一種電解槽新型打殼氣缸支承座設計

摘要：介紹一種實用新型打殼氣缸支承座在電解槽的應用，通過支承座的升降元件調節打殼錘頭進入電解槽電解質的深度，延長打殼錘頭壽命；

關鍵詞：實用新型 打殼氣缸 氣缸支承座 打殼錘頭

1.背景說明

電解槽打殼氣缸是電解槽打穿電解質殼面的動力設備。鋁電解槽在正常生產中， 950℃熔融的電解質液上會形成一層堅硬的電解質殼面，阻礙向電解槽中加入氧化鋁。打殼氣缸用交接頭與打殼錘頭連接，打殼錘頭利用打殼氣缸的動力，打穿電解質殼面，保證氧化鋁從打穿的殼面中進入電解槽內。打殼錘頭在工作時是會進入到熔融的電解質溶液內，使打殼錘頭不斷地磨損、熔化，必須定期對打殼錘頭進行更換。因為在打殼過程中打殼錘頭進入電解質溶液中，電解槽的直流電會通過打殼機構與槽上部連通，導致打殼氣缸損壞，因此打殼氣缸支承座與槽上部之間采用絕緣墊板、絕緣套和絕緣墊等大量絕緣元件隔絕直流電。

2.現狀及問題

打殼氣缸支承座是電解槽打殼氣缸固定在電解槽上部的部件。目前使用的氣缸支承座為不可調節式和非絕緣元件，在實際生產過程中會出現以下不足：

2.1.更換新打殼錘頭后，打殼氣缸錘頭的高度固定，新錘頭進入鋁液較多，加速錘頭熔化速度，減少錘頭使用壽命。

2.2.無法適應電解槽在生產過程中的電解質和鋁液水平的波動。

2.3.隨著打殼錘頭的消耗，打穿電解質殼面的孔會逐漸變小，當孔小于50mm時，需更換新打殼錘頭。

2.4.在更換新打殼錘頭時，需拆除固定氣缸支承座的所有螺栓，取出絕緣元件，用天車吊出打殼氣缸及打殼錘頭；更換新打殼氣缸及錘頭后，安裝絕緣元件及螺栓。更換一個氣缸平均用時40分鐘，員工勞動強度大。

3.設計概述

為解決上述問題，我們設計試驗一種新型打殼氣缸支承座，并在400KA電解槽進行試驗運行，經過半年運行，效果非常好，達到設計目標。

新型打殼氣缸支承座由固定瓦座、升降元件、固定銷和定位銷組成。氣缸固定耳安裝在升降元件內，升降元件安裝在固定座中間，固定銷聯接固定座和升降元件。為防止固定銷沿軸向運動，增加定位銷給固定銷定位。升降元件與上下位置由固定銷定位，其它方向的定位依靠固定瓦座與升降件的進行定位。

4.打殼氣缸支承座使用方法

該設計可進行三次調節，分為上、中、下三個位置，每一次可調節55mm，共可升降兩次，升降高度110mm 。

4.1.高位安裝：大修電解槽啟動初期或更換新打殼錘頭，采用新型打殼錘頭支承座安裝方式，可將錘頭安裝在最高位置，減少錘頭進入電解槽內的長度，延長錘頭的使用壽命。

4.2.中位安裝：正常生產電解槽，或錘頭端部直徑在50mm-60mm時（新錘頭直徑為95mm），可以調整為中位安裝，確保下料口能夠打通。

4.3.低位安裝：當打殼錘頭消耗到一定的程度，錘頭較短時，可將錘頭繼續下放55mm，繼續保證下料口打通，延長錘頭的使用壽命。

5.試驗效果

目前，在400KA電解槽上安裝試驗，達到了預期效果。它具有以下特點：

5.1.新型氣缸支承座能完全代替目前使用的氣缸支承座，滿足電解的生產工藝要求。新型氣缸支承座與電解槽的絕緣和目前使用的氣缸支承座相同，絕緣效果良好，保證打殼氣缸的使用安全。

5.2.采用新型氣缸支承座可延長打殼錘頭的使用壽命6個月，減少更換錘頭的次數，并降低氣缸的維修工作量，降低了維修氣缸的費用。

5.3.固定座的安裝與原氣缸支承座的安裝相同。第一次安裝后，不需要在更換固定座。以后更換氣缸和錘頭只需取出開口銷、定位銷和固定銷。用天車掉出，更換新氣缸和錘頭。安裝方式簡單，減少了工人的勞動強度。

5.4.更換錘頭的時間從40分鐘縮短到15分鐘，縮短了工人在電解槽工作時間，提高了工作效率，極大降低了工人不必要的勞動量。

5.5.用新型氣缸支承座可適應不同槽框的電解槽生產。減少了新啟動電解槽高電解質水平情況下，錘頭的過快融化，減少電解槽鐵含量的上升。

6.效益分析

6.1.使用新型氣缸支承座可平均延長錘頭使用壽命至少1倍。

6.2.可有效減少更換錘頭對電解槽的影響時間，保證電解槽下料，對穩定電解槽工藝，優化指標具有重要作用。

6.3各種槽型均可以推廣使用。

6.4.本設計獲國家新型專利。

7.結語

電解槽打殼氣缸及打殼錘頭是否能夠良好運行，直接影響下料系統的正常運行，影響電解槽工藝技術條件的調整與穩定，因此，探索設備低故障或免維護運行，減少對電解槽正常運行的人為干擾，對電解工藝穩定，實現指標優化，具有非常重要的經濟意義。新型打殼氣缸支承座是一種比較經濟適用可靠的結構，如果投入使用，會實現可觀的效益。

參考資料：[1]包頭鋁業有限公司.400KA電解槽上部結構圖紙.