论文部分内容阅读
[摘 要]阳级组装车间起着衔接电解、炭素工艺的功能，该车间工艺特点是多工位集成、多设备联运、设备交叉布置，工艺流程较为复杂，本文主要对阳极组装车间生产工艺流程进行描述分析，重点分析重要设备性能及生产能力。
[关键词]阳极组装；工艺流程；设备性能
中图分类号：TF808 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）22-0386-01
1、概述
阳级组装车间主要功能是处理电解车间生产产生的残极阳极组，同时组装新阳级组供电解车间生产使用。阳极组装车间主要分为组装工位、电解质处理工位、残极炭块处理工位三大部分，同时还包含炭块库和成品库，本文通过阳极组装车间产能分析计算，对各工位设备性能进行描述分析，给设计人员提供设备选型参考。
2、組装车间基本工艺流程
阳极组装车间的任务是处理残极及组装新阳极，将电解车间残极冷却工段运来的残极在装卸站上链，经自动电解质清理机或手动电解质清理机清理残极上的电解质，清理出的电解质通过皮带输送到电解质处理工位进行清理、破碎。清理后的残极经抛丸清理、残极压脱、磷铁环脱落，得到导杆连接件。铝导杆组在浇注站用中频炉熔化的磷生铁将新阳极块和钢爪铸成一体后成为新阳极组供电解车间使用。压脱下来的残极送到残极仓库，压胶下来的铁环经清理后重熔，此外本车间还承担导杆及钢爪修理任务。
阳极组装车间的生产能力需配合电解车间阳极组的生产需求，电解槽上阳级工作完好率按99.5%计，阳极组装车间每周上班天数为5天，按正常生产情况考虑，则阳极组装车间阳极组每小时处理能力Q计算公式如下：
Q=N×B÷D÷99.5%÷C÷H×7÷5（组/小时）
N—电解车间电解槽安装总槽数（台）；
B—每台槽阳极组数（组）；
D—换极周期（天）
C—阳极组装车间工作班次（班次）；
H—每班次工作时间（小时）
以某500KA电解槽系列为例，安装槽数为368台，每槽阳极组数为48组，换极周期30天，阳极组装车间每天2班次，每班次时间为7h，则该阳极组装生產能力为60组/h。
2.1 组装工位基本工艺流程
2.1.1 装卸站
装卸站主要由装站线、倾翻线、卸站线组成。在装站线上设有托盘支回、装站车、导杆扶正装置，在倾翻线上设有倾翻车、收尘罩、在卸站车上设有卸站车、卸站托盘支架。工作时，叉车将装有残极的托盘放在装站托盘支架上，装站车抬起托盘，将其运到装站悬链下，由导杆扶正装置将残极导杆扶正，使残极导杆与地面保持垂直状态，将残极导杆运到悬链上夹具中，然后装站车将托盘交给倾翻车，倾翻车把托盘送到设置在倾翻线中部的收尘罩处，倾倒托盘残渣，再将托盘送到卸站线，卸站线上的卸站车接过干净的托盘，运行到卸站悬链下，将新组装好的阳极下链到托盘上，再送到卸站托盘支架上，等待叉车运走。装站线的生产能力需满足60组/h，卸站的生产能力需满足60组/h。
2.1.2 电解质清理系统
电解质清理系统主要负责清理残极组表面的电解质，包括手动电解质清理机和自动电解质清理机，手动电解质清理机一般是用来处理自动电解质清理机不能处理的残极，起到一个辅助作用，或者是将自动清理机处理完的残极进行最后检查和清理。因此自动电解质清理机的生产能力需满足60组/h，而手动电解质清理机的生产能力仅满足40组/h即可。
电解质清理机清理后的残极表面残留少量电解质，残极抛丸清理机是利用高速回转的叶轮将弹丸抛向工件上，从而达到清理工件的目的，其主要负责将残极表面的电解质粉彻底清理干净，同时清除残极炭块表面的吸氟层。残极抛丸清理机的生产能力应满足60组/h。
2.1.3 残极压脱机
残极压脱机主要负责将清理完电解质的残极炭块压脱离钢爪，电解槽更换后的残极炭块形状和大小存在差异，因此，此工位一般采用自动残极压脱机和手动残极压脱机配合使用，自动残极压脱机处理正常形状大小的残极炭块，手动残极压胶机处理大块残极块，两台设备的生产能力需满足60组/h。
2.1.4 磷铁环压脱装置和铁环清理装置
铁环压脱装置将钢爪上的磷生铁压脱后，磷铁环通过溜槽落到底层经大倾角挡边输送机输送到铁环清理装置进行清理，清理完后的磷生铁运输到中频炉中进行融化回收利用。磷铁环压脱装置主要由压脱缸、卡刀缸、步进缸构成，生产能力需满足60组/h。
铁环清理装置主要由两个滚筒、下料漏斗、下料溜槽组成。滚筒的上方有吊链装置，主要用于滚筒检修时将滚筒吊出铁环清理室进行检修。磷铁环压胶机压脱下来的破碎磷铁环，经皮带输送机至磷铁环清理装置的入料口，经分流器分别进入两个滚筒。在滚筒中，磷铁环被滚筒在转动中翻起，通过铁环之间的来回碰撞，达到清理磷铁环表面杂质的目的，其生产能力Q1计算公式如下：
Q1=M×Q （t/h）
M—每组阳极组上磷生铁质量（t）
Q—阳极组装车间阳极炭块组处理能力（组/h）
2.1.5 导杆连接件处理设备
通过人工检查后，合格的导杆连接件直接进行新极组装工序。钢爪抛丸机主要负责处理磷铁环压脱后的钢爪表面残留的杂质，处理完成后需露出金属光泽；导杆清刷机主要负责去除导杆表面的杂质及灰尘；蘸石墨装置主要负责将钢爪的表面按要求沾满液体石墨；钢爪烘干机主要负责烘干钢爪表面的石墨液，将钢爪预热至预定温度，做浇铸前准备，此四类设备其生产能力需满足60组/h。人工检查发生形变的连接件进行校正工序，导杆矫直机将发生形变的导杆进行了矫直，钢爪矫直机将发生形变的钢爪加热矫直，导杆移动升降台车主要负责将导杆与钢爪的连接件进行上链或者下链工作，以上三类设备的生产能力满足15组/h。
2.1.6 浇注站
浇注站主要负责磷生铁浇注工作，新阳极与钢爪配合好后到达浇注位置，浇注站的浇注小车将熔融后的磷生铁浇注到炭块孔与钢爪之间的缝隙中，其生产能力满足60组/h。中频无心感应炉主要负责将磷生铁融化为熔融磷生铁，熔融温度为1250℃，生产能力需满足正常浇注需求量。
2.1.7 悬链输送系统
悬链输送系统主要负责将所有工作站有序的连接成一个整体系统，设计时需要综合考虑阳极炭块高度，阳极组件总高度，以保证与其余设备能配合使用。
2.2 电解质处理工位设备描述
电解质处理工位通过胶带输送机将残极上清理下来的电解质输送到后续多个处理设备进行破碎等处理，电解质处理量Q2计算公式如下：
Q2=M1×Q （t/h）
M1—每组阳极组上磷生铁质量（t）
Q—阳极组装车间阳极炭块组处理能力（组/h）
正常生产情况下，每组阳极上的覆盖料电解质质量约为400kg，阳极生产能力为60组/h，则电解质理论处理量Q2为24t/h，考虑电解质质量波动，此工段各设备的处理能力按30t/h考虑。
颚式破碎机主要负责将胶带输送机输送来的电解质进行初级破碎，破碎后的电解质粉粒度要求≤80mm，初级破碎后的电解质输送到反击式破碎机进一步进行破碎，破碎后的电解质粉粒度要求≤30mm，斗式提升机主要负责将破碎好的电解质粉提升输送到电解质仓顶经过振动筛后进入仓内。除铁器主要用于去除掺杂在电解质中的磷生铁，常用的除铁器有永磁除铁器和电碰除铁器。振动筛主要将斗式提升机输送来的电解质粉进行筛分，过筛后≤10mm的电解质粉进入电解质仓内，>10mm的电解质粉通过溜管回到反击式破碎机中继续破碎。
2.3 组装部分残极炭块处理工位描述
残极炭块处理考虑电解厂总图配置，若项目中有炭素厂，则将压脱下来的残极炭块通过胶带输送机直接输送到炭素厂进行加工利用；若项目中没有炭素厂，则将压脱下来的残极炭块通过皮带输送到指定厂房进行存储外销。
参考文献
[1] 杜丽等，阳极组装车间熔铁炉设计选型[J].轻金属，2000，（5）.
[关键词]阳极组装；工艺流程；设备性能
中图分类号：TF808 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）22-0386-01
1、概述
阳级组装车间主要功能是处理电解车间生产产生的残极阳极组，同时组装新阳级组供电解车间生产使用。阳极组装车间主要分为组装工位、电解质处理工位、残极炭块处理工位三大部分，同时还包含炭块库和成品库，本文通过阳极组装车间产能分析计算，对各工位设备性能进行描述分析，给设计人员提供设备选型参考。
2、組装车间基本工艺流程
阳极组装车间的任务是处理残极及组装新阳极，将电解车间残极冷却工段运来的残极在装卸站上链，经自动电解质清理机或手动电解质清理机清理残极上的电解质，清理出的电解质通过皮带输送到电解质处理工位进行清理、破碎。清理后的残极经抛丸清理、残极压脱、磷铁环脱落，得到导杆连接件。铝导杆组在浇注站用中频炉熔化的磷生铁将新阳极块和钢爪铸成一体后成为新阳极组供电解车间使用。压脱下来的残极送到残极仓库，压胶下来的铁环经清理后重熔，此外本车间还承担导杆及钢爪修理任务。
阳极组装车间的生产能力需配合电解车间阳极组的生产需求，电解槽上阳级工作完好率按99.5%计，阳极组装车间每周上班天数为5天，按正常生产情况考虑，则阳极组装车间阳极组每小时处理能力Q计算公式如下：
Q=N×B÷D÷99.5%÷C÷H×7÷5（组/小时）
N—电解车间电解槽安装总槽数（台）；
B—每台槽阳极组数（组）；
D—换极周期（天）
C—阳极组装车间工作班次（班次）；
H—每班次工作时间（小时）
以某500KA电解槽系列为例，安装槽数为368台，每槽阳极组数为48组，换极周期30天，阳极组装车间每天2班次，每班次时间为7h，则该阳极组装生產能力为60组/h。
2.1 组装工位基本工艺流程
2.1.1 装卸站
装卸站主要由装站线、倾翻线、卸站线组成。在装站线上设有托盘支回、装站车、导杆扶正装置，在倾翻线上设有倾翻车、收尘罩、在卸站车上设有卸站车、卸站托盘支架。工作时，叉车将装有残极的托盘放在装站托盘支架上，装站车抬起托盘，将其运到装站悬链下，由导杆扶正装置将残极导杆扶正，使残极导杆与地面保持垂直状态，将残极导杆运到悬链上夹具中，然后装站车将托盘交给倾翻车，倾翻车把托盘送到设置在倾翻线中部的收尘罩处，倾倒托盘残渣，再将托盘送到卸站线，卸站线上的卸站车接过干净的托盘，运行到卸站悬链下，将新组装好的阳极下链到托盘上，再送到卸站托盘支架上，等待叉车运走。装站线的生产能力需满足60组/h，卸站的生产能力需满足60组/h。
2.1.2 电解质清理系统
电解质清理系统主要负责清理残极组表面的电解质，包括手动电解质清理机和自动电解质清理机，手动电解质清理机一般是用来处理自动电解质清理机不能处理的残极，起到一个辅助作用，或者是将自动清理机处理完的残极进行最后检查和清理。因此自动电解质清理机的生产能力需满足60组/h，而手动电解质清理机的生产能力仅满足40组/h即可。
电解质清理机清理后的残极表面残留少量电解质，残极抛丸清理机是利用高速回转的叶轮将弹丸抛向工件上，从而达到清理工件的目的，其主要负责将残极表面的电解质粉彻底清理干净，同时清除残极炭块表面的吸氟层。残极抛丸清理机的生产能力应满足60组/h。
2.1.3 残极压脱机
残极压脱机主要负责将清理完电解质的残极炭块压脱离钢爪，电解槽更换后的残极炭块形状和大小存在差异，因此，此工位一般采用自动残极压脱机和手动残极压脱机配合使用，自动残极压脱机处理正常形状大小的残极炭块，手动残极压胶机处理大块残极块，两台设备的生产能力需满足60组/h。
2.1.4 磷铁环压脱装置和铁环清理装置
铁环压脱装置将钢爪上的磷生铁压脱后，磷铁环通过溜槽落到底层经大倾角挡边输送机输送到铁环清理装置进行清理，清理完后的磷生铁运输到中频炉中进行融化回收利用。磷铁环压脱装置主要由压脱缸、卡刀缸、步进缸构成，生产能力需满足60组/h。
铁环清理装置主要由两个滚筒、下料漏斗、下料溜槽组成。滚筒的上方有吊链装置，主要用于滚筒检修时将滚筒吊出铁环清理室进行检修。磷铁环压胶机压脱下来的破碎磷铁环，经皮带输送机至磷铁环清理装置的入料口，经分流器分别进入两个滚筒。在滚筒中，磷铁环被滚筒在转动中翻起，通过铁环之间的来回碰撞，达到清理磷铁环表面杂质的目的，其生产能力Q1计算公式如下：
Q1=M×Q （t/h）
M—每组阳极组上磷生铁质量（t）
Q—阳极组装车间阳极炭块组处理能力（组/h）
2.1.5 导杆连接件处理设备
通过人工检查后，合格的导杆连接件直接进行新极组装工序。钢爪抛丸机主要负责处理磷铁环压脱后的钢爪表面残留的杂质，处理完成后需露出金属光泽；导杆清刷机主要负责去除导杆表面的杂质及灰尘；蘸石墨装置主要负责将钢爪的表面按要求沾满液体石墨；钢爪烘干机主要负责烘干钢爪表面的石墨液，将钢爪预热至预定温度，做浇铸前准备，此四类设备其生产能力需满足60组/h。人工检查发生形变的连接件进行校正工序，导杆矫直机将发生形变的导杆进行了矫直，钢爪矫直机将发生形变的钢爪加热矫直，导杆移动升降台车主要负责将导杆与钢爪的连接件进行上链或者下链工作，以上三类设备的生产能力满足15组/h。
2.1.6 浇注站
浇注站主要负责磷生铁浇注工作，新阳极与钢爪配合好后到达浇注位置，浇注站的浇注小车将熔融后的磷生铁浇注到炭块孔与钢爪之间的缝隙中，其生产能力满足60组/h。中频无心感应炉主要负责将磷生铁融化为熔融磷生铁，熔融温度为1250℃，生产能力需满足正常浇注需求量。
2.1.7 悬链输送系统
悬链输送系统主要负责将所有工作站有序的连接成一个整体系统，设计时需要综合考虑阳极炭块高度，阳极组件总高度，以保证与其余设备能配合使用。
2.2 电解质处理工位设备描述
电解质处理工位通过胶带输送机将残极上清理下来的电解质输送到后续多个处理设备进行破碎等处理，电解质处理量Q2计算公式如下：
Q2=M1×Q （t/h）
M1—每组阳极组上磷生铁质量（t）
Q—阳极组装车间阳极炭块组处理能力（组/h）
正常生产情况下，每组阳极上的覆盖料电解质质量约为400kg，阳极生产能力为60组/h，则电解质理论处理量Q2为24t/h，考虑电解质质量波动，此工段各设备的处理能力按30t/h考虑。
颚式破碎机主要负责将胶带输送机输送来的电解质进行初级破碎，破碎后的电解质粉粒度要求≤80mm，初级破碎后的电解质输送到反击式破碎机进一步进行破碎，破碎后的电解质粉粒度要求≤30mm，斗式提升机主要负责将破碎好的电解质粉提升输送到电解质仓顶经过振动筛后进入仓内。除铁器主要用于去除掺杂在电解质中的磷生铁，常用的除铁器有永磁除铁器和电碰除铁器。振动筛主要将斗式提升机输送来的电解质粉进行筛分，过筛后≤10mm的电解质粉进入电解质仓内，>10mm的电解质粉通过溜管回到反击式破碎机中继续破碎。
2.3 组装部分残极炭块处理工位描述
残极炭块处理考虑电解厂总图配置，若项目中有炭素厂，则将压脱下来的残极炭块通过胶带输送机直接输送到炭素厂进行加工利用；若项目中没有炭素厂，则将压脱下来的残极炭块通过皮带输送到指定厂房进行存储外销。
参考文献
[1] 杜丽等，阳极组装车间熔铁炉设计选型[J].轻金属，2000，（5）.