CN102527483A - 一种破碎氧化铝结壳块的开路生产线装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种破碎氧化铝结壳块的开路生产线装置和方法，使物料通过生产线一级破碎的加工，实现了入料粒度≤300mm，出料粒度≤1mm，达到了以往2到3级才能达到的标准出料粒度，提高了生产效率，减少了消耗，同时可使氧化铝结壳及时得到回收利用；减少了故障和维修，降低工人劳动强度，节约了时间与生产成本；是由机械部分和电气控制部分构成，机械部分由：破碎机，除铁器，输送机，原料仓，插板阀，振动给料机，粉磨机，锁风卸料阀，粗粉分离器，收尘器，除铁器，风机，成品仓构成；破碎氧化铝结壳块的方法，是由给料、粉磨、物料分离、气体的排放、物料储存依次进行。结构简单，方法简捷，使用方便，节能高效，安全环保。

Description

一种破碎氧化铝结壳块的开路生产线装置和方法

技术领域

本发明涉及破碎生产线的装置和方法，尤其是一种破碎氧化铝结壳块的开路生产线装置和方法。

背景技术

近年来，电解铝行业发展迅速，统计显示从2001年开始，国内电解铝的需求量以每年100万吨的速度增长；截至2003年底，电解铝生产能力达到834万吨；到2008年，电解铝生产能力已达到1250万吨。随着我国电解铝产量的快速增长，电解铝企业在生产中遗留的氧化铝结壳块也随之增多。然而国内氧化铝结壳块的破碎工艺研究开发现状仅局限于对其中的单个设备进行整改和提高，如目前对于磨机、分级机、除尘器等设备的研究非常多，但并未对整体设备及单个设备的相互匹配做进一步研究。据中国有色金属工业协会公布的信息，全国电解铝产能中约有12％采用落后的氧化铝结壳块处理工艺，目前，氧化铝结壳块综合回收再利用过程中，一般采用两种工艺方式：一种为多级破碎工艺，一种为雷蒙磨破碎工艺。

一、多级破碎工艺：采用两级破碎机对物料进行破碎，然后通过皮带输送至振动筛对物料进行分级，而后由输送设备输送至成品仓。但此工艺中设备故障率高，维修成本大，且破碎设备衬板不耐磨，从而使设备运转率降低。整个系统运行过程中物料扬尘较大，现场环境不能达到环保要求，工人劳动环境差。

二、雷蒙磨破碎工艺：采用雷蒙磨将氧化铝结壳块磨成粉料，然而存在着效率低、物料不好控制的问题，主要体现在1、氧化铝结壳块的硬度高时，雷蒙磨磨粉的速度太慢，而且雷蒙磨的自身磨损也严重；2、氧化铝结壳块的含水量大时，在雷蒙磨机内容易粘附，也容易在下料输送过程中堵塞，造成雷蒙磨生产能力减小；3、当对氧化铝结壳块磨粉细度要求高时，则雷蒙磨磨粉能力小；4、氧化铝结壳块磨粉前掺杂有细粉时，需提前过一次筛；否则这些细粉容易在雷蒙磨粉机内粘附影响磨成料的输送；5、雷蒙磨机自身构造，锤头、鄂板的耐磨性一定程度上决定了雷蒙磨机的磨粉能力，因此很难适应大工业的发展要求。

依上所述，由于电解铝企业普遍采用落后的氧化铝结壳块的处理工艺，上述方法加工效率低下、设备故障率高、自动化程度低，设备维护和检修工作量大、工人劳动强度高、且电解车间环境受到破坏等影响大工业生产的因素；致使氧化铝结壳块的产出量远高于回收量，形成大量积压，造成氧化铝结壳块的运输及仓储成本、破碎加工成本以及所用设备的维护成本极高，因此急需一种适用于大工业化生产的氧化铝结壳块破碎工艺及其生产线。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种破碎氧化铝结壳块的开路生产线装置和方法，使物料通过生产线一级破碎的加工，实现了入料粒度≤300mm，出料粒度≤1mm，达到了以往2到3级才能达到的标准出料粒度，提高了生产效率，减少了消耗，同时可使氧化铝结壳及时得到回收利用；减少了故障和维修，降低工人劳动强度，节约了时间与生产成本。

本发明为了实现上述目的，采用如下的技术方案：一种破碎氧化铝结壳块的开路生产线装置，是由机械部分和电气控制部分构成，所述的机械部分是由：破碎机，除铁器，输送机，原料仓，插板阀，振动给料机，粉磨机，锁风卸料阀，粗粉分离器，收尘器，除铁器，风机，成品仓构成；破碎机的下方装置输送机，输送机与破碎机之间通过管道装置第一除铁器，输送机一端的下方装置原料仓，原料仓的下方装置振动给料机，振动给料机与原料仓之间通过管道装置插板阀；

振动给料机一端的下方连接粉磨机，粉磨机一侧的上方通过管道装置粗粉分离器，粗粉分离器与粉磨机的进料口之间通过管道装置锁风卸料阀；

粗粉分离器上方的一侧通过管道连接收尘器，收尘器的一侧通过管道连接风机；

收尘器的下方通过管道连接斗型的成品仓，成品仓与收尘器之间的管道上装置第二除铁器。

所述的粉磨机的端盖内侧通过螺栓连接带凸起的端盖衬板，所述粉磨机的筒体内侧通过螺栓连接设有提升块的筒体衬板。

所述的粗粉分离器的定子由定子轴和定子叶片组成；定子叶片沿定子轴切向方向设置在定子轴上，且定子轴上轴端伸出外部壳体。

所述的成品仓下加装有金属分离机。

所述的电气控制部分包括工控机、PLC、变频调速系统、声光报警显示系统及传感系统；所述工控机的输出端通过通信线设置PLC，PLC输出信号通过通信线设置变频调速系统，实现机械设备的动作，变频调速系统输出端通过通信线并列设置粉磨机电机、风机电机。PLC输出信号通过通信线设置声光报警显示系统，实现设备故障报警；传感系统反馈信号将机械设备的运行信号通过通信线设置到PLC，PLC传输信号给工控机并通过工控机在线显示设备运行情况，操作人员在工控机上的操作信息通过通信线传输给PLC。

所述的变频调速系统由设置在粉磨机电机、风机电机上的变频器组成。

所述的传感系统是由设置在粉磨机主轴承轴瓦上的温度传感器、设置在管道间的压力传感器构成。

一种破碎氧化铝结壳块的开路生产线方法，是由下列步骤依次进行：

(a)、给料：

氧化铝结壳块“以下简称物料”由原料仓经过插板阀进入振动给料机，再从振动给料机输送到粉磨机；

(b)、粉磨：

物料在粉磨机作用下粉磨：粉磨机内固定有提升条的筒体衬板将物料提升到一定高度，使物料按泻落状态滚落，物料相互冲击磨削而粉碎；且端盖衬板上的凸起设置，使物料碰撞后发生往返弹跳，从而混匀物料，有效防止偏析现象的产生，提高破磨效果的同时也延长了设备易损件的使用寿命；

(c)、物料分离：

粉磨后的物料在风机的作用下，通过输料管传输到粗粉分离器，物料在粗粉分离器的定子作用下均匀的进入其出料口内壁和定子内圈形成的同心环状区域——主分级区内，在此区域内，在风机风力带动下，物料直接冲击到粗粉分离器的出料口内壁上，使物料的运动速度减小，由于大颗粒物料的重力大于带动其运动的动力，所以在其自身重力的作用下自然滑落，通过返料管重新返回到粉磨机进行粉磨；小颗粒物料的重力小于带动其运动的动力，所以在风的带动下通过粗粉分离器的出料口进入袋式收尘器，由其对物料进行收集；

(d)、气体的排放：

经过袋式收尘器分离的气体，在风机的带动下直接排入大气；

(e)、物料储存：

袋式收尘器收集下的成品物料通过除铁器后，由管道进入成品仓进行储存。

本发明的PLC控制系统的工作原理是对下述四个部分的控制：

A、电机的变频调速控制及显示；根据生产工艺，在PLC中对粉磨机电机、风机电机编写不同的转速指令，经PLC处理后一方面传输给工控机在其界面上显示参考，另一方面输出指令给置于上述电机上的变频器，变频器就会得到不同的频率输出，被变频驱动的电机会按照预定速度启动。其中粉磨机的速度调整可根据所进物料块的大小而进行，以满足不同物料破碎需求；其中可通过调节风机的电机速度来调节整个工艺生产线的风量和风压，以满足不同粒度要求和生产产量要求。

B、润滑系统的控制及显示，润滑系统油压、油温、油位、流量信号全部送入PLC，监控其工作状态，并传输给工控机显示其数值大小，保障润滑系统能够正常向粉磨机轴承轴瓦提供润滑，当出现异常时PLC输出信号至声光报警显示系统，使其动作并报警提醒工作人员。

C、粉磨机主轴承轴瓦温度控制及显示，主轴承轴瓦温度是粉磨机工作状态好坏的一个重要指标，利用温度传感器来采集粉磨机主轴承轴瓦温度，并把所采集到的信息传给PLC处理，处理后的信息一方面传输给工控机显示，另一方面输出给声光报警显示系统，主轴承轴瓦温度高时自动报警。

D、管道阀门风压控制，利用压力传感器来采集管道压力，并把所采信息传给PLC处理，处理后一方面传输给工控机作为显示参考，另一方面根据工艺设置值发送阀门开度变化指令给执行器来调节管道压力。压力值，即风量控制对成品颗粒在粉磨机、粗粉分离器之间是否再循环也有一定的调节作用。

本发明的有益效果是：结构简单，方法简捷，使用方便，节能高效，安全环保，体现如下：

1、物料通过生产线一级破碎加工的方法，比现有的多级破碎少个2-3个破碎设备和输送设备，实现了入料粒度≤300mm，出料粒度≤1mm，达到了以往2到3级才能达到的标准出料粒度，提高了生产效率，减少了消耗，同时可使氧化铝结壳及时得到回收利用。

2、通过电气控制系统实时监控氧化铝结壳块破碎生产线的运行情况，并通过破碎生产线反馈回的现场设备运行信号进行运算调整，控制系统形成了闭环控制，保证了整个破碎生产线高效、自动化运转。

3、加工的方法中采用收尘设备，对系统中的各个扬尘点进行收尘，既改善了工人的工作环境又达到了国家环保要求。

4、加工的方法中设有压力监测点及温度监测点，从而能更好的掌握系统的运行情况，对出现的问题及时排除。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明的总装结构示意图；

图2是本发明的电气控制系统原理图；

图1中：破碎机1，除铁器2，输送机3，原料仓4，插板阀5，振动给料机6，粉磨机7，锁风卸料阀8，粗粉分离器9，收尘器10，除铁器11，风机12，成品仓13。

具体实施方式：

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

如图所示，所述的机械部分是由：破碎机1，除铁器2，输送机3，原料仓4，插板阀5，振动给料机6，粉磨机7，锁风卸料阀8，粗粉分离器9，收尘器10，除铁器11，风机12，成品仓13构成；破碎机1的下方装置输送机3，输送机3与破碎机1之间通过管道装置第一除铁器2，输送机3一端的下方装置原料仓4，原料仓4的下方装置振动给料机6，振动给料机6与原料仓4之间通过管道装置插板阀5；

振动给料机6一端的下方连接粉磨机7，粉磨机7一侧的上方通过管道装置粗粉分离器9，粗粉分离器9与粉磨机7的进料口之间通过管道装置锁风卸料阀8；

粗粉分离器9上方的一侧通过管道连接收尘器10，收尘器10的一侧通过管道连接风机12；

收尘器10的下方通过管道连接斗型的成品仓13，成品仓13与收尘器10之间的管道上装置第二除铁器11。

所述的粉磨机7的端盖内侧通过螺栓连接带凸起的端盖衬板，所述粉磨机7的筒体内侧通过螺栓连接设有提升块的筒体衬板。

所述的粗粉分离器9的定子由定子轴和定子叶片组成；定子叶片沿定子轴切向方向设置在定子轴上，且定子轴上轴端伸出外部壳体。

所述的成品仓13下加装有金属分离机。

所述的电气控制部分包括工控机、PLC、变频调速系统、声光报警显示系统及传感系统；所述工控机的输出端通过通信线设置PLC，PLC输出信号通过通信线设置变频调速系统，实现机械设备的动作，变频调速系统输出端通过通信线并列设置粉磨机电机、风机电机。PLC输出信号通过通信线设置声光报警显示系统，实现设备故障报警；传感系统反馈信号将机械设备的运行信号通过通信线设置到PLC，PLC传输信号给工控机并通过工控机在线显示设备运行情况，操作人员在工控机上的操作信息通过通信线传输给PLC。

所述的变频调速系统由设置在粉磨机7电机、风机12电机上的变频器组成。

所述的传感系统是由设置在粉磨机7主轴承轴瓦上的温度传感器、设置在管道间的压力传感器构成。

一种破碎氧化铝结壳块的开路生产线方法，是由下列步骤依次进行：

(a)、给料：

氧化铝结壳块“以下简称物料”由原料仓4经过插板阀5进入振动给料机6，再从振动给料机6输送到粉磨机7；

(b)、粉磨：

物料在粉磨机7作用下粉磨：粉磨机7内固定有提升条的筒体衬板将物料提升到一定高度，使物料按泻落状态滚落，物料相互冲击磨削而粉碎；且端盖衬板上的凸起设置，使物料碰撞后发生往返弹跳，从而混匀物料，有效防止偏析现象的产生，提高破磨效果的同时也延长了设备易损件的使用寿命；

(c)、物料分离：

粉磨后的物料在风机12的作用下，通过输料管传输到粗粉分离器9，物料在粗粉分离器9的定子作用下均匀的进入其出料口内壁和定子内圈形成的同心环状区域——主分级区内，在此区域内，在风机12风力带动下，物料直接冲击到粗粉分离器9的出料口内壁上，使物料的运动速度减小，由于大颗粒物料的重力大于带动其运动的动力，所以在其自身重力的作用下自然滑落，通过返料管重新返回到粉磨机7进行粉磨；小颗粒物料的重力小于带动其运动的动力，所以在风的带动下通过粗粉分离器9的出料口进入袋式收尘器10，由其对物料进行收集；

(d)、气体的排放：

经过袋式收尘器10分离的气体，在风机12的带动下直接排入大气；

(e)、物料储存：

袋式收尘器10收集下的成品物料通过除铁器11后，由管道进入成品仓13进行储存。

Claims (8)

1.一种破碎氧化铝结壳块的开路生产线装置，是由机械部分和电气控制部分构成，其特征在于：所述的机械部分是由：破碎机(1)，除铁器(2)，输送机(3)，原料仓(4)，插板阀(5)，振动给料机(6)，粉磨机(7)，锁风卸料阀(8)，粗粉分离器(9)，收尘器(10)，除铁器(11)，风机(12)，成品仓(13)构成；破碎机(1)的下方装置输送机(3)，输送机(3)与破碎机(1)之间通过管道装置第一除铁器(2)，输送机(3)一端的下方装置原料仓(4)，原料仓(4)的下方装置振动给料机(6)，振动给料机(6)与原料仓(4)之间通过管道装置插板阀(5)；

振动给料机(6)一端的下方连接粉磨机(7)，粉磨机(7)一侧的上方通过管道装置粗粉分离器(9)，粗粉分离器(9)与粉磨机(7)的进料口之间通过管道装置锁风卸料阀(8)；

粗粉分离器(9)上方的一侧通过管道连接收尘器(10)，收尘器(10)的一侧通过管道连接风机(12)；

收尘器(10)的下方通过管道连接斗型的成品仓(13)，成品仓(13)与收尘器(10)之间的管道上装置第二除铁器(11)。

2.根据权利要求1所述的一种破碎氧化铝结壳块的开路生产线装置，其特征在于：所述的粉磨机(7)的端盖内侧通过螺栓连接带凸起的端盖衬板，所述粉磨机(7)的筒体内侧通过螺栓连接设有提升块的筒体衬板。

3.根据权利要求1所述的一种破碎氧化铝结壳块的开路生产线装置，其特征在于：所述的粗粉分离器(9)的定子由定子轴和定子叶片组成；定子叶片沿定子轴切向方向设置在定子轴上，且定子轴上轴端伸出外部壳体。

4.根据权利要求1所述的一种破碎氧化铝结壳块的开路生产线装置，其特征在于：所述的成品仓(13)下加装有金属分离机。

5.根据权利要求1所述的一种破碎氧化铝结壳块的开路生产线装置，其特征在于：所述的电气控制部分包括工控机、PLC、变频调速系统、声光报警显示系统及传感系统；所述工控机的输出端通过通信线设置PLC，PLC输出信号通过通信线设置变频调速系统，实现机械设备的动作，变频调速系统输出端通过通信线并列设置粉磨机电机、风机电机。PLC输出信号通过通信线设置声光报警显示系统，实现设备故障报警；传感系统反馈信号将机械设备的运行信号通过通信线设置到PLC，PLC传输信号给工控机并通过工控机在线显示设备运行情况，操作人员在工控机上的操作信息通过通信线传输给PLC。

6.根据权利要求1、5所述的一种破碎氧化铝结壳块的开路生产线装置，其特征在于：所述的变频调速系统由设置在粉磨机(7)电机、风机(12)电机上的变频器组成。

7.根据权利要求1、5所述的一种破碎氧化铝结壳块的开路生产线装置，其特征在于：所述的传感系统是由设置在粉磨机(7)主轴承轴瓦上的温度传感器、设置在管道间的压力传感器构成。

8.一种破碎氧化铝结壳块的开路生产线方法，其特征在于：是由下列步骤依次进行：

(a)、给料：

氧化铝结壳块“以下简称物料”由原料仓(4)经过插板阀(5)进入振动给料机(6)，再从振动给料机(6)输送到粉磨机(7)；

(b)、粉磨：

物料在粉磨机(7)作用下粉磨：粉磨机(7)内固定有提升条的筒体衬板将物料提升到一定高度，使物料按泻落状态滚落，物料相互冲击磨削而粉碎；且端盖衬板上的凸起设置，使物料碰撞后发生往返弹跳，从而混匀物料，有效防止偏析现象的产生，提高破磨效果的同时也延长了设备易损件的使用寿命；

(c)、物料分离：

粉磨后的物料在风机(12)的作用下，通过输料管传输到粗粉分离器(9)，物料在粗粉分离器(9)的定子作用下均匀的进入其出料口内壁和定子内圈形成的同心环状区域——主分级区内，在此区域内，在风机(12)风力带动下，物料直接冲击到粗粉分离器(9)的出料口内壁上，使物料的运动速度减小，由于大颗粒物料的重力大于带动其运动的动力，所以在其自身重力的作用下自然滑落，通过返料管重新返回到粉磨机(7)进行粉磨；小颗粒物料的重力小于带动其运动的动力，所以在风的带动下通过粗粉分离器(9)的出料口进入袋式收尘器(10)，由其对物料进行收集；

(d)、气体的排放：

经过袋式收尘器(10)分离的气体，在风机(12)的带动下直接排入大气；

(e)、物料储存：

袋式收尘器(10)收集下的成品物料通过除铁器(11)后，由管道进入成品仓(13)进行储存。

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