CN103046079B - 一种用于铝电解槽的打壳控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种用于铝电解槽的打壳控制方法及装置，该装置包括打壳气缸、打壳杆、打壳锤头和槽控机，打壳气缸连接打壳杆一端，打壳杆另一端连接打壳锤头，还包括行程控制开关和风冷装置；行程控制开关安装在打壳气缸上，行程控制开关通过防磁控制电缆连接到槽控机；风冷装置是用于对打壳杆和打壳锤头进行风冷的装置。本发明通过改变打壳气缸行程来实现控制打壳锤头的打壳距离，避免打壳锤头伸入到铝电解槽内的铝液中，减少电解槽内铝液的污染和打壳装置的消耗；而且采用高热导率铁基材料制作打壳杆和打壳锤头，并进行风冷降温措施，可以迅速降低打壳杆与打壳锤头的工作温度，减少铝电解槽熔体高温对于打壳装置的消耗。

Description

一种用于铝电解槽的打壳控制方法及装置

技术领域

本发明涉及有色金属冶金铝电解技术领域，具体涉及一种用于铝电解槽的打壳控制方法及装置。

背景技术

在铝电解生产过程中，需要持续补充氧化铝粉末，由于电解槽熔体的表层有固态电解质形成硬壳，所以需要打穿该硬壳，使氧化铝粉可以通过打开的壳孔进入到电解槽熔体中。由于目前电解槽打壳装置的气缸行程为固定行程，所以在进行电解槽打壳动作时，电解槽打壳装置的打壳锤头行进的距离也为固定距离，但是电解槽内的熔体的高度会发生变化，当熔体高度大于预设高度时再进行打壳动作，易使打壳锤头直接进入到熔体中的铝液部分，致使污染铝液和腐蚀打壳锤头，造成原铝质量下降和生产成本的提高。

在铝电解生产过程中，打壳锤头在打壳过程中，需要浸泡在930℃-960℃的熔体中2-3秒，所以易造成打壳锤头温度迅速升高，并粘有电解质。如果锤头上的电解质不能冷却落下，锤头上的电解质会越来越多，俗称锤头“长包”。因此需要尽快将锤头的热量导出，使锤头冷却，保证电解质脱落，避免“长包”现象发生。

专利200410100442.x设计了一种铝电解槽打壳加料控制系统，该系统是在定容下料器和打壳气缸上加装电磁阀，利用生产工艺条件进行控制自动加料和打壳工作。但是，该设计只能在固定打壳行程下进行，不能解决打壳锤头进入铝液的问题。

专利200610050934.1设计了以符合GB/T8492—1987中的牌号ZG30Cr26Ni5或者ZG30Cr20Ni10钢为材质的打壳锤头；专利200910117260.6发明设计了以稀土高铬钢（C1.5—2.5%，Si0.5—1.5%，Mn0.2—1.5%，Cr25.0—35.0%，P和S﹤0.05%，混合稀土0.075%—0.1%）为材质的打壳锤头，这两种材质的共同特点是使打壳锤头具有较高的硬度和熔点，采用较高硬度和熔点的材质制作的打壳锤头可以适当提高打壳锤头的耐磨性和耐热性，但是以上所述材质的热导率均在20w/m.k左右，整体导热性能较差。在铝电解槽实际生产中，打壳锤头的损耗主要由于打壳锤头经常在高温熔体中浸泡，并且材质导热性能不佳，造成局部高温而被电解质腐蚀，所以应选择热导率较大的材质制作打壳锤头。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种用于铝电解槽的打壳控制方法及装置。

本发明的技术方案是：

一种用于铝电解槽的打壳装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤1：铝电解生产过程中的打壳动作之前，检测铝电解槽内电解质水平数据和铝水平数据，即电解槽内电解质层的高度数据和铝液层的高度数据；

步骤2：将电解质水平数据和铝水平数据送至槽控机；

步骤3：槽控机根据电解质水平数据和铝水平数据计算进行打壳时的打壳气缸的运行距离；

步骤4：槽控机根据计算出的打壳气缸的运行距离，控制打壳气缸运动，打壳过程中风冷装置实时对打壳杆和打壳锤头进行风冷降温；

步骤5：完成打壳操作，风冷装置停止工作。

上述用于铝电解槽的打壳控制方法所采用的打壳装置，包括打壳气缸、打壳杆、打壳锤头和槽控机，打壳气缸连接打壳杆一端，打壳杆另一端连接打壳锤头，还包括行程控制开关和风冷装置；

所述行程控制开关安装在打壳气缸上，行程控制开关通过防磁控制电缆连接到槽控机；

所述风冷装置是用于对打壳杆和打壳锤头进行风冷的装置。

所述行程控制开关是用于通过安装位置调节打壳气缸行程的装置，将打壳气缸行程调节为可控制的300~700mm。

所述打壳杆和打壳锤头采用在400℃以上的温度状态下的热导率大于30W/m·K铁基材料，包括铸铁、铸钢、锻件、结构钢、工具钢和特种钢。

所述风冷装置连接至打壳气缸的出气口或外接供气装置。

所述行程控制开关可以是磁性开关。

有益效果：

本发明可以通过改变打壳气缸行程来实现控制打壳锤头的打壳距离，避免打壳锤头伸入到铝电解槽内的铝液中，减少电解槽内铝液的污染和打壳装置的消耗；而且采用高热导率铁基材料制作打壳杆和打壳锤头，并进行风冷降温措施，可以迅速降低打壳杆与打壳锤头的工作温度，减少铝电解槽熔体高温对于打壳装置的消耗。本发明的用于铝电解槽打壳装置更适合实际生产，并减少维修、更换打壳锤头的工作量，降低生产、人工与投资成本。

附图说明

图1为本发明具体实施方式的用于铝电解槽的打壳装置结构示意图，其中，1-打壳气缸，2-打壳杆，3-打壳锤头，4-槽控机，5-防磁控制电缆，6-行程控制开关，7-风冷装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的具体实施做详细说明。

实施例1

一种用于铝电解槽的打壳装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤1：铝电解生产过程中的打壳动作之前，检测铝电解槽内电解质水平数据和铝水平数据，即电解槽内电解质层的高度数据和铝液层的高度数据；

步骤2：将电解质水平数据和铝水平数据送至槽控机；

步骤3：槽控机根据电解质水平数据和铝水平数据计算进行打壳时的打壳气缸的运行距离；

步骤4：槽控机根据计算出的打壳气缸的运行距离，控制打壳气缸运动，打壳过程中风冷装置实时对打壳杆和打壳锤头进行风冷降温；

步骤5：完成打壳操作，风冷装置停止工作。

如图1所示，本实施例所采用的用于铝电解槽的打壳装置，包括打壳气缸1、打壳杆2、打壳锤头3和槽控机4，打壳气缸1连接打壳杆2一端，打壳杆2另一端连接打壳锤头3，还包括行程控制开关6和风冷装置7；

行程控制开关6有三个，均安装在打壳气缸1上，三个行程控制开关的安装距离根据现场实际生产工艺进行调节，行程控制开关6通过防磁控制电缆5连接到槽控机4；

风冷装置7是用于对打壳杆2和打壳锤头3进行风冷降温的装置，风冷装置7连接至打壳气缸1的出气口。

行程控制开关6是用于通过安装位置调节打壳气缸1行程的装置，将打壳气缸1行程调节为可控制的300~700mm。

打壳杆2和打壳锤头3采用在400℃以上的温度状态下的热导率大于30W/m·K铁基材料，包括铸铁、铸钢、锻件、结构钢、工具钢和特种钢。

槽控机4型号为YFC-99，打壳气缸1采用型号为125/550的铝电解打壳气缸，行程控制开关6采用型号为CS1-U的磁性开关，当打壳气缸1运行至所需的磁性开关安装位置时，完成该次打壳动作并返回，以达到按照槽控机计算的运行行程进行打壳动作。

打壳杆2与打壳锤头3总体长为1600mm。

在某电解车间200kA铝电解槽系列（电解质温度950℃）安装本实施例的打壳装置，打壳锤头使用时间305天，基本无“长包”现象。

实施例2

本实施例的用于铝电解槽的打壳装置的控制方法，与实施例1相同。

本实施例的用于铝电解槽的打壳装置，包括打壳气缸1、打壳杆2、打壳锤头3和槽控机4，打壳气缸1连接打壳杆2一端，打壳杆2另一端连接打壳锤头3，还包括行程控制开关6和风冷装置7；

行程控制开关6有三个，均安装在打壳气缸1上，三个行程控制开关的安装距离根据现场实际生产工艺进行调节，行程控制开关6通过防磁控制电缆5连接到槽控机4；

风冷装置7是用于对打壳锤头3进行风冷降温的装置，风冷装置7外接供气装置。

行程控制开关6是用于通过安装位置调节打壳气缸1行程的装置，将打壳气缸1行程调节为可控制的300~700mm。

打壳杆2和打壳锤头3采用在400℃以上的温度状态下的热导率大于30W/m·K铁基材料，包括铸铁、铸钢、锻件、结构钢、工具钢和特种钢。

槽控机4型号为YFC-99；打壳气缸1采用型号为125/550的铝电解打壳气缸；行程控制开关6型号为LX1；打壳杆2与打壳锤头3总体长1790mm。

在某电解车间350kA铝电解槽系列（电解质温度945℃）安装该打壳装置，打壳锤头使用时间300天，基本无“长包”现象。

实施例3

本实施例的用于铝电解槽的打壳装置的控制方法，与实施例1相同。

本实施例的用于铝电解槽的打壳装置，包括打壳气缸1、打壳杆2、打壳锤头3和槽控机4，打壳气缸1连接打壳杆2一端，打壳杆2另一端连接打壳锤头3，还包括行程控制开关6和风冷装置7；

行程控制开关6有三个，均安装在打壳气缸1上，三个行程控制开关的安装距离根据现场实际生产工艺进行调节，行程控制开关6通过防磁控制电缆5连接到槽控机4；

风冷装置7是用于对打壳锤头3进行风冷降温7的装置，风冷装置7连接至打壳气缸1的出气口。

行程控制开关6是用于通过安装位置调节打壳气缸1行程的装置，将打壳气缸1行程调节为可控制的300~700mm。

打壳杆2和打壳锤头3采用在400℃以上的温度状态下的热导率大于30W/m·K铁基材料，包括铸铁、铸钢、锻件、结构钢、工具钢和特种钢。

槽控机4型号为YFC-99，打壳气缸1选用型号为125/550的铝电解打壳气缸，行程控制开关6选用型号为PC-X的可调气压开关，打壳杆2与打壳锤头3总体长1820mm。

在某电解车间400kA铝电解槽系列（电解质温度954℃）安装该打壳装置，打壳锤头使用时间310天，基本无“长包”现象。

Claims (4)

1.一种用于铝电解槽的打壳装置的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：铝电解生产过程中的打壳动作之前，检测铝电解槽内电解质水平数据和铝水平数据，即电解槽内电解质层的高度数据和铝液层的高度数据；

步骤2：将电解质水平数据和铝水平数据送至槽控机；

步骤3：槽控机根据电解质水平数据和铝水平数据计算进行打壳时的打壳气缸的运行距离；

步骤4：槽控机根据计算出的打壳气缸的运行距离，控制打壳气缸运动，利用通过安装位置调节打壳气缸行程的行程控制开关控制打壳锤头的运行距离，打壳过程中风冷装置实时对打壳杆和打壳锤头进行风冷降温；

步骤5：完成打壳操作，风冷装置停止工作。

2.采用权利要求1所述的用于铝电解槽的打壳装置的控制方法的打壳装置，包括打壳气缸、打壳杆、打壳锤头和槽控机，打壳气缸连接打壳杆一端，打壳杆另一端连接打壳锤头，其特征在于：还包括行程控制开关和风冷装置；

所述行程控制开关安装在打壳气缸上，行程控制开关通过防磁控制电缆连接到槽控机；

所述风冷装置是用于对打壳锤头进行风冷降温的装置；

所述行程控制开关是用于通过安装位置调节打壳气缸行程的装置；

所述行程控制开关将打壳气缸行程调节为可控制的300~700mm；

所述打壳杆和打壳锤头采用在400℃以上的温度状态下的热导率大于30W/m·K铁基材料。

3.根据权利要求2所述的用于铝电解槽的打壳装置，其特征在于：所述风冷装置连接至打壳气缸的出气口或外接供气装置。

4.根据权利要求2所述的用于铝电解槽的打壳装置，其特征在于：所述行程控制开关可以是磁性开关。