三层液精铝生产中临时断电装置的改进

2014-12-25柳世红杨光辉

设备管理与维修 2014年10期

柳世红杨光辉赵磊

（1.山西昇运有色金属有限公司山西运城 2.内蒙古新长江矿业投资有限公司内蒙古鄂尔多斯）

精铝指的是铝纯度一般为99.95～99.996%的产品，因为具有很好的导电性、可塑性、光反射性、延展性和耐腐蚀性以及极低的导磁性，使其在以高科技为主导的当今社会里具有广泛的应用，尤其在电子、能源、交通、汽车、计算机、航天等工业和科技领域更受青睐。目前，工业生产精铝主要有三层液电解法和偏析熔炼法两种工艺，具初步统计，止2013年上半年，我国精铝总生产能力达到13万吨，其中11万吨生产都是采用三层液电解法工艺。

一、问题

1.三层液精铝正常生产过程需要随时断电

目前国内三层液精铝正常生产都用固体精铝作电极导电，电极刚刚与精铝液面接触，不浸入精铝液内，理论只起导电作用。在生产过程中，精铝电极底掌会被氧化，形成Al2O3膜，也会附着一层挥发的电解质渣，随着使用时间的延长，Al2O3膜和渣层也越来越厚，电极底掌与精铝液间电阻会增大，之间的电压降也会随之增大，到一定程度时就会在电极底掌的某点发生放电现象，这一现象在精铝生产中称为“打火”，“打火”现象一旦发生，会不同程度的影响精铝液质量，此时必须立即对该精铝槽断电，对精铝电极底掌进行清理或更换电极，然后再通电。为避免“打火”现象发生，实际生产过程中过一段时间根据实际情况对电极底掌进行清理或更换新电极。

三层液精铝槽槽底部大母线上都设计有短路口，供停槽大修或异常情况时较长时间断电使用，除有此短路口外，在其立柱母线上还安装有临时断电装置，以便在生产过程中随时短时间断电使用。

2.目前三层液精铝生产中的类型及特点

目前国内三层液精铝生产中临时断电装置有两种类型，一种是偏心轮结构，此结构在实际生产应用中能实现短路口的快速闭合和断开，达到精铝槽快速断电的目的，但是偏心轮结构运行不够平稳，压力不够，断电后短路口电压降较高（＞300 mV），且闭合后自锁性差；另一种临时断电装置是纯丝杠结构，此结构运行平稳，压力足够，断电后短路口电压降较低，闭合后自锁性较好，其不足是机构的闭合和断开的速度不够迅速，难以保证各处短路口接触面快速闭合、分离，分离时短路口接触面容易产生较大的火花，对接面损伤较大。

二、改造方案及实施

临时断电装置（图1、图2）包括位于精铝槽立柱铝母线一侧的临时铝块，该铝块与精铝槽立柱铝母线另一侧的底座用夹紧螺栓固定在立柱铝母线上，在底座与铝母线间隔有绝缘层；铝母线块内侧是临时铝板，外侧是与前座焊接在一起的导向滑板，导向滑板、临时铝板和铝母线块用螺栓固定在一起，导向滑板与铝母线块间隔有绝缘层；连杆轴与轴芯把前座通过轴销和棘轮机构连接起来，棘轮机构与转轴固定，转轴在手柄的作用下带动棘轮机构转动，轴销可沿着棘轮机构上的曲线孔移动，带动轴芯和连杆轴直线移动，从而使临时铝板与临时铝块接触或分离，达到精铝槽短路口打开和闭合的目的。在整个操作过程中，导向滑板沿着左右连板水平滑动，确保铝母线块水平移动，支撑板、左右连板和后座整体固定在一起，起固定和支架作用。

在精铝槽正常生产时，临时铝块与临时铝板是相互分开的，之间插有绝缘板，当精铝槽需要清理电极底掌或测量“三层”高度等正常生产操作时，先抽出临时铝块与临时铝板间的绝缘板，然后转动手柄，带动棘轮机构转动，轴销沿着棘轮机构上的曲线孔滑动，依次带动连杆轴、轴芯、前座、铝母线块和临时铝板向临时铝块方向移动，迅速使临时铝板和临时铝块充分接触，达到系列不停电的情况下该精铝槽断电的目的。等各项生产操作完成后，再反方向操作手柄，使临时铝板与临时铝块迅速分离，插上绝缘板，精铝槽又恢复通电。