铝电解块状渣去除方法和铝电解多功能机组碎渣装置与流程

1.本发明属于铝电解技术领域，具体地，涉及一种铝电解块状渣去除方法和铝电解多功能机组碎渣装置。


背景技术：

2.铝冶炼是我国有色冶金的重点发展行业，电解为原铝生产的主要技术，电解工艺以熔融冰晶石作为溶剂、氧化铝作为溶质、碳素体作为阳极、铝液作为阴极来进行，通入强直流电后，在950℃
‑
970℃条件下，于电解槽内的两极上进行电化学反应而获得原铝。
3.在电解过程中，熔融电解质内会存有一定数量的炭渣及板结覆盖料，后续打壳也会产生一些残渣，为了保证电解过程的健康运行，传统的工艺流程是在电解槽换极时对电解液进行捞渣作业，在作业过程中，残渣(块状渣)需要依靠多功能机组运送至特定位置进行碎渣，公开号为cn111908333a的专利公开一种铝电解多功能机组智能捞渣装置及捞渣方法，其也是通过捞渣装置将块状渣捞出，在捞渣过程中可能存在残渣滴落导致环境污染和产生安全隐患等问题，且捞渣作业时间长，往往影响生产效率。


技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种省略捞渣步骤的铝电解块状渣去除方法。
5.本发明同时还提供一种在电解槽内就地碎渣的铝电解多功能机组碎渣装置。
6.本发明的目的通过以下技术方案实现：
7.一种铝电解块状渣去除方法，将电解槽内的块状渣就地碎渣。
8.进一步地，设置用于碎渣的钢爪，碎渣过程为：钢爪移动至块状渣处后伸展开，将块状渣包裹，随后钢爪收紧，将块状渣挤碎。
9.一种铝电解多功能机组碎渣装置，铝电解多功能机组包括大车、小车，碎渣装置用于破碎电解槽内的块状渣，碎渣装置设置在小车上，碎渣装置包括碎渣执行机构、控制碎渣执行机构升降以接触块状渣的动力机构、连接动力机构和碎渣执行机构的移动架及控制系统。
10.进一步地，碎渣执行机构为钢爪。
11.更进一步地，钢爪的开合通过伺服油缸驱动控制。
12.进一步地，动力机构为伺服液压机构，伺服液压机构包括油缸缸筒和活塞杆，油缸缸筒固定在小车上，活塞杆末端与移动架连接。
13.更进一步地，伺服液压机构上设有位移传感器监测碎渣执行机构的位移信息。
14.进一步地，动力机构为卷扬驱动机构，卷扬驱动机构包括固定在小车上的绕设有钢丝绳的卷筒、设置在移动架上的动滑轮组或楔形接头，钢丝绳连接在动滑轮组或楔形接头上实现移动架的升降。
15.进一步地，还包括套设在移动架外周的导向套，导向套用于防止移动架升降过程
中发生路径偏移。
16.进一步地，铝电解多功能机组上还设有用于反馈小车所处位置的测量定位装置。
17.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
18.1)采用就地碎渣的方法，省略了传统需要将残渣捞出再进行碎渣的步骤，大大提高了作业效率，减轻了工人劳动强度，同时减少了环境污染；
19.2)碎渣装置采用液压驱动钢爪碎渣，钢爪对残渣进行嵌套挤压，可确保残渣碾碎彻底。
附图说明
20.图1为实施例2所述的铝电解多功能机组碎渣装置的结构示意图。
具体实施方式
21.下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
22.实施例1
23.提供一种铝电解块状渣去除方法，块状渣包括槽底本身电解反应留下的残渣和打壳落入电解槽内的残渣，直接将电解槽内的块状渣就地碎渣。
24.电解槽中的上述残渣本来就是电解反应的原材料，目前行业内通常是先将残渣捞出进行破碎，再将弄碎的残渣加入电解槽内。本实施例摒弃了需要在电解槽中进行捞渣的传统做法，只需在电解槽内直接将块状渣弄碎，省略捞渣步骤。
25.具体地，可设置钢爪进行碎渣，钢爪采用液压驱动控制开合，碎渣过程为：使钢爪移动至块状渣处后伸展开，将块状渣包裹，随后钢爪收紧，将块状渣挤碎。
26.实施例2
27.如图1所示的铝电解多功能机组碎渣装置，铝电解多功能机组包括大车1、小车2，碎渣装置用于破碎电解槽3内的块状渣，碎渣装置设置在小车2上，小车2上还设有操纵室回转连接架4和打壳机构5(打壳机构为常规设计，不是本技术发明点，因为小车上按常规还设有拔极机构等，这些机构实际的工作区域有限，回转连接架是为了在需要哪个机构时就把该机构转移到工作位使用，回转连接架为常规设置)，碎渣装置包括碎渣执行机构、控制碎渣执行机构升降以接触块状渣的动力机构、连接动力机构和碎渣执行机构的移动架61及控制系统。
28.其中，碎渣执行机构为两个相对的钢爪62，优选地钢爪设计为多指钢爪，多指钢爪呈仿人体手指的结构，两个钢爪62的开合通过伺服油缸驱动控制，具体地，多指钢爪的驱动控制与公告号为cn201087073y的铝电解多功能天车专利中捞渣舱的驱动控制相同，本技术是将该捞渣舱结构换成了多指钢爪，多指钢爪顶部通过一个安装座63(即cn201087073y中的舱座)与移动架61相连。碎渣装置在接收控制系统的碎渣指令后，伺服油缸驱动两个钢爪先朝外展开再合拢，将电解槽中的块状渣捞起并夹住，然后伺服油缸继续驱动钢爪开始闭合，闭合过程中，两个钢爪之间的空隙逐渐减少，且两个钢爪的“手指”对残渣进行嵌套挤
压，最终能将块状渣彻底挤压成破碎渣料，之后伺服油缸复位，两个钢爪展开，释放碎渣即可。
29.动力机构为伺服液压机构64，如图1所示，伺服液压机构包括油缸缸筒和活塞杆，油缸缸筒固定在小车2上，活塞杆末端与移动架61通过销轴连接，移动架61与碎渣执行机构的安装座63则通过法兰板和螺栓连接。
30.因碎渣装置的碎渣操作全程自动进行，铝电解多功能机组上除分布有打壳机构、碎渣装置外，还有拔极机构、加料机构等，每个机构在工作时都只能在工位所在区域活动，否则会碰到到其他机构，因此需即时监测碎渣执行机构的相关位移信息，具体可在伺服液压机构64上设置位移传感器来监测该位移信息，位移传感器的感应环设置在油缸缸筒处，在活塞杆中心增加感应绳，当感应绳穿过感应环的时候，位移传感器即感应到位移信息。
31.碎渣执行机构跟随移动架61被伺服液压机构的活塞杆带动升降，一般移动架设置得较长，在升降过程中，碎渣执行机构可能会偏移竖直行进的路线，导致碎渣过程不在控制系统的可控范围内，为确保碎渣执行机构始终发生的是竖直方向的升降，碎渣装置还在移动架61外周设置有导向套65，导向套端部与油缸缸筒连接，导向套另一端延伸至移动架末端。
32.前述提到铝电解多功能机组的各种操作为自动化进行，人们为了掌控工作过程，需要了解小车2所处的实时位置，可在回转连接架4上设置测量定位装置66以反馈小车所处位置，测量定位装置为常规的激光测距传感器，如sick(西克)激光传感器dl100。
33.一般来说，块状渣会浮在铝液上，且钢爪的尺寸是特殊设计的，张开时，刚好能把电解槽覆盖，所以能把绝大部分的块状渣捞起来挤压破碎；即使在钢爪尺寸与电解槽不匹配的情况下，也可在小车上设置相关扫描装置对块状渣进行扫描(本领域技术人员可针对块状渣相关特征设计出对应的扫描装置，且扫描装置不属于本技术的发明点，在此不作赘述)，以确定块状渣所处位置，从而指导大车、小车定位至相应位置进行碎渣。
34.本技术的大车、小车均具有自动定位系统，自动定位系统为一种基于plc编程控制运动轨迹的行车精准定位系统，行车上安装有激光测距传感器，运用plc编程进行路径规划，根据激光测距传感器的实时位置信息，控制变频器动态输出速度，达到快速、精准和平稳的定位。具体定位步骤如下：步骤1，设定运行过程的加速度、减速度、目标速度、定位完成区间、定位完成设定时间、定位精度区间和运算周期；步骤2，根据设定的加速度、减速度和目标速度计算运行轨迹；步骤3，进入控制中，在控制过程中根据实际位置反馈和步骤2中计算的运行轨迹动态输出速度；步骤4：到达定位区间时开始计时，当计时达到定位完成设定时间，定位结束，退出控制并停止速度输出；步骤5，定位结束后检查定位完成结果，实际位置在定位精度区间内时判定定位成功，若定实际位置不在定位精度范围内则判定定失败，控制系统将控制重新进行定位。上述自动定位系统已属于行业内常规设计，在此不再作过多描述。
35.采用本实施例的铝电解多功能机组碎渣装置进行碎渣的过程如下：铝电解多功能机组接收碎渣指令，控制系统控制大车和小车完成平面方向上的初定位，测量定位装置进行空间位置信息采集并反馈，由控制系统进行计算分析，控制大车及小车完成平面位置定位修正，规划后续碎渣作业路径及动作序列并发出动作指令，动力机构接受指令后驱动移动架沿导向套进行竖直运动，将碎渣执行机构精确送至指定位置进行碎渣作业，作业时通
过碎渣执行机构的竖直升降运动与两个多指钢爪的开合运动相配合实现块状渣破碎，直至作业完成。
36.本技术的铝电解多功能机组碎渣装置可在电解槽中直接将残渣破碎后再利用，大幅提高作业效率，减轻工人劳动强度，保障工人人身安全，减少环境污染，具有绿色节能环保的优势。
37.实施例3
38.本实施例与实施例2的区别在于：动力机构为卷扬驱动机构，卷扬驱动机构包括固定在小车上的绕设有钢丝绳的卷筒、设置在移动架上的动滑轮组或楔形接头，钢丝绳连接在动滑轮组或楔形接头上实现移动架的升降。
39.当然，动力机构也不局限于上述结构设计，也可以是齿轮齿条机构或链条传动机构等，无论是哪种设计，只要是能带动碎渣执行机构竖直升降的动力机构均可。
40.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。