一、鋁電解多功能機(jī)組的發(fā)展

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        目前國內(nèi)鋁行業(yè)發(fā)展如雨后春筍般突飛猛進(jìn)，老企業(yè)也不斷地改造擴(kuò)大產(chǎn)能，特別是大型預(yù)焙電解槽的出現(xiàn)，對鋁電解多功能機(jī)組的要求也越來越高，各企業(yè)都視先進(jìn)的設(shè)備為第一生產(chǎn)力，作為企業(yè)發(fā)展競爭的首要優(yōu)勢。 

 

<一>、鋁電解多功能機(jī)組的分類 " p1 q' q/ n& ^' F- T

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預(yù)焙槽在電解車間的配置方式有橫向配置和縱向配置兩種，預(yù)焙槽按進(jìn)電方式可分為兩點進(jìn)電槽和大面多點進(jìn)電槽。合理設(shè)計的多點進(jìn)電槽具有較好的三場分布，生產(chǎn)指標(biāo)好，因而得到了廣泛應(yīng)用。目前，橫向配置多用于新建鋁廠；縱向配置國外多見。 

 

根據(jù)工藝配置和電解槽進(jìn)電方式的需要，鋁電解多功能機(jī)組可分成電解多功能機(jī)組和地面小車兩大類。 4 V: \$ V3 ]4 l; T1 E, k

 

電解多功能機(jī)組按功能的配備可分為全功能電解多功能機(jī)組和簡易電解天車兩大類，其區(qū)別主要在于前者具有全自動更換陽極裝置和自己配備有打殼動力源，而后者只有陽極提升、下降機(jī)構(gòu)，同時兼作出鋁用。 1 \8 i6 ?* u9 `( k8 I" {/ v# n

 

鋁電解多功能機(jī)組按操縱方式可分為駕駛室操縱機(jī)組和遙控機(jī)組兩種形式。駕駛室操縱機(jī)組按駕駛室及工具的配置位置又有高位機(jī)組和低位機(jī)組之分。 

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地面小車有：打殼換極車、加料車、出鋁車等。 7 I' U7 v7 J+ g& @5 E# l

 

<二>、鋁電解多功能機(jī)組的技術(shù)現(xiàn)狀 

 

目前鋁電解多功能機(jī)組普遍采用了起重機(jī)械和工程技術(shù)、液氣壓傳動技術(shù)、電子技術(shù)和最新的科研成果。 

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電解多功能機(jī)組普遍采用橋式起重機(jī)的橋架作為機(jī)組機(jī)構(gòu)，在橋架上配置有多個工具機(jī)構(gòu)的工具小車、出鋁小車、電葫蘆等。 

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（1）行走傳動系統(tǒng)電解多功能機(jī)組國內(nèi)是從80年代初引進(jìn)的法國ecl低位機(jī)組，采用的是多極電機(jī)或電阻調(diào)速。第一批國產(chǎn)的低位機(jī)組用于包頭鋁廠和青海鋁廠的行走傳動系統(tǒng)為立式齒輪減速機(jī)，雙齒輪聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)，主要缺點在于減速機(jī)易漏油、同心度差、對端梁的破壞性大等。90年代貴州鋁廠將該結(jié)構(gòu)的傳動方式改為平面二包蝸輪蝸桿傳動，減速機(jī)輸出軸與車輪軸，輸入軸與電機(jī)軸為整體結(jié)構(gòu)，取消了聯(lián)軸器，同心度較高。90年代末期至今引進(jìn)或國內(nèi)新制作的傳動系統(tǒng)大部分設(shè)計、制造廠家均傾向于選擇進(jìn)口減速機(jī)（三合一），均采用變頻調(diào)速。 

 

（2）主小車主小車主要功能：打殼和覆蓋氧化鋁，更換陽極。主小車可分為低位和高位兩種。低位機(jī)組主要用于兩端進(jìn)電電解槽，為了便于供電和供氣安裝有滑環(huán)裝置，該處故障率較高，隨著電解槽的發(fā)展，此種車型生產(chǎn)的越來越少。高位機(jī)組主要用于多點進(jìn)電電解槽，打殼機(jī)構(gòu)和下料機(jī)構(gòu)為可伸縮，取消了滑環(huán)裝置，回轉(zhuǎn)可在270°之內(nèi)任意旋轉(zhuǎn)。 9 d8 ~1 M! Q7 n% Y' f3 ~

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（3）出鋁小車目前國內(nèi)出鋁小車有兩種：一種為單獨(dú)小車結(jié)構(gòu)，另一種為工具小車結(jié)構(gòu)，即提升機(jī)構(gòu)位于工具小車上，前者較多，后者主要位于簡易高位天車上。單獨(dú)出鋁小車又有兩種構(gòu)造方式，一種為硬鉤型式，即提升機(jī)構(gòu)在一固定導(dǎo)向框架內(nèi)升降，受導(dǎo)向框架限制提升高度有限，應(yīng)用功能較為單一，但吊運(yùn)物品時無擺動。另一種為軟鉤型式，在大車大梁底部以下無導(dǎo)向框架，只在大梁底部稍上位置設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，大車高速運(yùn)行之前，將吊運(yùn)物品提升至該位置，可防止擺動。由于提升高度較高，除用于出鋁外，還可用于吊運(yùn)其它物品，應(yīng)用范圍較硬鉤廣泛。 $ d) R4 z9 k( ]

  t, [3 u: s+ W- H

（4）氣源供給90年代以前因受國內(nèi)空壓機(jī)質(zhì)量影響，國內(nèi)天車大部分氣源由廠房內(nèi)壓縮空氣提供，缺點在于運(yùn)用時必須懸掛風(fēng)管，使用時不方便。90年代后英格索蘭公司進(jìn)入中國市場，隨即英格索蘭空壓機(jī)在電解天車上普遍運(yùn)用。從近10年使用情況來看效果較好，但因受電解廠房環(huán)境因素制約，使用壽命難以達(dá)到設(shè)計值。據(jù)此英格索蘭公司專門針對鋁電解環(huán)境研制了一種抗粉塵空壓機(jī)（ML37－III），并且已投入市場，主要在包頭、河南、云南、青銅峽等鋁廠使用。 7 V/ h) j. o7 M$ J" ~

% v# z& S" H( K) K& a- @& p6 T

（5）打殼機(jī)構(gòu)目前國內(nèi)大部分鋁廠使用的打殼機(jī)構(gòu)為氣動結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)振動頻率高，但本世紀(jì)初在云南、焦作鋁廠使用的打殼機(jī)構(gòu)為全液壓結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)力量大，頻率低，但對低位天車來說不易采用，對回轉(zhuǎn)和擊頭懸掛主架破壞性較大。 3 y4 `8 i$ z6 q; O$ m7 \; `7 W

" Q7 O* n8 q7 e3 x& K

（6）陽極更換裝置九十年代末期全液壓更換陽極裝置的誕生，是專門為預(yù)焙陽極鋁電解廠多功能機(jī)組開發(fā)設(shè)計制造的電解槽陽極更換機(jī)構(gòu)，以取代早期鋁電解多功能機(jī)組所使用的四鍵缸式更換陽極機(jī)構(gòu)，它具有對位準(zhǔn)確、動作安全可靠、自動更換陽極等優(yōu)點。 5 e8 f( O! Q& r" Y/ u) t  T/ S/ ]/ p

0 L  T5 J: f- \! Y9 C. v, A$ @8 S& }

（7）駕駛室國內(nèi)原設(shè)計制造的天車在駕駛室中都安裝有空調(diào)裝置，但因天車工作時振動劇烈，廠房內(nèi)粉塵較大，空調(diào)使用壽命均很短，后大部分已取消，取消后駕駛室內(nèi)冬天采用電熱器取暖（主要在北方地區(qū)），夏天采用風(fēng)扇降溫，工人作業(yè)時極不方便。目前大部分鋁廠仍贊成安裝空調(diào)，產(chǎn)品選用進(jìn)口的較多，如貴州鋁廠、平果鋁廠、包頭鋁廠等廠家。 

 

（8）整車操作目前國內(nèi)大部分鋁廠的天車操作在駕駛室內(nèi)完成，但最近幾年電子、電氣技術(shù)飛速發(fā)展，先進(jìn)的技術(shù)在天車上得到了運(yùn)用，遙控天車隨即產(chǎn)生，主要在云南、焦作等鋁廠制造的天車上。 ; a! L2 G$ y& _$ t# H, d

9 i# B& u! ~0 a- H9 t# H3 \: x: Q

<三>、鋁電解多功能機(jī)組的發(fā)展方向 

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1、鋁電解多功能機(jī)組產(chǎn)品品種的發(fā)展方向 & ]- j. Q6 Q  I: Y( o! Y5 m$ ]: J

8 Y" X/ t, U1 z) Q

由于橫向配置預(yù)焙槽可以提高單位面積產(chǎn)量，具有綜合經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點，目前國內(nèi)上馬在建的鋁廠大多選用200KA以上的槽型，多點進(jìn)電。這就給鋁電解多功能機(jī)組發(fā)展起到推動作用。 

 

同時還應(yīng)看到，大型預(yù)焙槽及車間的特殊環(huán)境對電解多功能機(jī)組在可靠性及運(yùn)轉(zhuǎn)率等方面提出了更高要求。由于駕駛室玻璃的防腐問題和能適合于電解車間環(huán)境的高可靠性的空調(diào)機(jī)尚無法解決，機(jī)組作業(yè)時，駕駛室處于煙氣和熱輻射中，司機(jī)的視場很不好（高位機(jī)組更差），靠地面人工引導(dǎo)作業(yè)，嚴(yán)重影響操作和生產(chǎn)效率的提高。 ( b* ^  Y7 A( K* v& g! }

( W' R! u% L& U

因而，未來最有發(fā)展前途的鋁電解多功能機(jī)組的品種應(yīng)是：高可靠性、高運(yùn)轉(zhuǎn)率、減輕操作工勞動強(qiáng)度、輕而小的多功能機(jī)組。 5 K+ l( _$ G% ?& u% H1 u

 

 2、電解多功能機(jī)組的技術(shù)發(fā)展方向+ ]. l; f3 Z! I/ _& k$ I+ Q4 R

 

（1）輕型化、小型化。& I" E) P/ i# |8 a3 @

0 _% V' [1 `3 c& k# `# }; b* P4 ^

（2）功能擴(kuò)大化。$ O4 Q  f3 @  F. s

 

（3）功能機(jī)構(gòu)全液壓化。

 

（4）電子化。! g: d" A: J* b$ Z# r- q

! a+ {/ D5 E2 C7 Q; G: L% x

（5）電氣化。

. v3 j3 f  F8 s5 V

（6）調(diào)速方式采用變頻調(diào)速，調(diào)速性能好。 

. c% ]5 W% }! ^: e& i4 N. \. E: J* \

（7）控制方式采用PLC、LOGO，可以減少中間繼電器，降低故障率，提高機(jī)組的可靠性和運(yùn)轉(zhuǎn)率。 

2 `% d6 n, i+ O3 b: C9 q( n) l" Z

（8）操縱方式采用無線電遙控。 2 q5 ~; K6 Q8 F, |6 m# [

 

（9）設(shè)備集中潤滑。9 j$ V; G, V2 F$ i3 Q5 @& e

 

二、鋁電解多功能機(jī)組的組成及用途

 

<一>、機(jī)組的用途" F1 N8 L, @8 g* @+ w% H

 

  電解多功能機(jī)組能完成鋁電解生產(chǎn)中下列工藝操作：

4 D2 Z6 Y) P( C% k0 _/ @0 b  @" ^" g

打殼

更換陽極

覆蓋氧化鋁; f) a; _8 k# n) _" I

出鋁并計量4 c4 f' o9 R# U0 o

輔助提升陽極母線3 U- _, Q2 \' K: ]5 h7 A# U3 M

安裝和檢修電解槽4 |8 x% D) h: Q! \8 @) Q

吊運(yùn)槽上部結(jié)構(gòu)及槽殼

車間內(nèi)的其他零星吊運(yùn)- t0 P) Y% k' d% |5 D( C0 ]

<二>、機(jī)組的組成: Z6 ]6 o+ z0 z' ^# F' ^: b

 

 大車

大車采用箱型偏軌雙梁橋架結(jié)構(gòu)。主梁與端梁的銷軸定位，高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接，聯(lián)接性能好，裝配方便。運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用6輪支撐、雙邊單向驅(qū)動；采用軸裝三合一減速器；并設(shè)有懸吊式緩沖裝置，車輪采用無輪緣垂直輪加水平輪導(dǎo)向形式，運(yùn)行阻力小、平穩(wěn)。為了安全還加裝了防脫軌裝置。

' S" c# ]& u( f% e( D

大車的組成主要包括：運(yùn)行機(jī)構(gòu)、橋架 、2×12.5T絕緣葫蘆、小車供氣、陽極框架供氣、出鋁供氣等機(jī)構(gòu)% s/ [0 ]$ K6 i7 E& o

! |, o2 k7 b+ I0 j5 Y

工具小車. V' e' @, E0 F8 \

工具小車是鋁電解多功能機(jī)組的核心，打殼機(jī)構(gòu)、陽極更換裝置、撈渣裝置、下料系統(tǒng)都安裝在工具小車上，工具小車采用4輪支撐、雙邊單向驅(qū)動；采用軸裝三合一減速器；并設(shè)有懸吊式緩沖裝置，車輪采用無輪緣垂直輪加水平輪導(dǎo)向形式，運(yùn)行阻力小、平穩(wěn)。為了安全還加裝了防脫軌裝置。

4 m' k1 A. v# z7 }- U1 D

工具小車的組成主要包括：主小車運(yùn)行、工具回轉(zhuǎn)及供電 、打殼機(jī)構(gòu)、陽極更換裝置、下料系統(tǒng)、撈渣裝置、駕駛室及回轉(zhuǎn)裝置、駕駛室供電系統(tǒng)等部件1 J2 _6 ?; q$ I8 e) y) g( m

 

出鋁小車: u2 G7 m( U# B6 l5 a( A0 g9 I

出鋁小車偏掛在主梁上，采用三合一減速機(jī)驅(qū)動，沿主梁軌道運(yùn)行。防磁吊鉤通過滑輪組與卷筒連接，活動吊鉤一導(dǎo)輪的形式在垂直導(dǎo)向架上運(yùn)動，用卷揚(yáng)系統(tǒng)驅(qū)動吊鉤升降。

1 f7 N( `! F; w$ S

出鋁小車的組成主要包括：行走、提升、計量等機(jī)構(gòu)

: V- C$ U/ t$ C, F  n

電氣控制系統(tǒng)8 R$ C4 E. Z4 P1 Z- S1 |

電氣控制系統(tǒng)主要包括：PLC、變頻控制、駕駛室操作等" N+ r6 y$ q: e

$ j2 Q8 L$ W9 X$ b1 x# f! A+ N

三、鋁電解多功能機(jī)組的機(jī)構(gòu)定位聯(lián)鎖

' x7 n, ~- Y$ N/ \& u9 r

扳手不在上限位大車、小車被定位聯(lián)鎖，不能動作  ~" @9 Z7 C; J

天車料箱加料時大車、小車被定位聯(lián)鎖，不能動作1 q6 R( F2 B0 e3 r3 [

打殼、陽極、撈渣、加料有一個不在上限位時，其它的工具被定位聯(lián)鎖，不能下降

四、鋁電解多功能機(jī)組的限速及限位

5 P( N0 d' I  m+ t4 @, X

工具不在上限位時，大車、工具小車、出鋁小車只能低速運(yùn)行

出鋁鉤不在上限位時，大車、工具小車、出鋁小車只能低速運(yùn)行

工具小車、出鋁小車開近軌道終端時只能低速運(yùn)行

打殼上下限位$ }0 Z- w9 W( K; I& S

陽極上下限位

扳手上下限位6 ^$ O3 v" Z: l2 u  k

撈渣上下限位

加料管上下限位

出鋁鉤超上限位 上下限位

2×12.5T絕緣葫蘆上下限位' T. ~, g" |6 }- g4 L. L

駕駛室不在規(guī)定位置時工具小車不能靠邊5 c$ L/ Z+ ]9 b" K

駕駛室規(guī)定位置感應(yīng)器  K$ P  B! c& ?* |  e

加料管管口零位感應(yīng)器% l; c1 W5 g4 ]# E) ^3 t

料箱加料時大車、小車對位感應(yīng)器: g8 F7 K- J& h- y2 d; [& ^

五、鋁電解多功能機(jī)組的絕緣& L: b' m+ ]& U  R" U" e9 S4 c

 

鋁電解多功能機(jī)組設(shè)置絕緣點，其一可防止電解槽直流電通過機(jī)組對地短路，其二可防止機(jī)組交流電（電氣設(shè)備破壞時）與直流混電。上述兩種情況均可導(dǎo)致人身和設(shè)備事故。吊鉤和工具（包括打殼、更換陽極、加料、撈渣）對大車的絕緣總電阻不小于2MΩ。

( P) M, O; O5 z; Z

機(jī)組上絕緣點的設(shè)置如下：9 E' v3 g) G- {7 X

 

工具小車各工具（包括打殼、更換陽極、撈渣）對大車有兩道絕緣：: l+ B' \0 E2 z" B# E9 ]

工具————回轉(zhuǎn)裝置————工具小車端梁

 

駕駛室對大車有三道絕緣：

駕駛室————環(huán)軌————環(huán)軌吊架————小車架8 Y3 X) s5 b# E" q' x( g

 

加料管對大車有兩道絕緣：( J5 m" G0 d) x) ^) G

加料管————料箱————工具小車端梁8 I: k& o. P, i  p. g- f- h! d) l( T0 H

2 @" e1 I' x/ A9 }; e% o

出鋁小車吊鉤對大車有兩道絕緣：

出鋁小車吊鉤————垂直導(dǎo)向架————小車架

7 q$ s* F- t+ d4 j

2×12.5T絕緣葫蘆對大車有兩道絕緣：

2×12.5T絕緣葫蘆————卷揚(yáng)機(jī)————大車

% H9 K. _+ V) \* p

六、鋁電解多功能機(jī)組的使用須知

. H, g6 ~) E) Q5 W

鋁電解多功能機(jī)組的基本控制系統(tǒng)分為：打殼、更換陽極、添加覆蓋料、出鋁、母線提升及槽檢修吊裝等。其結(jié)構(gòu)部分可分為大車、工具小車、出鋁小車。大車部分包括空壓機(jī)系統(tǒng)、大車行走系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)。工具小車部分包括打殼機(jī)構(gòu)、更換陽極機(jī)構(gòu)、加料機(jī)構(gòu)、撈渣裝置、液壓系統(tǒng)。出鋁小車系統(tǒng)包括一個自帶稱量系統(tǒng)，自由旋轉(zhuǎn)、升降的出鋁鉤。0 o* [1 r) X  P# \( j% A* A7 @

* u- p% x- J; E+ O9 o

主電源合閘控制：

/ O- M  t" ]0 D; L4 m

按下“主啟動”，主電源無故障則合閘；按下“主啟動”保持3秒鐘，主電源分閘，當(dāng)發(fā)生絕緣破壞時，主電源分閘，為了把工具和電解槽分開，按下“強(qiáng)制送電”，主電源合閘，工具上升到上限位主電源自動分閘。

0 M" J. K7 I5 E0 c# Q. l& w

工具小車行走的條件：% p1 j, Q- x" l0 z" Q# W- g

" E2 X% }6 w3 A7 `0 F0 P' ^) j" ^% ~  v

        回路正常   變頻無故障  抱閘無故障  冷卻風(fēng)機(jī)無故障  無終端限位 扳手在上限位  無鎖定加料對位信號2 M9 p  k: o% s& c, N: B7 Y

+ }" R- ~& j% \7 T

出鋁小車行走的條件：

 

         回路正常   變頻無故障  抱閘無故障  冷卻風(fēng)機(jī)無故障  無終端限位

 

打殼機(jī)下降的條件：  S4 _6 `8 w- }/ J8 o4 q8 O7 A  a

) \& m  v! r- c+ ^

        扳手在上限位  陽極在上限位  撈渣在上限位  工具絕緣正常

 

打殼機(jī)高速下降的條件：* x8 I% ]+ Z2 u

# J6 J2 J, i; |# Z5 X

        打殼機(jī)在上下限位中間

 

陽極更換裝置下降的條件：3 H, v4 k0 T$ R; g& }1 Y; R

 

        扳手在上限位  打殼在上限位  撈渣在上限位  工具絕緣正常  無陽極測高速信號* p# _: D6 b1 ?% H. o

 

鋁電解多功能機(jī)組各工具的用途及安全操作：0 V) D, q. ~3 e6 d$ E

/ _4 u! f8 _7 x3 x

        陽極更換

 

主要用于在陽極更換作業(yè)中從電解槽中吊出紅熱殘極及安裝新極。8 ^! w/ u; R; k( H2 ?

" O/ U# A/ o$ k+ }9 s

        打殼機(jī)構(gòu)) t# q: y2 t& R' e5 h

' D! Y$ n  F- D7 `( u

主要用于在陽極更換作業(yè)中破碎電解質(zhì)殼面。

 

        加料裝置

, x5 q# x; I7 z- D

主要用于向換好后的新極上覆蓋氧化鋁粉。' q5 Z1 m: m8 i0 C% ]. l

: H- P$ }3 _1 L, y* i

        撈渣裝置# \$ J) ^9 d, u( S' {/ f$ g: B

% R& y: I# i& U% ~5 |

主要用于撈出在紅熱殘極吊出后掉落在槽內(nèi)的殼面塊及碎陽極塊。0 w7 c  h1 i- g: C

7 s9 R2 ]' S: _6 P9 Y; |0 Z

        出鋁鉤

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主要用于吊運(yùn)出鋁抬包。

+ N+ u2 v8 Y1 i+ F1 l$ N0 N

        2×12.5T絕緣葫蘆

 

主要用于吊運(yùn)母線提升框架完成抬母線作業(yè)。7 L4 ~# H, L8 E! u: a7 l/ A

2 F' o% R0 n1 ?- x+ T

七、鋁電解多功能機(jī)組的防火安全

 

鋁電解多功能機(jī)組發(fā)生火災(zāi)的原因很多，主要是由于電氣設(shè)備的安裝和日常維護(hù)不當(dāng)，電氣設(shè)備在運(yùn)行中超過額定負(fù)荷，發(fā)生線路短路，過熱或打火花造成。因此，駕駛室中必須配備符合規(guī)定的消防器材，并配備救生安全繩。

1 _7 j( r% F) k( n. O% A

電氣火災(zāi)發(fā)生后，電氣設(shè)備可能因絕緣損壞而碰殼短路，電氣設(shè)備也可能因斷路而接地短路，使正常不帶電的金屬架構(gòu)和地面帶電。因此，火災(zāi)發(fā)生后首先要切斷電源，無法切斷電源時，則要合理使用消防器材，防止觸電事故發(fā)生。

 

鋁電解多功能機(jī)組的火災(zāi)多發(fā)生在駕駛室內(nèi)、滑觸線、控制屏處，撲救時要使用1211、干粉、二氧化碳等不導(dǎo)電的滅火器材，并保持一定的安全距離