液壓分裂機(jī)在鋁電解槽大修刨槽中的應(yīng)用
摘要：液壓分裂機(jī)分裂力大、體積小、重量輕、操作方便，工作時(shí)無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪音、無(wú)粉塵，在鋁廠電解槽大修過(guò)程中的拆除陰極炭塊和爐襯工作中，效果顯著，效率高，環(huán)保好。本文論述了液壓分裂機(jī)的工作原理，技術(shù)性能，使用方法及在電解槽刨槽中的具體應(yīng)用及效果評(píng)價(jià)。
目前國(guó)內(nèi)電解鋁廠的電解槽壽命一般為1,100 ～ 1,500天。即經(jīng)過(guò)3 ～ 5年的使用，電解槽陰極碳?jí)K受到電解熔液的侵蝕，陰極壓降增加，能耗加大，甚至?xí)a(chǎn)生電解槽破損，使原鋁的產(chǎn)量和質(zhì)量大幅度地降低。因此，需要定期對(duì)電解槽進(jìn)行刨槽大修：即將陰極碳?jí)K和槽內(nèi)襯全部拆除掉，重新砌筑新的陰極碳?jí)K和槽內(nèi)襯。而陰極碳?jí)K經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的高溫和壓力作用，會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的化學(xué)、物理變化，被燒結(jié)陶瓷化、合金化，異常的堅(jiān)硬，并且互相粘連，比鋼筋混凝土還難拆除。
目前，傳統(tǒng)的電解槽刨槽方法有以下兩種：
i) 使用風(fēng)鎬“干刨” 拆除，像“螞蟻啃骨頭”一樣，作業(yè)條件差，勞動(dòng)強(qiáng)度大，噪聲高，震動(dòng)沖擊和粉塵污染嚴(yán)重，有害身體健康，工作效率低，大修費(fèi)用高，停爐時(shí)間長(zhǎng)。不能滿足生產(chǎn)要求和環(huán)保要求。
ii) 使用液壓千斤頂在陰極鋼棒之間頂開(kāi)碳?jí)K，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(nèi)吊車的起重能力也有限。特別對(duì)大型電解槽來(lái)說(shuō)，效果差而且不安全，容易引發(fā)事故。
傳統(tǒng)的刨槽方法的弊病是顯而易見(jiàn)的。中國(guó)鋁業(yè)青海分公司以及國(guó)內(nèi)其它的一些大中型電解鋁廠引進(jìn)并采用液壓分裂機(jī)刨槽新工藝，能大塊大塊地分裂、破碎、拆除陰極碳?jí)K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(shí)，其操作方便、簡(jiǎn)單，安全環(huán)保，可以極大地降低刨槽成本和工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工作環(huán)境。
2. 液壓分裂機(jī)的工作原理及技術(shù)性能
2．1 工作原理
常規(guī)的機(jī)械破碎方法，如風(fēng)鎬、破碎錘等，是通過(guò)外力的作用來(lái)破壞物體的結(jié)構(gòu)。但通常需要被破碎的一些脆性物體的抗壓強(qiáng)度很高，相對(duì)而言，其抗拉強(qiáng)度卻相當(dāng)?shù)汀Ｈ鐭Y(jié)后的陰極炭塊和爐襯的抗壓強(qiáng)度象花崗巖一樣，高達(dá)60～250Mpa，而抗拉強(qiáng)度卻通常只有3～10Mpa，即抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其抗壓強(qiáng)度。液壓分裂機(jī)正是利用脆性材料抗拉強(qiáng)度低的這一特性，運(yùn)用楔塊組的力學(xué)原理及液壓機(jī)理開(kāi)發(fā)出來(lái)的：
首先，在被分裂的物體上鉆一些特定直徑和深度的孔，將分裂機(jī)的楔塊組插入鉆好的孔中。液壓動(dòng)力站產(chǎn)生高壓液壓油，通過(guò)分裂機(jī)上的液壓缸，驅(qū)動(dòng)楔塊組中的中間楔塊向前駛出，并將兩個(gè)反向楔塊向兩邊撐開(kāi)。從而產(chǎn)生巨大分裂力將被分裂的物體結(jié)構(gòu)內(nèi)部破壞掉，數(shù)秒鐘內(nèi)被分裂的物體就會(huì)產(chǎn)生10 - 40毫米的裂紋并被分裂開(kāi)來(lái)。
2．2 液壓分裂機(jī)的組成
一套液壓分裂機(jī)通常由三部分組成：液壓動(dòng)力站、液壓分裂機(jī)和高低壓液壓連接管。
液壓動(dòng)力站
液壓動(dòng)力站主要由動(dòng)力源（電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、氣動(dòng)馬達(dá)等），液壓泵，限壓閥，液壓油箱等部分組成。動(dòng)力源產(chǎn)生動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)液壓泵，從而通過(guò)高低壓連接管向分裂機(jī)提供高壓、小流量的液壓油。同時(shí)，為了工作安全，液壓系統(tǒng)由一個(gè)限壓閥控制，壓力極限為60Mpa。
液壓動(dòng)力站有便攜式和移動(dòng)式兩種。根據(jù)液壓泵的功率不同，一臺(tái)液壓動(dòng)力站最多可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)十條分裂槍。
液壓分裂機(jī)主要由控制閥、液壓缸、楔塊組（包括一個(gè)中間楔塊和兩個(gè)成對(duì)反向楔塊）構(gòu)成。液壓缸是由優(yōu)質(zhì)進(jìn)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(zhì)合金，具有很高的抗壓強(qiáng)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(lián)結(jié)分裂機(jī)和液壓動(dòng)力站，加上分配器可將多個(gè)分裂槍與一套液壓動(dòng)力系統(tǒng)相連起來(lái)。而快速接頭可以在數(shù)秒鐘內(nèi)十分方便地將整個(gè)系統(tǒng)連接完畢并開(kāi)始工作，或拆開(kāi)以便于運(yùn)輸。
2．3 典型的配置：
適用于電解鋁廠刨槽中的液壓分裂機(jī)系統(tǒng)典型配置如下：
配置一：1臺(tái)電動(dòng)液壓動(dòng)力站，2條FL80A型分裂槍，高低壓液壓連接管，以及相應(yīng)的快速接頭、擴(kuò)大襯塊、特殊潤(rùn)滑脂等
配置二： 1臺(tái)電動(dòng)液壓動(dòng)力站，3條FL80A型分裂槍，高低壓液壓連接管，以及相應(yīng)的快速接頭、擴(kuò)大襯塊、特殊潤(rùn)滑脂等 |
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