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液壓分裂機在鋁電解槽大修刨槽中的應用

發布時間:2018/11/08 點擊量:
 

液壓分裂機<span style="color: #4d4d4d; >在鋁電解槽大修刨槽中的應用

摘要:<span style=" color:="" #ff0000'="">液壓分裂機分裂力大、體積小、重量輕、操作方便,工作時無振動、無噪音、無粉塵,在鋁廠電解槽大修過程中的拆除陰極炭塊和爐襯工作中,效果顯著,效率高,環保好。本文論述了液壓分裂機的工作原理,技術性能,使用方法及在電解槽刨槽中的具體應用及效果評價。
目前國內電解鋁廠的電解槽壽命一般為1,100 ~ 1,500天。即經過3 ~ 5年的使用,電解槽陰極碳塊受到電解熔液的侵蝕,陰極壓降增加,能耗加大,甚至會產生電解槽破損,使原鋁的產量和質量大幅度地降低。因此,需要定期對電解槽進行刨槽大修:即將陰極碳塊和槽內襯全部拆除掉,重新砌筑新的陰極碳塊和槽內襯。而陰極碳塊經過長時間的高溫和壓力作用,會產生復雜的化學、物理變化,被燒結陶瓷化、合金化,異常的堅硬,并且互相粘連,比鋼筋混凝土還難拆除。
目前,傳統的電解槽刨槽方法有以下兩種:
i)   使用風鎬“干刨” 拆除,像“螞蟻啃骨頭”一樣,作業條件差,勞動強度大,噪聲高,震動沖擊和粉塵污染嚴重,有害身體健康,工作效率低,大修費用高,停爐時間長。不能滿足生產要求和環保要求。
ii)   使用液壓千斤頂在陰極鋼棒之間頂開碳塊,然后用吊車起出。這種方式,容易將鋼棒頂彎,損傷電解槽,通常車間內吊車的起重能力也有限。特別對大型電解槽來說,效果差而且不安全,容易引發事故。
傳統的刨槽方法的弊病是顯而易見的。中國鋁業青海分公司以及國內其它的一些大中型電解鋁廠引進并采用液壓分裂機刨槽新工藝,能大塊大塊地分裂、破碎、拆除陰極碳塊和爐襯,效果十分顯著,效率高,可以縮短電解槽大修周期三分之一。同時,其操作方便、簡單,安全環保,可以極大地降低刨槽成本和工人的勞動強度,改善工作環境。
2. 液壓分裂機的工作原理及技術性能

2.1 工作原理
常規的機械破碎方法,如風鎬、破碎錘等,是通過外力的作用來破壞物體的結構。但通常需要被破碎的一些脆性物體的抗壓強度很高,相對而言,其抗拉強度卻相當低。如燒結后的陰極炭塊和爐襯的抗壓強度象花崗巖一樣,高達60~250Mpa,而抗拉強度卻通常只有3~10Mpa,即抗拉強度遠遠低于其抗壓強度。液壓分裂機正是利用脆性材料抗拉強度低的這一特性,運用楔塊組的力學原理及液壓機理開發出來的:
首先,在被分裂的物體上鉆一些特定直徑和深度的孔,將液壓分裂機的楔塊組插入鉆好的孔中。液壓動力站產生高壓液壓油,通過液壓分裂機上的液壓缸,驅動楔塊組中的中間楔塊向前駛出,并將兩個反向楔塊向兩邊撐開。從而產生巨大分裂力將被分裂的物體結構內部破壞掉,數秒鐘內被分裂的物體就會產生10 - 40毫米的裂紋并被分裂開來。
2.2 液壓分裂機的組成
一套液壓分裂機通常由三部分組成:液壓動力站、液壓分裂機和高低壓液壓連接管。
   液壓動力站

液壓動力站主要由動力源(電動機、內燃機、氣動馬達等),液壓泵,限壓閥,液壓油箱等部分組成。動力源產生動力,驅動液壓泵,從而通過高低壓連接管向分裂機提供高壓、小流量的液壓油。同時,為了工作安全,液壓系統由一個限壓閥控制,壓力極限為60Mpa。
液壓動力站有便攜式和移動式兩種。根據液壓泵的功率不同,一臺液壓動力站最多可以同時驅動十條分裂槍。
   液壓分裂機主要由控制閥、液壓缸、楔塊組(包括一個中間楔塊和兩個成對反向楔塊)構成。液壓缸是由優質進口不銹鋼制成,重量輕且極其耐用。反向楔塊的表面鍍有一層特殊的硬質合金,具有很高的抗壓強度和耐磨性能,可以提高其使用壽命10倍以上。
   高低壓液壓連接管和快速接頭
高、低壓連接管用于聯結分裂機和液壓動力站,加上分配器可將多個分裂槍與一套液壓動力系統相連起來。而快速接頭可以在數秒鐘內十分方便地將整個系統連接完畢并開始工作,或拆開以便于運輸。
2.3 典型的配置:
適用于電解鋁廠刨槽中的液壓分裂機系統典型配置如下:
  配置一:1臺電動液壓動力站,2條FL80A型分裂槍,高低壓液壓連接管,以及相應的快速接頭、擴大襯塊、特殊潤滑脂等

配置二: 1臺電動液壓動力站,3條FL80A型分裂槍,高低壓液壓連接管,以及相應的快速接頭、擴大襯塊、特殊潤滑脂等

3. 技術性能

3.1 液壓分裂機的技術性能:
液壓分裂機以及相應的楔塊組的型號有十多種,根據分裂對象和工況的不同要求,可選擇相應的型號。根據電解槽刨槽的具體要求和特點,通常選用FL80A型液壓分裂機。其技術參數如表1:
表1 FL80A型液壓分裂機的技術參數:      
需鉆孔直徑(毫米)            42        
最小鉆孔深度(毫米)         500        
裂紋寬度(毫米)              10~40        
理論分裂力(噸)              600       
實際分裂力(噸)              480        
分裂機重量(公斤)          27        
分裂機長度(毫米)          960        
楔塊組長度(毫米)          250        


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