台进行安装调试。在不停槽的情况下，槽上部温度夏天高达70度，加上全套劳保服装，人站在上面几分钟都会浑身湿透。谈起这些经历，年轻的研发工程师魏青无限感慨： 那时，我一上午能喝5升水，上下槽子几十次。衣服始终都是湿的，都被汗碱浸成了白色。 同样负责研发推广的高级工程师高鸿光补充说： 不仅如此，调试的时候，为了防止卡堵，我们需要拿起十几斤重的 碓子 帮着清理锤头长的包。每清理一个，就累得不行，深深感受到了电解工人的不易。 吴军回忆道： 艰苦的还是调试期间的夜里，担心设备出问题，每个人的精神都高度紧张。为了得到真实的数据，我们凌晨三四点就到现场对控制效果全部观察一遍，并做详细记录，几天下来就有可能得失眠症。 对于常年待在实验室的科研人员来说，在这样的环境里进行精 确安装和追踪记录，确实是一种挑战，但他们克服了种种困难，坚持了下来。

功夫不负有心人。他们艰苦的劳动取得了很好的成效。几台安装了智能打壳管控设备的槽子，不仅提高了 火眼 开孔率，降低了效应系数，而且，直径大于170mm的锤头长包率不高于5%，大幅降低了电解工人的劳动强度，同时，节约了压缩空气用量，延长了锤头使用周期，结束了人工翻槽盖板查看 火眼 的历史。

推广技术提升传统产业智能水平

看到智能打壳管控系统应用后所取得的效果，相关企业终于打消了疑虑，接连签约进行大面积推广。他们在给出好评的同时，还向上级或兄弟单位推荐。中铝股份山西华圣铝业公司在感受到该技术的好处后，直接向中国铝业股份有限公司打报告建议在全公司进行推广。 郑州研究院的铝电解智能打壳（下料）管控系统不仅技术可靠、效果好，服务还是一流的。这么好的技术，当然是应用得越多越好。 华圣铝业电解厂厂长许国有高兴地说。

在多方推动下，铝电解智能打壳（下料）管控系统引起了中铝集团公司的高度重视。2017年6月，由中铝集团下发专门文件在全公司予以推广，2018年更是直接将其列入推广项目技术手册。

3年多来，该技术已经在中铝集团内外8家企业推广应用，都取得了显着效果： 火眼 开孔率达到95%以上，下料畅通；工人劳动强度大幅降低80%，劳动生产率提高50%~80%。 所有使用过该技术的电解工人见到我之后，都对我表示感谢。说智能打壳设备就像是孙悟空的火眼金睛，看槽省劲多了，巡槽时间节省一半以上。 吴军欣慰地说。经济效益方面，以某铝企业400kA系列一个工区45台槽的经济指标为例，从减少锤头用量、节气量、降低效应系数、提高电流效率、节约人工成本五个方面进行经济效益测算，一个工区每年可降本增效57.5万元，投资回报率高。

为方便管理人员集中查看安装智能打壳管控系统的状态，他们还开发了WEB版和APP版软件，并提供支持其它MIS的软件接口。使企业技术人员和相关领导随时随地可以查看电解槽下料情况。

目前，该项技术已在1200台铝电解槽上进行推广使用。投入应用4年来，该设备运行稳定、安全可靠，对提质降本、节约人工成本起到了积极影响，经济、环保和社会效益显着，受到了使用厂家的一致好评。

创新无止境，技术开发永远在路上。郑州研究院广大技术人员将在习近平新时代中国特色社会主义思想的指导下，乘中国制造2025国家战略的东风，着力开发更多关键技术，让中国的其中铝工业更智能、更环保、更具竞争力。

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