用于延長(zhǎng)錘頭壽命的節(jié)能型壓殼系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋁廠電解鋁車間電解槽上生產(chǎn)電解鋁的專用設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及 一種用于延長(zhǎng)錘頭壽命的節(jié)能型壓殼系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋁廠電解鋁車間電解槽上的壓殼系統(tǒng)，是用來將電解槽內(nèi)電解鋁液表面的電解質(zhì) 硬殼打開，以便使氧化鋁和氟化鹽加入電解槽內(nèi)進(jìn)行電解。在電解鋁生產(chǎn)過程中，錘頭需按 時(shí)打開殼面，以便定量加入物料（氧化鋁和氟化鹽），由于錘頭頻繁（每分鐘一次）接觸高 溫下（960?KKKTC )的電解質(zhì)，并且錘頭進(jìn)入電解鋁液的深度較深，時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致電解質(zhì) 粘連在錘頭表面不脫落，經(jīng)過一段時(shí)間后就形成了萌蘆頭狀，萌蘆頭的形成阻礙了物料的 定量加入，因此便產(chǎn)生陽(yáng)極效應(yīng)，使產(chǎn)量降低。另外由于錘頭進(jìn)入電解鋁液的深度深，時(shí)間 長(zhǎng)，導(dǎo)致錘頭磨損快，融化快，壽命低，融化在鋁液中的錘頭污染了鋁液，影響產(chǎn)品質(zhì)量。由 于萌蘆頭的產(chǎn)生影響了物料的定量加入，需要經(jīng)常地清理萌蘆頭，這樣大大地增加了工人 在高溫下的勞動(dòng)強(qiáng)度和工作量。另外現(xiàn)在電解槽上的壓殼系統(tǒng)，不管殼面軟硬，只能設(shè)定一 種壓力（0. 6MPa)壓殼，實(shí)際上有98%以上的殼面只要0. 2MPa就可以打開，盡管如此，系統(tǒng) 的壓力也不能降低，因?yàn)檫€有2%的硬殼面需要高壓才能打開，所以系統(tǒng)壓力只能設(shè)定在 0.6MPa。顯然，這種設(shè)置是不合理的?？傊?，目前電解鋁行業(yè)的槽上壓殼系統(tǒng)存在著耗氣量 大、消耗能源多、陽(yáng)極效應(yīng)系數(shù)高，錘頭使用壽命低，清理粘包錘頭的勞動(dòng)強(qiáng)度大、被融化錘 頭污染的電解鋁質(zhì)量低、費(fèi)用高等諸多問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用于延長(zhǎng)錘頭壽命的節(jié)能型壓殼系統(tǒng)，解決 壓殼系統(tǒng)存在著耗氣量大、消耗能源多、陽(yáng)極效應(yīng)系數(shù)高，錘頭使用壽命低，清理沾包錘頭 的勞動(dòng)強(qiáng)度大、被融化錘頭污染的電解鋁質(zhì)量低、費(fèi)用高等諸多問題。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：用于延長(zhǎng)錘頭壽命的節(jié)能型壓殼系 統(tǒng)，包括控制柜、組合閥、壓殼氣缸、錘頭調(diào)整裝置和錘頭，組合閥安裝在壓殼氣缸的頂部， 組合閥的入口與控制柜各個(gè)閥的出口相連，組合閥的兩個(gè)出口 A 口和B 口分別與壓殼氣缸 的A 口和B 口相連，壓殼氣缸安裝在電解槽機(jī)架上，錘頭調(diào)整裝置安裝在壓殼氣缸的活塞桿 的伸出端且與活塞桿螺紋連接，錘頭的上端與錘頭調(diào)整裝置鉸接，錘頭安裝在電解槽機(jī)架 的導(dǎo)管中。
[0005] 本發(fā)明在電解鋁車間現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過一年的實(shí)驗(yàn)證明，實(shí)現(xiàn)了錘頭基本不粘包，錘頭基 本無損壞，減少陽(yáng)極效應(yīng)，節(jié)能效果明顯，大大提高了錘頭的使用壽命，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng) 度，減少了工作量，降低了成本。
【附圖說明】
[0006] 圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
[0007] 圖2是本發(fā)明原理圖。
[0008] 其中：1.控制柜，2.組合閥，3.壓殼氣缸，4.錘頭調(diào)整裝置，5.錘頭。
【具體實(shí)施方式】
[0009] 如圖1、圖2所示，用于延長(zhǎng)錘頭壽命的節(jié)能型壓殼系統(tǒng)，包括控制柜1、組合閥2、 壓殼氣缸3、錘頭調(diào)整裝置4和錘頭5,組合閥2安裝在壓殼氣缸3的頂部，組合閥2的入口 與控制柜1各個(gè)閥的出口相連，控制柜1獨(dú)立地安裝在電解槽附近合適的位置上，控制柜1 向組合閥2輸送壓力氣體與控制氣體；組合閥2的兩個(gè)出口 A 口和B 口分別與壓殼氣缸3 的A 口和B 口相連，組合閥2可將來自控制柜1的氣源壓力（0. 6MPa)調(diào)整到0. 2MPa，工作 中可以自動(dòng)判斷被壓殼面的軟硬，如果殼面軟，組合閥2向壓殼氣缸3輸出0. 2MPa的壓力， 如果殼面硬，組合閥2向壓殼氣缸3輸出氣源壓力（0. 6MPa);壓殼氣缸3安裝在電解槽機(jī) 架上，壓殼氣缸3受組合閥2的控制，帶動(dòng)錘頭5完成壓殼或返回工作；錘頭調(diào)整裝置4安 裝在壓殼氣缸3的活塞桿的伸出端且與活塞桿螺紋連接，錘頭調(diào)整裝置4的作用是調(diào)整錘 頭5的入液深度；錘頭5的上端與錘頭調(diào)整裝置4鉸接，錘頭5安裝在電解槽機(jī)架的導(dǎo)管 中，錘頭5的作用是在壓殼氣缸3活塞桿的帶動(dòng)下，直接與高溫電解質(zhì)殼面接觸，并將殼面 打開，以便氧化鋁或氟化鹽加入電解槽；工作前，首先調(diào)整錘頭調(diào)整裝置4,將錘頭5的入液 深度調(diào)整合適（入夜深度IOmm左右）；工作時(shí)，控制柜1發(fā)出工作指令后，組合閥2將壓力 氣體輸送到壓殼氣缸3的無桿腔，推動(dòng)活塞桿帶動(dòng)錘頭5開始低壓（0. 2MPa)壓殼，如果殼 面被打開，傳感器發(fā)出訊號(hào)，錘頭5迅速返回后結(jié)束工作（有98%以上的殼面都可以在低壓 下被打開）；如果殼面較硬，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入高壓（〇.6MPa)狀態(tài)進(jìn)行壓殼，殼面在高壓下被壓 開后，傳感器發(fā)出訊號(hào)，錘頭5迅速返回后結(jié)束工作。
[0010] 以下為本發(fā)明的經(jīng)濟(jì)效益分析：
[0011] 1、延長(zhǎng)錘頭的使用壽命
[0012] 錘頭因?yàn)榻?jīng)常接觸高溫下的電解鋁液（960°C?1000°C )，普通壓殼系統(tǒng)的錘頭因 接觸鋁液深度深，時(shí)間長(zhǎng)，所以平均每個(gè)錘頭使用壽命只有3個(gè)月，每臺(tái)電解槽六個(gè)錘頭， 每臺(tái)電解槽每年可消耗錘頭24個(gè)，如果每個(gè)錘頭制造費(fèi)用為500元，那么每臺(tái)電解槽每年 消耗錘頭費(fèi)用500 X 24 = 12000元；一個(gè)400kA電解鋁車間一般有276臺(tái)電解槽，那么每年 每個(gè)電解車間消耗錘頭的費(fèi)用12000X276 = 3312000元=331. 2萬元。
[0013] 采用本發(fā)明后，錘頭的使用壽命至少為一年，一臺(tái)電解槽每年只消耗六個(gè)錘頭，那 么400kA電解鋁車間每年消耗錘頭的費(fèi)用只有500X6X276 = 828000元=82. 8萬元，每 年每個(gè)電解車間可節(jié)約錘頭費(fèi)用為331. 2-88. 8 = 248. 4萬元。
[0014] 2、降低陽(yáng)極效應(yīng)系數(shù)43%
[0015] 多數(shù)陽(yáng)極效應(yīng)的發(fā)生是因?yàn)橄铝喜粫扯l(fā)生的，以400kA電解槽為例，其電解槽 效應(yīng)電壓為25V，工作電壓為3. 9V，持續(xù)時(shí)間按3分鐘計(jì)，每發(fā)生一個(gè)效應(yīng)需要消耗電量為 422千瓦時(shí)，以往效應(yīng)系數(shù)平均每日每槽發(fā)生0. 07次，所消耗的電量為29. 54千瓦時(shí)，276 臺(tái)電解槽每天消耗的電量8153. 04千瓦時(shí)，如果電價(jià)按0. 5元/度計(jì)算，每天因陽(yáng)極效應(yīng)消 耗的電費(fèi)為4076. 52元，那么每年276臺(tái)電解槽耗用的電費(fèi)為1487929. 8元=148. 8萬元。
[0016] 采用本發(fā)明后，其陽(yáng)極效應(yīng)系數(shù)每臺(tái)每天只發(fā)生0. 04次，所消耗的電量為16. 88 千瓦時(shí)，276臺(tái)電解槽每天消耗的電量4658. 88千瓦時(shí)，耗用的費(fèi)用2329. 44元，那么每年 276臺(tái)電解槽因陽(yáng)極效應(yīng)所耗用的費(fèi)用850245. 6元=85萬元，則每年每個(gè)電解車間因減少 陽(yáng)極效應(yīng)節(jié)約的費(fèi)用為148. 8-85 = 63. 8萬元。
[0017] 3、節(jié)約效應(yīng)棒
[0018] 當(dāng)陽(yáng)極效應(yīng)發(fā)生時(shí)，需要使用效應(yīng)棒熄滅，熄滅一個(gè)效應(yīng)需要四根效應(yīng)棒，則每 天每臺(tái)槽所消耗的效應(yīng)棒〇. 07X4 = 0. 28根，276臺(tái)電解槽消耗的效應(yīng)棒77. 28根，每年 276臺(tái)電解槽消耗的效應(yīng)棒28207. 2根，如果效應(yīng)棒按3元/根，則以往每年消耗的效應(yīng)棒 的費(fèi)用84621. 6元。
[0019] 采用本發(fā)明后，其陽(yáng)極效應(yīng)系數(shù)每臺(tái)每天只發(fā)生0. 04次，則每年276臺(tái)電解槽所， 耗用的費(fèi)用12088. 8元，那么每年每個(gè)電解車間節(jié)約效應(yīng)棒的費(fèi)用是84621. 6-12088. 8 = 72532. 8 元=7. 25 萬元。
[0020] 4、節(jié)約人力
[0021] 由于電解車間采用了本專利后錘頭不粘包，錘頭使用壽命延長(zhǎng)了，清理錘頭的工 作量大大的減少，因此每個(gè)工區(qū)可減少員工8人，每個(gè)電解車間有六個(gè)工區(qū)，可減少員工 48人，按每個(gè)員工月工資3600元，則一個(gè)電解車間每年可節(jié)約人工費(fèi)3600X48X12 = 2073600 元=207. 36 萬元。
[0022] 5、節(jié)能
[0023] 目前國(guó)內(nèi)所有電解鋁廠的壓殼系統(tǒng)，無輪殼面軟硬，壓殼系統(tǒng)壓力均設(shè)定為 0. 6MPa，本發(fā)明解決了系統(tǒng)壓力設(shè)定不合理的問題。該系統(tǒng)可以自動(dòng)地判斷殼面的軟硬，并 根據(jù)殼面的軟硬采用不同的壓力打擊殼面。當(dāng)殼面較軟時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)低壓（〇.2MPa)壓殼 (有98%以上的殼面只用0.2MPa的壓力就可以將殼面打開）；如果殼面較硬，系統(tǒng)便自動(dòng) 進(jìn)入高壓（0. 6MPa)狀態(tài)壓殼。對(duì)于同一氣缸氣體，壓力為0. 2MPa的氣體所消耗的電量與 壓力為0. 6MPa的氣體所消耗的電量，顯然是不同的。
[0024] 現(xiàn)將本發(fā)明與普通壓殼系統(tǒng)所消耗的用氣量、用電量進(jìn)行比較，數(shù)據(jù)見下表（氣 缸均為 16〇/5〇_65〇)
[0025]
【主權(quán)項(xiàng)】
1.用于延長(zhǎng)錘頭壽命的節(jié)能型壓殼系統(tǒng)，其特征在于：包括控制柜（1)、組合閥（2)、壓 殼氣缸（3)、錘頭調(diào)整裝置（4)和錘頭（5)，組合閥（2)安裝在壓殼氣缸（3)的頂部，組合閥 (2)的入口與控制柜⑴各個(gè)閥的出口相連，組合閥⑵的兩個(gè)出口 A 口和B 口分別與壓 殼氣缸（3)的A 口和B 口相連，壓殼氣缸（3)安裝在電解槽機(jī)架上，錘頭調(diào)整裝置（4)安裝 在壓殼氣缸（3)的活塞桿的伸出端且與活塞桿螺紋連接，錘頭（5)的上端與錘頭調(diào)整裝置 (4)鉸接，錘頭（5)安裝在電解槽機(jī)架的導(dǎo)管中。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于延長(zhǎng)錘頭壽命的節(jié)能型壓殼系統(tǒng)，包括控制柜、組合閥、壓殼氣缸、錘頭調(diào)整裝置和錘頭，組合閥安裝在壓殼氣缸的頂部，組合閥的入口與控制柜各個(gè)閥的出口相連，組合閥的兩個(gè)出口A口和B口分別與壓殼氣缸的A口和B口相連，壓殼氣缸安裝在電解槽機(jī)架上，錘頭調(diào)整裝置安裝在壓殼氣缸的活塞桿的伸出端且與活塞桿螺紋連接，錘頭的上端與錘頭調(diào)整裝置鉸接，錘頭安裝在電解槽機(jī)架的導(dǎo)管中。本發(fā)明在電解鋁車間現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過一年的實(shí)驗(yàn)證明，實(shí)現(xiàn)了錘頭基本不粘包，錘頭基本無損壞，減少陽(yáng)極效應(yīng)，節(jié)能效果明顯，大大提高了錘頭的使用壽命，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了工作量，降低了成本。
【IPC分類】C25C3-14
【公開號(hào)】CN104611726
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410842102
【發(fā)明人】丁維力, 張久海
【申請(qǐng)人】大連維樂液壓制造有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2014年12月30日