摘要：液壓拆除機(jī)分裂力大,體積小,重量輕,操作方便,工作時(shí)無振動(dòng),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(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)。
目前國內(nèi)電解鋁廠的電解槽壽命一般為1,100 ～ 1,500天。即經(jīng)過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)過長時(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。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)大型電解槽來說,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的。中國鋁業(yè)青海分公司以及國內(nèi)其它的一些大中型電解鋁廠引進(jìn)并采用液壓拆除機(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. 液壓拆除機(jī)的工作原理及技術(shù)性能
工作原理
常規(guī)的機(jī)械破碎方法,如風(fēng)鎬,破碎錘等,是通過外力的作用來破壞物體的結(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。液壓拆除機(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)理開發(fā)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,將拆除機(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,通過拆除機(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。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來。
2．2 液壓拆除機(jī)的組成
一套液壓拆除機(jī)通常由三部分組成：液壓動(dòng)力站,液壓拆除機(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。
液壓拆除機(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。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)連接完畢并開始工作,或拆開以便于運(yùn)輸。
2．3 典型的配置：
典型的配置：
適用于電解鋁廠刨槽中的液壓拆除機(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250型拆除槍,高低壓液壓連接管,以及相應(yīng)的快速接頭,擴(kuò)大襯塊,特殊潤滑脂等
配置二： 1臺(tái)電動(dòng)液壓動(dòng)力站,3條250型拆除槍,高低壓液壓連接管,以及相應(yīng)的快速接頭,擴(kuò)大襯塊,特殊潤滑脂等
3. 技術(shù)性能
3．1 液壓拆除機(jī)的技術(shù)性能：
液壓拆除機(jī)以及相應(yīng)的楔塊組的型號(hào)有十多種,根據(jù)分裂對(duì)象和工況的不同要求,可選擇相應(yīng)的型號(hào)。根據(jù)電解槽刨槽的具體要求和特點(diǎn),通常選用250型拆除機(jī)。其技術(shù)參數(shù)如表1：
表1 250型拆除機(jī)的技術(shù)參數(shù)：技術(shù)指標(biāo)技術(shù)參數(shù)
需鉆孔直徑（毫米） 35～42
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(shí)際分裂力（噸） 480
拆除機(jī)重量（公斤） 20
拆除機(jī)長度（毫米） 930
楔塊組長度（毫米） 250
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