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電解多功能機(jī)組是大型預(yù)焙陽極鋁電解生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備,隨著大型預(yù)焙陽極電解槽的日趨發(fā)展,電解槽操作設(shè)備PTM即鋁電解多功能機(jī)組也逐步發(fā)展并得到廣泛的應(yīng)用。由于電解作業(yè)是在高溫、多粉塵、多腐蝕性氣體、強(qiáng)磁場等極為惡劣的環(huán)境下進(jìn)行打殼、更換陽極、下料、出鋁及計量、陽極母線轉(zhuǎn)接等工作,所以必須進(jìn)行機(jī)械化作業(yè)。
國外的電解技術(shù)主要集中在歐美等國。法國ECL公司推出了ECL版型的PTM,德國NOELL公司推出了NOELL版型的PTM,都能實現(xiàn)上述功能,并且兩公司在世界上都占有較大的份額,目前ECL是全球最大的PTM供應(yīng)商。
沈陽冶金機(jī)械公司自上世紀(jì)80年代初,開始對鋁電解多功能機(jī)組進(jìn)行研制,與沈陽鋁鎂設(shè)計研究院合作,吸收消化貴州鋁廠引進(jìn)的法國ECL兩點進(jìn)電預(yù)焙槽,用低位多功能機(jī)組技術(shù),首批用于包頭鋁廠、青海鋁廠,為鋁工業(yè)裝備現(xiàn)代化邁出了第一步,這標(biāo)志著國產(chǎn)第一代鋁電解多功能機(jī)組研制成功。包鋁擴(kuò)建工程吸收消化引進(jìn)此技術(shù)成果后,獲原中國有色金屬工業(yè)總公司科技進(jìn)步一等獎。但是,由于當(dāng)時歷史條件的限制,指導(dǎo)思想立足全部國產(chǎn)化,在機(jī)械、液壓、氣動、電氣元件等配套件方面表現(xiàn)出水平低、故障率高等缺點。
80年代末期,沈陽冶金機(jī)械公司總結(jié)包鋁、青海鋁廠使用情況及存在的問題,積極對ECL低位多功能天車進(jìn)行翻版改進(jìn),制造了12臺機(jī)組用于貴鋁第三電解廠,在機(jī)、液、氣、電配套元器件上國內(nèi)優(yōu)選,部分由國外引進(jìn),滿足了8萬噸鋁電解生產(chǎn)的需要,標(biāo)志著我國第二代鋁電解多功能機(jī)組的成功。
90年代中期,為了國內(nèi)發(fā)展多點進(jìn)電大型預(yù)焙槽開發(fā)的需要,貴陽鋁鎂設(shè)計研究院,消化吸收了平果鋁廠利用法國貸款引進(jìn)的ECL高位多功能機(jī)組技術(shù),并設(shè)計了中國版型的高位多功能機(jī)組,由沈陽冶金機(jī)械公司研制了兩臺在平果鋁廠運行。許多重要的機(jī)、液、氣、電配套元件,如液壓站、空壓機(jī)、電子稱、變頻器、PLC編程,由國外引進(jìn),此后,沈冶公司又為平果鋁廠成功地制造了兩臺PTM應(yīng)用在當(dāng)時國內(nèi)最大的320KA電解槽上,并通過了中國鋁業(yè)集團(tuán)組織的科技成果鑒定,設(shè)備達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平,在某些技術(shù)指標(biāo)方面,達(dá)到了國際先進(jìn)水平。這標(biāo)志著國產(chǎn)第三代鋁電解多功能機(jī)組研制成功。
到2005年末,沈陽冶金機(jī)械公司制造的300多臺鋁電解多功能機(jī)組應(yīng)用于全國各大鋁廠,占據(jù)了國內(nèi)電解鋁的絕大部分市場。
為四川啟明星制造的鋁電解多功能機(jī)組,就是國內(nèi)目前集打殼、分別加氧化鋁及氟化鹽料、更換陽極及測高裝置、陽極坑清理鏟、出鋁等功能為一體的大型預(yù)焙陽極電解槽的現(xiàn)代鋁電解生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備,是集機(jī)械、液壓、氣動、電氣、自動控制的高技術(shù)產(chǎn)品。整體結(jié)構(gòu)緊湊,外型美觀、操作舒適、維護(hù)方便。其設(shè)備適合我國鋁工業(yè)的具體情況。在長期的開發(fā)研制中逐步形成了具有特色的SMM天車品牌,而且市場前景廣泛。
一、機(jī)組主要技術(shù)特點
該機(jī)組適用于預(yù)焙陽極鋁電解工藝生產(chǎn),能滿足高溫熔鹽、大電流、強(qiáng)磁場、多粉塵及HF煙氣的工藝需要。
四項工具結(jié)構(gòu)緊湊,配置靠邊距離小,可用于新建、擴(kuò)建和自建鋁廠,也可利用舊廠房改造,能大量節(jié)省建筑投資。
此機(jī)組在傳統(tǒng)車型的基礎(chǔ)上,大膽改進(jìn)和運用新結(jié)構(gòu),給機(jī)組增加了很多新亮點。
大車主要采用箱型偏軌雙梁橋架結(jié)構(gòu),主梁與端梁采用鉸孔螺栓定位聯(lián)接,性能好,安裝方便。
傳動運行機(jī)構(gòu)由傳統(tǒng)的“老三樣”(減速機(jī)、電動機(jī)、制動器)改為先進(jìn)的“三合一”減速器,提高了傳動效率和使用壽命,減小體積,運行可靠。
工具小車是電解多功能機(jī)組的核心,所有工作機(jī)構(gòu)如打殼、加料、更換陽極裝置、清理鏟、液壓裝置及操縱室都安裝在工具小車上。
工具小車行走軌道由原來的方鋼改為起重鋼軌QU80,降低了加工成本,提高了生產(chǎn)率。另外,工具小車,出鋁小車走行結(jié)構(gòu)由原來的單邊傳動改為4輪支撐,雙邊驅(qū)動,即2/4驅(qū)動,選用三合一減速機(jī)軸裝式安裝并有懸吊式緩沖裝置,確保了工具小車運行同步、平穩(wěn)、可靠。
因為電解槽為大面多點進(jìn)電,操作室槽間通路狹窄,操作空間小,操作室不能在槽間通過,為了滿足工藝要求,設(shè)計成高位操縱室,使其能在電解槽上方通過。所有機(jī)構(gòu)的動作均可在操作室內(nèi)進(jìn)行操作。座椅與操作盤聯(lián)動,配置合理便于從各個角度觀察機(jī)構(gòu)動作,由三合一減速機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)角度為±100度。
操作室使用雙層夾層結(jié)構(gòu)頂部安裝空調(diào)器,操作室玻璃實施貼膜防腐,美觀、舒適、寬敞,室溫達(dá)25°C左右,使操作更加舒適,設(shè)有安全升降梯。
陽極測高系統(tǒng)是沈冶機(jī)械公司專為電解機(jī)組設(shè)計的,安裝在更換陽極裝置上,在新舊陽極替換過程中,其工作原理安全、合理,測試精度高,響應(yīng)速度快,功耗低,現(xiàn)場安裝方便。采用PLC控制器能保證系統(tǒng)工作的可靠性。該系統(tǒng)還有耐高溫,防氟化氫氣體腐蝕,防塵絕緣,防強(qiáng)電磁場,防沖擊振動等特點。
在電解機(jī)組上的另一個技術(shù)創(chuàng)新就是在料箱的一側(cè),添置2立方米氟化鹽料箱的加料裝置,既完善了機(jī)組的功能,又取代了人工加氟化鹽的方式。
在電解多功能機(jī)組上使用的陽極坑清理鏟方案是國內(nèi)首次設(shè)計,結(jié)構(gòu)緊湊,操作方便,視野開闊,能滿足生產(chǎn)工藝要求,懸掛在回轉(zhuǎn)盤上,與打殼機(jī)構(gòu)、更換陽極成90°排列,其功能主要是撈出掉在陽極坑中的電解質(zhì)和陽極碎塊,將其放在槽端收集箱內(nèi),極大改善了工人的操作環(huán)境,有著廣泛的市場前景。
二、鋁電解多功能機(jī)組的發(fā)展趨勢及社會效益
目前鋁電解多功能機(jī)組發(fā)展方向:
輕型化、小型化 用結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)和最先進(jìn)的科學(xué)成果盡量減輕設(shè)備重量和外型尺寸,以減少設(shè)備及土建的投資。
功能擴(kuò)大化 除了打殼、換極、加料、出鋁、吊運母線轉(zhuǎn)接框架、安裝、檢修電解槽等幾個基本功能外,增加陽極坑清理,修理病槽,添加多種料,雙扭拔換極等功能,從而滿足大型槽在生產(chǎn)及工藝控制等方面的需要。
電子化 電子化主要表現(xiàn)在:出鋁計量顯示,陽極高度測量,電液比例控制,大車激光防撞裝置等方面。
另外,運行機(jī)構(gòu)調(diào)速采用了范圍寬、性能好的變頻調(diào)速技術(shù)。做到絕緣監(jiān)測,觸模顯示控制就能降低設(shè)備的故障率。
三、鋁電解多功能機(jī)組產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益
沈冶機(jī)械公司鋁電解多功能機(jī)組項目由于功能全,效率高,每臺天車可以照料25~30臺電解槽的工作,極大地滿足電解生產(chǎn)的需要;改善操作環(huán)境,減輕操作工人勞動強(qiáng)度,而且設(shè)備造價低,是引進(jìn)設(shè)備價格的一半。另外,運行中備件、易損件在國內(nèi)容易解決,運行費用低,有良好的經(jīng)濟(jì)效益,具有廣泛的推廣意義。
鋁工業(yè)是可持續(xù)發(fā)展的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè),鋁設(shè)備的需求上升空間很大,沈陽冶金機(jī)械公司通過20多年對鋁設(shè)備研制,已有一支專門從事制鋁設(shè)備的研發(fā)設(shè)計隊伍,積累了很多技術(shù)經(jīng)驗和物質(zhì)基礎(chǔ)。通過聯(lián)合三大設(shè)計院和配套廠家以及廣大生產(chǎn)廠家的共同努力,目前正向系統(tǒng)集成、技術(shù)融合的方向發(fā)展,來共同打造鋁電解多功能機(jī)組中國SMM品牌。
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