鋁電解多功能天車的工作原理及應(yīng)用

毛洪利

中國有色（沈陽）冶金機(jī)械有限公司，遼寧沈陽 110141

0 引言

隨著國家刺激經(jīng)濟(jì)增長措施施行，鋁電解在鋁行業(yè)的迅猛發(fā)展。鋁電解多功能天車在鋁電解企業(yè)發(fā)揮了越來越重要的作用。為適應(yīng)環(huán)保的要求和降低勞動(dòng)成本，這種設(shè)備的應(yīng)用一定程度上大大緩解了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，為鋁電解行業(yè)迅猛發(fā)展提供了有利保障。

1 鋁電解多功能天車的技術(shù)參數(shù)

1.1 電解多功能天車型號(hào)表示方法

標(biāo)記示例為：鋁電解多功能天車，跨度28.5m，工作級(jí)別為A8，固定葫蘆2臺(tái)，每臺(tái)額定起重量為25t 。

1.2 電解多功能天車工作環(huán)境

1）車間環(huán)境溫度為-10℃～+60℃；

2）在25℃的溫度下，空氣的相對(duì)濕度不超過85%；

3）電流強(qiáng)度一般有300KA～600KA；

4）最大磁場強(qiáng)度 -200 GS；

5）天車應(yīng)適應(yīng)高溫熔鹽、大電流、強(qiáng)磁場、多粉塵和氟化氫煙氣的環(huán)境。

2 鋁電解多功能天車的功能

天車的主要功能：

電解多功能天車是大型預(yù)焙陽極鋁電解生產(chǎn)的輔助設(shè)備，能滿足高溫熔鹽，大電流、強(qiáng)磁場，多粉塵及HF煙氣的環(huán)境要求和工藝需要，完成預(yù)焙陽級(jí)電解槽的下列工藝操作：

1）打殼功能：打開電解質(zhì)結(jié)殼，方便殘極碳?jí)K的更換；2）加下料功能：天車的加料系統(tǒng)采用自動(dòng)控制和手動(dòng)控制兩種方式為電解多功能天車料箱加料，再通過天車的下料裝置給電解質(zhì)液面添加氧化鋁和破碎后電解質(zhì)（粒度≤10mm）；3）利用清渣裝置把陽極坑內(nèi)的殘極散塊及結(jié)殼電解質(zhì)清理出去，以便安放新陽極；4）出鋁： 鋁抬包的吊運(yùn)：抽真空，出鋁，吊運(yùn)并計(jì)量（單包和累加）及顯示，實(shí)施打??；5）清理電解質(zhì)沉淀、浮渣；6）提升陽極母線：吊運(yùn)母線提升機(jī)完成陽極母線提升工作；7）設(shè)置通道報(bào)警裝置；8）完成安裝和檢修電解槽上部結(jié)構(gòu)和下部槽殼及其它零星吊運(yùn)。

3 電解多功能天車的主要結(jié)構(gòu)及應(yīng)用

鋁電解多功能天車主要包括縱向行走的大車、帶有下料、打殼、更換陽極裝置等工具的工具小車以及出鋁用的出鋁小車三部分。

3.1 大車

大車采用箱型偏軌雙梁橋架結(jié)構(gòu)或三梁結(jié)構(gòu)（根據(jù)出鋁車額定重量來確定）。主梁與端梁采用銷定位、高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接，聯(lián)接性能好，安裝方便。

大車橋架根據(jù)用戶廠房狀況和天車輪壓的大小不同，一般采用有六或八輪支撐，保持合理輪壓，降低基建投資；行走采用三合一減速雙邊驅(qū)動(dòng)變頻調(diào)速控制，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，提高了傳動(dòng)效率和使用壽命。

3.2 工具小車

工具小車是電解多功能天車的核心，布置有輔助加料裝置、更換陽極裝置、打殼機(jī)構(gòu)、清理鏟、可回轉(zhuǎn)的操縱室等。行走軌道采用起重鋼軌QU80或QU100，行走機(jī)構(gòu)也選用“三合一”減速機(jī)，采用雙邊驅(qū)動(dòng)，采用變頻調(diào)速。

3.2.1 操作室

電解槽為大面多點(diǎn)進(jìn)電，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(jì)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(dòng)作均可在操作室內(nèi)進(jìn)行操作。座椅與操作盤聯(lián)動(dòng)，配置合理，操作方便，為了便于從各個(gè)角度觀察機(jī)構(gòu)動(dòng)作，操作室懸掛于環(huán)形軌道上，由三合一減速機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度為170°。

3.2.2 打殼機(jī)構(gòu)和更換陽極裝置

打殼、更換陽極裝置是本天車的重要工具，二者以鉸接形式分別安裝在可旋轉(zhuǎn)的搖籃式工具架的兩端。工具架安裝在大型單排交叉滾柱式回轉(zhuǎn)支承上，由油馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的主回轉(zhuǎn)系統(tǒng)可作任意角度回轉(zhuǎn)。打殼、更換陽極裝置均設(shè)計(jì)為伸縮式的。當(dāng)非工作時(shí)，所有機(jī)構(gòu)都縮回到最高點(diǎn)；而在工作時(shí)，伸到所需位置，進(jìn)行打殼、更換陽極作業(yè)。

1）為打電解槽中縫，采用新式四連桿式打殼機(jī)；

2）更換陽極裝置夾頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，受力更加均勻，動(dòng)作快速準(zhǔn)確；夾頭架采用防磁鋼強(qiáng)度增強(qiáng)，擰頭對(duì)位更加準(zhǔn)確。

3.2.3 輔助加料裝置

更換后的新陽極周邊通常要覆蓋少量氧化鋁粉，在工具小車上設(shè)有4m3氧化鋁料箱的加料裝置。該料箱安裝在工具小車的一側(cè)。下料管為伸縮式，并可作±360°旋轉(zhuǎn)，使布料均勻，本裝置自成體系，與其它回轉(zhuǎn)系統(tǒng)互不干擾。使用在電解天車料箱的一側(cè)，添置的2m3料箱裝置來完成氟化鹽加料。

3.2.4 陽極坑清理鏟（清渣裝置）

陽極坑清理鏟有兩種安裝形式，一種是放置在小車架上料倉旁，結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，視野開闊，滿足生產(chǎn)工藝要求，清理鏟的采用雙制動(dòng)卷揚(yáng)電葫蘆柔性提升控制，清理鏟靠自重下降，利用氣缸進(jìn)行清理鏟的開閉與振打，使操作方便、運(yùn)行平穩(wěn)，大大改善了工人的操作狀況，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。另一種是固定在回轉(zhuǎn)裝置內(nèi)，兩瓣對(duì)開式抓斗由氣缸帶動(dòng)連桿開合； 清理鏟由液壓油缸帶動(dòng)升降，提升速度8/0.78m/min；兩瓣抓斗在把陽極坑中的電解質(zhì)和陽極碎塊運(yùn)到指定位置后，放出殘?jiān)M(jìn)行連續(xù)振打，清除抓斗體上的附著物。

3.3 出鋁小車

在電解多功能天車上，跟據(jù)電解槽電流強(qiáng)度和出鋁產(chǎn)能不同，出鋁小車采用起重量有16t、25t、32t。一個(gè)（或兩個(gè)）可移動(dòng)的出鋁小車，偏掛在主梁上或在兩個(gè)主梁上行走，用三合一減速機(jī)驅(qū)動(dòng)，沿主梁的軌道運(yùn)行。出鋁小車吊鉤采用無磁材料，防磁吊鉤通過滑輪組與卷筒連接，并用電子稱對(duì)鋁水稱量。

4 結(jié)論

通過對(duì)電解多功能天車的工作原理及其應(yīng)用的介紹，使電解多功能天車的使用單位人員對(duì)電解多功能天車得到了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)了對(duì)設(shè)備的深入了解，從而更好的使用設(shè)備，維護(hù)設(shè)備，提高工作效率。

[1]張質(zhì)文.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國鐵道出版社，1998.

[2]YS/T7 2008.鋁電解多功能機(jī)組[S].

[3]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.