第一篇：鋁電解多功能天車的技術改進措施2

鋁電解多功能天車的技術改進措施

0.前言

某鋁廠是河南神火集團一所集電解鋁、鋁加工于一體的綜合性現(xiàn)代化工廠及主要骨干企業(yè)，擁有52萬噸/年電解鋁產(chǎn)能，槽型為比較先進的350KA和400KA大型預焙電解槽，擔負著集團三分之一的電解鋁產(chǎn)能。共配置大型機電設備設備近700臺，其中多功能天車（24臺）是最為關鍵的設備之一。工程技術人員結合投產(chǎn)近10年來多功能天車的運行情況，為發(fā)揮其在安全生產(chǎn)管理中的“龍頭”作用，在其實用性、安全性、可靠性上下了大量工夫，嘗試多種方法，不斷進行技術改進，最終完善了設備性能，較好的服務于安全生產(chǎn)。1.絕緣在線監(jiān)測裝置的開發(fā)

電解多功能天車在正常作業(yè)中必須經(jīng)常接觸電解槽陽極母線，天車工具部分在與電解槽陽極母線接觸中，接觸部位與天車大梁之間需要承受最高為DC1500 ～2000V的電壓。由于電解廠房環(huán)境為強導電粉塵、強磁場環(huán)境，如果設備絕緣性能下降，而又未及時發(fā)現(xiàn)，與母線接觸的設備與天車大梁間就有可能形成直流對地短路電流，由于 電解生產(chǎn)的大電流能量巨大，瞬間短路會將回路中所有連接設備燒毀，形成可怕的直流接地事故。因此，天車設備絕緣要求設備間絕緣 電阻必須大于1MΩ，目前對設備絕緣電阻的監(jiān)測大多采用人工定期循檢的方法，并不能保證及時發(fā)現(xiàn)設備絕緣問題，很顯然對于電解多功能天車設備絕緣實現(xiàn)在線監(jiān)測很有必要。電解多功能天車總共有 16個位置需要進行絕緣監(jiān)測,絕緣電阻不能低于1MΩ。當設備絕緣電

阻低于1MΩ時，必須對天車發(fā)出報警，避免絕緣進一步下降對天車造成損壞。

開發(fā)的絕緣在線監(jiān)測裝置，設計了良好的人機界面，可以實時監(jiān)測多功能天車16回路設備絕緣電阻，并可根據(jù)現(xiàn)場需要，任意整定所需監(jiān)測回路數(shù)。對各個回路絕緣電阻報警值、故障動作值可單獨設定，設定范圍從100 kΩ到9MΩ，實現(xiàn)16回路絕緣電阻實時測量顯示，故障自動監(jiān)測、記憶。在發(fā)生設備絕緣故障時，可通過裝置控制節(jié)點自動切斷天車相應的執(zhí)行回路，最大限度地保證多功能天車設備及操作人員的人身安全?！霸O備絕緣在線監(jiān)測裝置”具有“循檢”和“定點”兩種工作模式，能連續(xù)地跟蹤監(jiān)測“故障通道”，方便對故障通道的定位和處理，同時裝置具有“事故追憶”功能，對發(fā)生的設備絕緣報警、故障動作自動記憶，檢修人員可通過“查詢”按鍵來查詢動作通道號、動作時刻及動作時絕緣電阻值，為事后故障分析提供依據(jù)。

2.無線遙控技術的應用

在冶金行業(yè)中，多功能天車在起吊大型設備、運輸備件和設備檢修等工作中起著關鍵的作用，且起重作業(yè)十分頻繁；因此 ,對其安全性、可靠性均要求很高。又由于廠房內溫度高、粉塵大，起重機操作人員的作業(yè)環(huán)境惡劣。在起吊物件時，駕駛室操作受視野所限需有地面操作人員配合。操作人員與檢修人員的聯(lián)絡十分困難，這既增大了安全隱患，又使工作效率大大降低，迫切需要改進。

遙控操作具有設備輕巧，操作響應迅速，靈敏可靠，視野開闊，而且操作人員可以選擇最佳視覺位置實施操作，消除了以往由于視線不清，環(huán)境惡劣或指揮配合不當?shù)纫蛩卦斐傻氖鹿孰[患，即保證了安全操作又大幅度提高了生產(chǎn)效率。

無線遙控改造主要包括發(fā)射器系統(tǒng)、接收器系統(tǒng)、中間繼電器柜 3 部分。在不改變操作人員的工作習慣和使用靈活方便的情況下，該廠選用HBC公司型號為FST722M4Spectrun 的雙搖桿式遙控系統(tǒng)，該系統(tǒng)為24點控制點輸出，萬向遙桿最多4擋。其控制原理為：首先遙控發(fā)射系統(tǒng)模擬駕駛室控制器(聯(lián)動臺或凸輪控制器)的控制信號；再通過遙控接收系統(tǒng)的內部繼電器輸出點控制中間繼電器柜的工作，模擬駕駛室的控制；最后將外部中間繼電器的觸點根據(jù)工藝要求和聯(lián)鎖關系并接或串接入原起重機的控制線路中。保證地面操作人員能在作業(yè)平臺上與起重機司機的操作一致。設置遙控和操控的轉換功能，使二者互鎖，這樣即使在無線遙控出現(xiàn)故障時，也可通過開關切換起重機控制方式。這樣既不改變起重機原控制系統(tǒng)的工作特性和保護方式及電氣線路，又可保證其在遙控和操控2種控制方式上都達到高可靠性，高安全性。3.工業(yè)冷風機的使用

由于電解工藝特性使然，電解廠房內溫度高，工作時位于電解槽上方的天車始終處于高溫煙氣環(huán)境，夏天尤甚，天車橫梁上的簡易配電室和保留駕駛室操作的駕駛室必須配置空調。該廠初期配置的均為民用空調，空調制冷系統(tǒng)經(jīng)常達不到應有效果，輕則設備不能正常運行，降低工作效率，重則可能釀成人身或設備安全事故的發(fā)生。為杜

絕上述情況的屢次發(fā)生，后期更新?lián)Q代了工業(yè)冷風機。

冷風機結構為一體式，所有部件均安裝在一箱形殼體內，但分為兩個腔，壓縮、冷凝、儲液在上腔，蒸發(fā)、膨脹閥在下腔。兩腔僅有管道連通，中間有隔熱層，避免制冷效率降低。

冷風機工作原理，當液體蒸發(fā)為氣體時，具有吸收周圍物體熱量的“蒸發(fā)吸熱”性質，空調制冷原理就是這一性質的應用。為了環(huán)保要求，采用了無氟制冷劑R134a，制冷過程如下：a、壓縮機將經(jīng)過壓縮的高溫高壓制冷劑氣體送入冷凝器中；b、進入冷凝器的制冷劑氣體被冷卻，變成液體，并貯存于儲液罐中；c、制冷劑液體經(jīng)過膨脹閥毛細管，節(jié)流降壓成易于蒸發(fā)的液體進入蒸發(fā)器；d、進入蒸發(fā)器的低溫低壓制冷劑液體，吸取周圍空氣中的熱量變成氣體，再進入壓縮機。以上四個過程如此不斷循環(huán)反復，即達到制冷之目的。4.撈渣裝置的添加

該廠電解槽陽極部分有24組雙陽極組成，每組陽極所占空間位置大，單臺電解槽每天需要更換1組陽極。在電解正常生產(chǎn)和換極過程中，有大量的殘極塊掉入到電解液內，人工難以除凈，并且人工除渣對人身安全有較大的影響。

在結構設計上，將抓斗安裝在遠離操作室的一側，均不影響駕駛室或地面遙控操作者觀察的視線。整個撈渣裝置采用開合式抓斗結構，借助原機組空壓機氣源，以氣缸為動力帶動連桿機構實現(xiàn)抓斗的開合動作過程，具體動作方向與電解槽橫向平行，最大開合后兩斗相距約700cm，在抓斗合攏過程中配合蠕動動作以加大電解質殘渣的收

集量，在抓斗卸料過程中配合氣動振打動作，促進電解質殘渣與抓斗壁的分離；抓斗垂直方向運行采用液壓伸縮臂式結構，即工作時伸出工作臂（液壓桿）到工作位置，工作結束時收回工作臂到正常停放位置，對應在最大行程極限位置（一般為工作位置）設置鋼性限位，在電解多功能天車停運或進行其他工作時，抓斗提升至最高點，靠液壓自動閉鎖。

電解液中落入的殘極塊經(jīng)撈渣機打撈后，電解液內大小殘極塊可大大減少，甚至徹底撈出，新極便可直接入槽。較之以前，1）人身安全得到了保證；2）減輕了工人勞動強度；3）人員上相對減少128人，減少工資192萬元。4）大大提高原鋁質量，經(jīng)濟效益較為可觀。5.其它技術改進措施

該廠從2003年開始使用鋁電解多功能天車，在使用過程中，結合設備運行的實際情況，刻苦鉆研，認真摸索，對電解多功能天車還進行了以下技術改進：

1、電解多功能天車的關鍵部位進行必要的磁防護，有效避免靜電對操作者、維修人員帶來安全隱患，多功能天車具備安全消除靜電措施；

2、改進車輪軸承座的材料，有效減少磁場對運行機構的影響，提高運行機構的安全可靠性；

3、改進打殼機構打殼頭的安裝，提高打殼機的穩(wěn)定性和緊固件的使用壽命；改進打殼機構打擊頭氣管的安裝方式，有效避免側出氣管易磨損、碰撞、折斷的現(xiàn)象；改進打殼構固定機架的結，提高其結

構強度；

4、改進陽極夾具夾頭，使其定位更準確，保證夾具的開閉的同步性；改進陽極夾釘?shù)牟牧?，提高夾釘?shù)臋C械性能和使用壽命；增加擰頭架部件的絕緣設計，提高絕緣保護性能；改進陽極擰頭部件連接件的設計，提高擰頭與小盒卡具對位的精確性；

5、車輪組、滑輪、卷筒的潤滑采用集中自動潤滑系統(tǒng)，提高工作效率，并在潤滑系統(tǒng)易被踩踏的位置增加防護罩；

6、C型軌滑車供電和工字鋼滑車供電增加電纜布套保護，有效避免電纜掛斷的現(xiàn)象；

7、改進打殼回正限位、下料管下下限位、料管零位限位為行程開關，有效減少磁場對開關的影響； 6.結束語

多功能天車通過上述措施的完善，填補了諸多國內空白，設備性能得到了廣泛認可，技術水平已達到國內先進水平，尤其是新結構的應用以及新功能的開發(fā)，不但可以提高電解鋁的年產(chǎn)量，為電解鋁行業(yè)提供有力的支持，為進一步推進鋁電解設備的科技創(chuàng)新，增強競爭力，實現(xiàn)高可靠性、高運轉率、減輕操作工人勞動強度，適應目前制鋁設備發(fā)展方向都具有十分重要的意義。

參考文獻：

<<鋁電解新技術主要技術參數(shù)主要設備>>邱竹賢主編 冶金工業(yè)出版社

<<高等學校試用教材-鋁電解 >>東北工學院編 冶金工業(yè)出版社

<<電解鋁生產(chǎn)新技術新工藝與設備運行管理、維護維修實用手冊>> 北方工

業(yè)出版社

<<電解鋁生產(chǎn)工藝與設備>> 王捷主編

冶金工業(yè)出版社

作者通聯(lián)：李國林，1980.2出生，機械工程師、鋁電解技師，主要從事電解鋁生產(chǎn)技術和機電設備管理。河南省永城高莊鎮(zhèn)神火工業(yè)園電解鋁廠 guolin-shenhuo@163.com ***

第二篇：鋁電解多功能天車基礎知識

鋁電解多功能天車基礎知識

鋁電解天車又稱鋁電解多功能機組，其英文名為product tending machine，簡稱PTM，它是現(xiàn)代預焙陽極鋁電解生產(chǎn)的關鍵設備，適用預焙陽極鋁電解工藝生產(chǎn)，能滿足鋁電解車間高熔鹽、大電流、強磁場、多粉塵HF煙氣的工作環(huán)境，下面就鋁電解多功能機組的相關知識做一簡單介紹： s+ A9 |-d9 u' F4 h Q, G& s8 d“ c2 Z” p5 a-Y

一、鋁電解多功能機組的發(fā)展 0 y% v3 P H$ v8 x/ V-z9 [.[9 u)Z, @+ |* e 目前國內鋁行業(yè)發(fā)展如雨后春筍般突飛猛進，老企業(yè)也不斷地改造擴大產(chǎn)能，特別是大型預焙電解槽的出現(xiàn)，對鋁電解多功能機組的要求也越來越高，各企業(yè)都視先進的設備為第一生產(chǎn)力，作為企業(yè)發(fā)展競爭的首要優(yōu)勢。

% I7 c V+ m, O7 t G;N(t2 h(f , ]+ `<一>、鋁電解多功能機組的分類 “ p1 q' q/ n& ^' F-T

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預焙槽在電解車間的配置方式有橫向配置和縱向配置兩種，預焙槽按進電方式可分為兩點進電槽和大面多點進電槽。合理設計的多點進電槽具有較好的三場分布，生產(chǎn)指標好，因而得到了廣泛應用。目前，橫向配置多用于新建鋁廠；縱向配置國外多見。

(W1 B2 k3 N)g, x8 a$ J ' F1 y2 ~$ B.O: a根據(jù)工藝配置和電解槽進電方式的需要，鋁電解多功能機組可分成電解多功能機組和地面小車兩大類。4 V: $ V3 ]4 l;T1 E, k

# }.q9 }: m4 U& d:Q J t電解多功能機組按功能的配備可分為全功能電解多功能機組和簡易電解天車兩大類，其區(qū)別主要在于前者具有全自動更換陽極裝置和自己配備有打殼動力源，而后者只有陽極提升、下降機構，同時兼作出鋁用。1 8 i6 ?* u9 `(k8 I” {/ v# n 5 I+ x T(p D7 f$ _6w/ `鋁電解多功能機組按操縱方式可分為駕駛室操縱機組和遙控機組兩種形式。駕駛室操縱機組按駕駛室及工具的配置位置又有高位機組和低位機組之分。

& F!T5 Z.n2 ?8 F$ E6 j(K, / i/ n.k9 q;?% ?

地面小車有：打殼換極車、加料車、出鋁車等。7 I' U7 v7 J+ g& @5 E# l “ p# [;L” z: P2 N<二>、鋁電解多功能機組的技術現(xiàn)狀 X“ O6 ?6 G-H

: j% ^% m$ K)n-a# t: G+ A目前鋁電解多功能機組普遍采用了起重機械和工程技術、液氣壓傳動技術、電子技術和最新的科研成果。s% ]” X# G8 Y7 ~% {!D5 V/ t& M6` A8 ]6 k# ], j

電解多功能機組普遍采用橋式起重機的橋架作為機組機構，在橋架上配置有多個工具機構的工具小車、出鋁小車、電葫蘆等。)L& X& R6 e8 R5 C)f+ p)d3 w.R$e;M: M!W0 [.F（1）行走傳動系統(tǒng)電解多功能機組國內是從80年代初引 的法國ecl低位機組，采用的是多極電機或電阻調速。第一批國產(chǎn)的低位機組用于包頭鋁廠和青海鋁廠的行走傳動系統(tǒng)為立式齒輪減速機，雙齒輪聯(lián)軸器結構，主要缺點在于減速機易漏油、同心度差、對端梁的破壞性大等。90年代貴州鋁廠將該結構的傳動方式改為平面二包蝸輪蝸桿傳動，減速機輸出軸與車輪軸，輸入軸與電機軸為整體結構，取消了聯(lián)軸器，同心度較高。90年代末期至今引進或國內新制作的傳動系統(tǒng)大部分設計、制造廠家均傾向于選擇進口減速機（三合一），均采用變頻調速。

# y1 i-`+ D3 w(A-P N0 l.V1 D7 [（2）主小車主小車主要功能：打殼和覆蓋氧化鋁，更換陽極。主小車可分為低位和高位兩種。低位機組主要用于兩端進電電解槽，為了便于供電和供氣安裝有滑環(huán)裝置，該處故障率較高，隨著電解槽的發(fā)展，此種車型生產(chǎn)的越來越少。高位機組主要用于多點進電電解槽，打殼機構和下料機構為可伸縮，取消了滑環(huán)裝置，回轉可在270°之內任意旋轉。9 d8 ~1 M!Q7 n% Y'f3 ~ : w!S/ T3 d E0 b

（3）出鋁小車目前國內出鋁小車有兩種：一種為單獨小車結構，另一種為工具小車結構，即提升機構位于工具小車上，前者較多，后者主要位于簡易高位天車上。單獨出鋁小車又有兩種構造方式，一種為硬鉤型式，即提升機構在一固定導向框架內升降，受導向框架限制提升高度有限，應用功能較為單一，但吊運物品時無擺動。另一種為軟鉤型式，在大車大梁底部以下無導向框架，只在大梁底部稍上位置設有導向機構，大車高速運行之前，將吊運物品提升至該位置，可防止擺動。由于提升高度較高，除用于出鋁外，還可用于吊運其它物品，應用范圍較硬鉤廣泛。$ d)R4 z9 k(]

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（4）氣源供給90年代以前因受國內空壓機質量影響，國內天車大部分氣源由廠房內壓縮空氣提供，缺點在于運用時必須懸掛風管，使用時不方便。90年代后英格索蘭公司進入中國市場，隨即英格索蘭空壓機在電解天車上普遍運用。從近10年使用情況來看效果較好，但因受電解廠房環(huán)境因素制約，使用壽命難以達到設計值。據(jù)此英格索蘭公司專門針對鋁電解環(huán)境研制了一種抗粉塵空壓機（ML37－III），并且已投入市場，主要在包頭、河南、云南、青銅峽等鋁廠使用。7 V/ h)j.o7 M$ J“ ~

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（5）打殼機構目前國內大部分鋁廠使用的打殼機構為氣動結構，該結構振動頻率高，但本世紀初在云南、焦作鋁廠使用的打殼機構為全液壓結構，該結構力量大，頻率低，但對低位天車來說不易采用，對回轉和擊頭懸掛主架破壞性較大。3 y4 `8 i$ z6 q;O$ m7;`7 W

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（6）陽極更換裝置九十年代末期全液壓更換陽極裝置的誕生，是專門為預焙陽極鋁電解廠多功能機組開發(fā)設計制造的電解槽陽極更換機構，以取代早期鋁電解多功能機組所使用的四鍵缸式更換陽極機構，它具有對位準確、動作安全可靠、自動更換陽極等優(yōu)點。5 e8 f(O!Q& r” Y/ u)t T/ S/ ]/ p

0 L T5 J: f-!Y9 C.v, A$ @8 S& }（7）駕駛室國內原設計制造的天車在駕駛室中都安裝有空調裝置，但因天車工作時振動劇烈，廠房內粉塵較大，空調使用壽命均很短，后大部分已取消，取消后駕駛室內冬天采用電熱器取暖（主要在北方地區(qū)），夏天采用風扇降溫，工人作業(yè)時極不方便。目前大部分鋁廠仍贊成安裝空調，產(chǎn)品選用進口的較多，如貴州鋁廠、平果鋁廠、包頭鋁廠等廠家。

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-P W;X“ {;^6 i!F（8）整車操作目前國內大部分鋁廠的天車操作在駕駛室內完成，但最近幾年電子、電氣技術飛速發(fā)展，先進的技術在天車上得到了運用，遙控天車隨即產(chǎn)生，主要在云南、焦作等鋁廠制造的天車上。;a!L2 G$ y& _$ t# H, d i# B& u!~0 a-H9 t# H3 : x: Q <三>、鋁電解多功能機組的發(fā)展方向

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1、鋁電解多功能機組產(chǎn)品品種的發(fā)展方向 & ]-j.Q6 Q I: Y(o!Y5 m$ ]: J Y” X/ t, U1 z)Q

由于橫向配置預焙槽可以提高單位面積產(chǎn)量，具有綜合經(jīng)濟效益好等優(yōu)點，目前國內上馬在建的鋁廠大多選用200KA以上的槽型，多點進電。這就給鋁電解多功能機組發(fā)展起到推動作用。

0 l2 j5 z-]5 @ h, R!E A)O0 j/ @, M;S)z% t: o(K同時還應看到，大型預焙槽及車間的特殊環(huán)境對電解多功能機組在可靠性及運轉率等方面提出了更高要求。由于駕駛室玻璃的防腐問題和能適合于電解車間環(huán)境的高可靠性的空調機尚無法解決，機組作業(yè)時，駕駛室處于煙氣和熱輻射中，司機的視場很不好（高位機組更差），靠地面人工引導作業(yè)，嚴重影響操作和生產(chǎn)效率的提高。(b* ^ Y7 A(K* v& g!}

(W' R!u% L& U 因而，未來最有發(fā)展前途的鋁電解多功能機組的品種應是：高可靠性、高運轉率、減輕操作工勞動強度、輕而小的多功能機組。5 K+ l(_$ G% ?& u% H1 u

% X# s+ R$ U, H# v)~

2、電解多功能機組的技術發(fā)展方向+ ].l;f3 Z!I/ _& k$ I+ Q4 R

' [(q+ j7 Y-r“ e y（1）輕型化、小型化。& I” E)P/ i# |8 a3 @ 0 _% V' [1 `3 c& k# `# };b* P4 ^（2）功能擴大化。$ O4 Q f3 @ F.s R.y% ~/ _3 b# m, m（3）功能機構全液壓化。, h# G)C, _5 _“ c(M$ L* G U0 Z” H6 k' z' c7 P' f# Q' [(H.（4）電子化。!g: d“ A: J* b$ Z# r-q!a+ {/ D5 E2 C7 Q;G: L% x（5）電氣化。

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