鋁電解槽專用操作機(jī)組的發(fā)展和設(shè)計(jì)方法探討

陳曉奇

內(nèi)蒙古錦聯(lián)鋁材有限公司 內(nèi)蒙古通遼 029200

鋁是地球上含量最為豐富的金屬元素之一，在上個(gè)世紀(jì)80 年代，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家將溶解在熔融冰晶石中的氧化鋁進(jìn)行電解還原反應(yīng)試驗(yàn)，試驗(yàn)成功后，電解法生產(chǎn)鋁這一生產(chǎn)理念逐漸的得到了世界的認(rèn)可和廣泛應(yīng)用，從此鋁真正的獲得了工程領(lǐng)域上的生產(chǎn)、建設(shè)和應(yīng)用。由于鋁相較于其他金屬質(zhì)量較輕，而且具備優(yōu)秀的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，可以用于防腐蝕等功能上，所以在汽車(chē)工業(yè)上、建筑行業(yè)上、航空事業(yè)上都得到了廣泛的使用，并且由于其優(yōu)秀的效果也推動(dòng)了這三個(gè)關(guān)鍵性的工業(yè)得到了迅速的發(fā)展。隨著鋁的大量使用，也使電力行業(yè)發(fā)生了巨大的變化，長(zhǎng)距離、低成本、低損耗的電力輸送已經(jīng)成為可能，使電力行業(yè)可以遍布在世界任何一個(gè)角落，為人類的生產(chǎn)和發(fā)展提供了巨大的便捷。不僅如此，鋁的出現(xiàn)還推動(dòng)了電子行業(yè)和食品行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。所以鋁的生產(chǎn)使人類生活向著更為現(xiàn)代化的方向邁進(jìn)了一大步，而經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展也促進(jìn)了鋁生產(chǎn)的快速發(fā)展，鋁的應(yīng)用已經(jīng)在人類社會(huì)文明中各個(gè)領(lǐng)域上都發(fā)揮著難以取代的巨大作用[1]。

1 鋁電解工藝過(guò)程及行業(yè)發(fā)展

就我國(guó)的發(fā)展而言，隨著國(guó)情的變化和相關(guān)政策的出臺(tái)，鋁電解行業(yè)正沿著先進(jìn)技術(shù)、擴(kuò)大生產(chǎn)、提高產(chǎn)能的方向發(fā)展進(jìn)步。主要表現(xiàn)出以下幾方面：其一，鋁電解的關(guān)鍵是電力和原料直接影響到鋁的生產(chǎn)成本，所以各大生產(chǎn)企業(yè)在發(fā)展規(guī)模上均以原料豐富、電力成本低的原則進(jìn)行有目標(biāo)性的生產(chǎn)建設(shè)。大多數(shù)的鋁的生產(chǎn)企業(yè)都將生產(chǎn)區(qū)域定在我國(guó)新疆，那里煤炭資源豐富，所以電力成本低，再加上政府的扶持，該地區(qū)贏得了廣泛的鋁電解企業(yè)的關(guān)注；其二，鋁電解行業(yè)的發(fā)展方向?qū)⒈憩F(xiàn)出大電流、高產(chǎn)量、大型預(yù)賠電解槽的方向。由于電解法生產(chǎn)鋁的形勢(shì)仍然處于壟斷的狀態(tài)，這就導(dǎo)致了單位產(chǎn)量和智能化的程度將成為大型電解槽的首選，也將是各大電解鋁降低能源成本的主要途徑。目前，我國(guó)對(duì)于電解鋁的生產(chǎn)能夠投入巨大的電流可以達(dá)到600 千安，最大電解槽的日均產(chǎn)量可以達(dá)到五噸左右。隨著技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，我國(guó)的電流效率還會(huì)進(jìn)一步的增強(qiáng)，耗電效率將會(huì)降低，從而將意味著我國(guó)電解槽日產(chǎn)量將會(huì)進(jìn)一步的提高；其三，我國(guó)電解鋁的產(chǎn)業(yè)在發(fā)展的過(guò)程中逐漸呈現(xiàn)出上下游產(chǎn)品聯(lián)合發(fā)展、規(guī)模化的生產(chǎn)逐漸提高的態(tài)勢(shì)。市場(chǎng)需求飽和以及國(guó)家節(jié)能環(huán)保政策讓單純的電解鋁發(fā)展途徑將難以為繼，企業(yè)通過(guò)控制生產(chǎn)成本，盡快將產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為現(xiàn)金流，已經(jīng)成為鋁電解企業(yè)最為關(guān)心的生產(chǎn)要事。作為上游的產(chǎn)品能夠進(jìn)行的成本控制途徑，就是在原料和電力上盡可能的降低成本，提高生產(chǎn)效率；作為下游產(chǎn)品，純鋁的再加工將有效地提高產(chǎn)品的銷售范圍，也能夠間接到保證鋁的價(jià)格不會(huì)過(guò)分被降低。中下游的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)聯(lián)合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的管理，通過(guò)增加生產(chǎn)規(guī)模和經(jīng)營(yíng)規(guī)模，將成為鋁電解行業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向[2]。

2 新一代操作機(jī)組的發(fā)展方向及設(shè)計(jì)方法

2.1 鋁電解生產(chǎn)的智能化發(fā)展方向

目前，我國(guó)勞動(dòng)力成本優(yōu)勢(shì)將逐漸降低，但能源環(huán)保政策則越來(lái)越嚴(yán)格。為了保障市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，許多鋁電解企業(yè)將加強(qiáng)科技創(chuàng)新實(shí)力，實(shí)現(xiàn)智能化的生產(chǎn)目的。未來(lái)鋁電解的生產(chǎn)，無(wú)論是流程上，或是規(guī)模上，都將表現(xiàn)出更為標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。高端的檢測(cè)設(shè)備和監(jiān)控設(shè)備將會(huì)被大量的使用，在電解車(chē)間內(nèi)大多數(shù)的工作都將逐漸實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的生產(chǎn)，所有過(guò)程都會(huì)依靠先進(jìn)的電子設(shè)備來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)的記錄和監(jiān)測(cè)。整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中大部分已經(jīng)不需要人為的干預(yù)，工作人員不再需要進(jìn)入到環(huán)境惡劣的車(chē)間進(jìn)行生產(chǎn)建設(shè)，主控室內(nèi)也只需要少部分的工作人員負(fù)責(zé)值班就可以完成監(jiān)控任務(wù)。智能化的生產(chǎn)將成為鋁電解生產(chǎn)的主要方向。

2.2 專用操作機(jī)組的性能要求

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，超大電流電解槽的應(yīng)用得到了進(jìn)一步的延伸，車(chē)間的特殊環(huán)境會(huì)對(duì)專用操作機(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)效率和安全穩(wěn)定性等方面提出更多的要求，加上未來(lái)無(wú)人化和智能化鋁電解車(chē)間的技術(shù)應(yīng)用，未來(lái)的鋁電解專用機(jī)組將具備更好的性能，以更穩(wěn)定的生產(chǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期的免人工維護(hù)功能[3]。

2.3 專用操作機(jī)組的結(jié)構(gòu)配置

對(duì)專用操作機(jī)組進(jìn)行結(jié)構(gòu)配置，不僅要對(duì)現(xiàn)有的鋁電解多功能機(jī)組進(jìn)行合理的工具搭配外，還需要進(jìn)行槽蓋移除配置、機(jī)構(gòu)放置配置、槽沿清理機(jī)構(gòu)配置、鋁導(dǎo)管和母線清刷機(jī)構(gòu)等配置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鋁電解過(guò)程全套機(jī)構(gòu)建設(shè)。

2.4 專用操作機(jī)組的功能配置

為了使專用操作機(jī)組能夠適應(yīng)智能化和無(wú)人化帶來(lái)更好的鋁電解生產(chǎn)高效操作能力，專用操作機(jī)組在功能設(shè)計(jì)上應(yīng)該表現(xiàn)得更為完善。在進(jìn)行功能配置時(shí)，設(shè)計(jì)方法包括以下幾方面：其一，應(yīng)該具備優(yōu)秀的信息處理能力和無(wú)線監(jiān)測(cè)能力，可以實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的與主控室保持密切的信息交換；其二，具備良好的大車(chē)和小車(chē)運(yùn)行點(diǎn)位檢測(cè)能力，保證機(jī)組可以根據(jù)主控室的命令來(lái)對(duì)各個(gè)工位進(jìn)行有效的操作；其三，各個(gè)工具可以按照指令自動(dòng)的開(kāi)展工作，并形成相互的配合；其四，具備良好的遠(yuǎn)程信息采集和維護(hù)能力，實(shí)現(xiàn)設(shè)備制造企業(yè)和使用企業(yè)之間的功能聯(lián)合，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)和維護(hù)能力，確保生產(chǎn)的穩(wěn)定性[4]。

3 結(jié)語(yǔ)

鋁電解行業(yè)自發(fā)展以來(lái)為我國(guó)的生產(chǎn)建設(shè)提供了巨大的幫助，在未來(lái)發(fā)展上也要起到良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展促進(jìn)作用，在堅(jiān)持提高生產(chǎn)效率、降低能源消耗、減少環(huán)境污染的前提下，通過(guò)進(jìn)行鋁電解槽專用操作機(jī)組的設(shè)計(jì)方法的優(yōu)化將使鋁電解行業(yè)得到可持續(xù)發(fā)展的實(shí)力。