阅读说明：本技术 一种铝电解槽智能打壳控制方法 (Intelligent crust breaking control method for aluminum electrolytic cell ) 是由 陶绍虎 刘保卫 丁晗宁 成宇峰 曹哲铭 于 2020-06-04 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种打壳控制方法,尤其涉及一种铝电解领域的铝电解槽智能打壳控制方法。控制箱接收打壳气缸电压信号,控制箱根据电压信号判断下料点的状态,控制箱再向电磁阀输出控制信号,控制打壳气缸进行动作。所述的下料点的状态为当检测到的电压信号超过2500mV时,气缸立即收回,防止锤头粘包；控制箱采集不到电压信号时,判断为下料口发生了堵料现象；控制箱连续两次采集的电压信号均大于3000 mV时,判断为下料点发生了卡料现象；控制箱采集到的电压信号高于6000 mV时,判断为阳极效应已经发生。本发明的优点效果：本发明通过电压信号识别下料口的畅通情况,对卡、堵的现象增加打壳次数,保证火眼的畅通率,使得氧化铝能够有效的溶解和扩散,提高电解槽的稳定性。(The invention relates to a crust breaking control method, in particular to an intelligent crust breaking control method for an aluminum electrolysis cell in the field of aluminum electrolysis. The control box receives the voltage signal of the crust breaking cylinder, judges the state of the blanking point according to the voltage signal, and then outputs a control signal to the electromagnetic valve to control the crust breaking cylinder to act. The state of the blanking point is that when the detected voltage signal exceeds 2500mV, the cylinder is immediately retracted to prevent the hammer head from sticking a bag; when the control box cannot acquire the voltage signal, judging that the blanking port has a material blocking phenomenon; when the voltage signals acquired by the control box for two times are both more than 3000mV, judging that the material blocking phenomenon occurs at the discharging point; and when the voltage signal collected by the control box is higher than 6000mV, judging that the anode effect has occurred. The invention has the advantages and effects that: the invention identifies the unblocked situation of the feed opening through the voltage signal, increases the crust breaking times for the phenomena of blocking and blocking, ensures the unblocked rate of the fire hole, enables the aluminum oxide to be effectively dissolved and diffused, and improves the stability of the electrolytic cell.)

一种铝电解槽智能打壳控制方法

技术领域

本发明涉及一种打壳控制方法，尤其涉及一种铝电解领域的铝电解槽智能打壳控制方法。

背景技术

铝电解行业采用大型预焙槽进行电解生产，氧化铝由槽控机控制下料，下料前由打壳气缸进行全行程打壳，打壳后开始下料。打壳锤头反复上下动作时，电解质在打壳锤头上凝固形成电解质粘连，并且会逐渐长大形成粘包，当粘包较大时不仅可能卡住打壳头的打壳动作，还会造成物料不能较好进入电解质的恶果，严重影响电解生产过程。这种固定的气缸全行程模式，存在很大的缺陷，不但缩短锤头使用寿命、且导致下料不畅、阳极效应频发。阳极效应的发生增加了铝的二次反应和氟盐的消耗，同时大大增加了人工打壳的概率与劳动强度，车间都配备大量打壳与巡检人员，且影响生产效率、增加企业的安全生产负担。受高温与现有工艺技术流程限制，打壳气缸成为消耗品，气缸的损坏率较高。另一方面严重影响到了电解槽的正常打壳下料操作，容易造成氧化铝浓度的失衡，损失效率。因此，如何防止打壳顺畅和打壳锤头粘包，是实现铝电解槽物料良好控制的一项关键因素。

目前国内在打壳系统的研究和开发上作了很多研究，形式多样，目的性明确，主要分为以下几类：1）专利CN108330509A提出的智能打壳系统，在气缸上设置有可检测其运动行程的位移传感器，以此来控制气缸的行程，该系统中还设置有结壳检测装置及液压检测装置，位移传感器、结壳检测装置及液位检测装置分别与控制单元相连接，三方相结合的方式来实现智能打壳；2）专利CN108396336A公开了一种电解槽打壳头防粘包方法，在打壳头工作时驱动打壳头上下运动的过程中，依靠设置在打壳头内部的传热结构，将打壳头部与电解质接触时导入的热量传递到打壳头尾部并更快地对外散发，使得打壳头上升脱离电解质溶液后，头部粘连的电解质温度降低后凝固破裂而落回电解槽。设置在打壳头内部的传热结构将打壳头头部的热量传递到打壳头尾部，使打壳头上升后头部快速降温，使得粘连在打壳头部的电解质凝固收缩而破裂，并落回电解槽中，从而避免粘包的产生；3）专利CN204661838U公开了一种新型的铝电解用防粘包打壳装置，包括打壳气缸和打壳锤头，打壳气缸具有缸杆；所述铝电解用防粘包打壳装置还包括固定安装与所述打壳气缸和打壳锤头之间的打壳传动装置，所述传动装置包括定向推杆、导向套筒、转向杆、复位弹簧。此装置在打壳锤头打壳和回收时能够旋转，有效实现避免和除去粘包；4）专利CN2017062391U涉及一种用于铝电解自动控制过程的铝电解下料口状态检测及智能打壳的电信号采集装置。上端固接在气缸体法兰盘上，下端与活塞导杆接触联接的桥状短接导电体。此装置安装在气缸体上，气缸体与活塞导杆之间形成一个稳定、可靠的通路，保证电信号的稳定传输，装置不随锤头一起运动，通过弹性点接触的方式与镀铬活塞导杆始终保持接触，其相互摩擦无损活塞导杆，不影响气缸使用寿命，从而防止粘包的产生；专利CN105256335A与上述专利原理相似，其特征在通过检测每个锤头的打壳反馈信号，判断该锤头是否将壳面打破，使壳面过程不再是盲目的全行程状态，当壳面被打破后控制锤头迅速提升，脱离电解槽，缩短锤头受热时间，避免锤头被烧蚀损坏，延长使用寿命。

虽然据现有的文献和报道，满足打壳锤头不粘包的研究很多，且基本能够满足打壳锤头不粘包，但是这些方法的缺点是成本较高，需要加装设备等，经济性并不划算，维护起来比较繁琐，且功能性欠缺。

发明内容

为了解决上述问题本发明提出了一种铝电解槽智能打壳控制方法，目的是减少锤头粘包现象，减小工人劳动强度，延长气缸锤头的使用寿命。

为达上述目的本发明一种铝电解槽智能打壳控制方法，控制箱接收打壳气缸电压信号，控制箱根据电压信号判断下料点的状态，控制箱再向电磁阀输出控制信号，控制打壳气缸进行动作。

所述的下料点的状态为当检测到的电压信号超过2500mV时，气缸立即收回，防止锤头粘包；控制箱采集不到电压信号时，判断为下料口发生了堵料现象；控制箱连续两次采集的电压信号均大于3000 mV时，判断为下料点发生了卡料现象；控制箱采集到的电压信号高于6000 mV时，判断为阳极效应已经发生。

所述的控制箱采集不到电压信号时，控制箱要对堵料进行处理，增加打壳一次，如还未检测到电压信号，控制箱进行报警，现场要进行人工干预。

所述的控制箱连续两次采集的信号均大于3000mV时，控制箱要对卡料进行处理，连续增加打壳两次，如仍未解决，控制箱要进行报警，现场要进行人工干预。

所述的控制箱采集到的电压信号高于6000mV时，控制箱要对阳极效应进行处理，连续增加打壳两次，如仍未解决，控制箱要进行报警，现场要进行人工干预。

所述的通过记录打壳锤头向下运动过程中接触电解质的时间来判断打壳锤头的长短，判断其是否需要更换。

所述的打壳锤头向下运动过程中接触电解质的时间大于规定值，则需要更换打壳锤头。

一种铝电解槽智能打壳控制方法，还包括火眼开孔率高于95%以上，实行打一次壳，下两次料；火眼开孔率低于60%以下的，实行打两次壳，下一次料。

本发明的优点效果：本发明通过电压信号识别下料口的畅通情况，对卡、堵的现象增加打壳次数，保证火眼的畅通率，使得氧化铝能够有效的溶解和扩散，提高电解槽的稳定性；有效的解决气缸打壳过程中的粘包问题，节约压缩空气使用量；能够检测到阳极效应的发生，并对其进行预处理；不能自动解决的下料点卡、堵现象，将启动报警功能；实现电流效率的提高、降低吨铝能耗的目的。

附图说明

图1是本发明控制示意图。

图中：1、控制箱；2、电磁阀；3、打壳气缸；4、锤头；5、电压信号采集装置。

具体实施方式

下面对本发明的实施例结合附图加以详细描述，但本发明的保护范围不受实施例所限。

如图所示，本发明一种铝电解槽智能打壳控制方法，控制箱1接收打壳气缸3电压信号，控制箱1根据电压信号判断下料点的状态，控制箱1再向电磁阀2输出控制信号，控制打壳气缸进行动作。控制箱1安装在烟道端槽控机的下方或者侧方，与槽控系统分离，电压信号采集装置5的线缆正极连接打壳气缸3，负极连接在阴极大母线上，电压信号采集装置5的线缆正极和负极都接入控制箱1内，当打壳气缸锤头4接触电解质上表面时，锤头4与阴极大母线形成有效回路，控制箱1能够检测到电压信号。

所述的下料点的状态为当检测到的电压信号超过2500mV时，气缸立即收回，防止锤头粘包；控制箱采集不到电压信号时，判断为下料口发生了堵料现象；控制箱连续两次采集的电压信号均大于3000 mV时，判断为下料点发生了卡料现象；控制箱采集到的电压信号高于6000 mV时，判断为阳极效应已经发生。

所述的控制箱采集不到电压信号时，控制箱要对堵料进行处理，增加打壳一次，如还未检测到电压信号，控制箱进行报警，现场要进行人工干预。

所述的控制箱连续两次采集的信号均大于3000mV时，控制箱要对卡料进行处理，连续增加打壳两次，如仍未解决，控制箱要进行报警，现场要进行人工干预。

所述的控制箱采集到的电压信号高于6000mV时，控制箱要对阳极效应进行处理，连续增加打壳两次，如仍未解决，控制箱要进行报警，现场要进行人工干预。

所述的通过记录打壳锤头向下运动过程中接触电解质的时间来判断打壳锤头的长短，判断其是否需要更换。

所述的打壳锤头向下运动过程中接触电解质的时间大于规定值，则需要更换打壳锤头。如果规定值为x秒，当打壳锤头向下运动过程中接触电解质的时间大于x秒，则需要更换打壳锤头。

如果火眼开孔率高于95%以上，实行打一次壳，下两次料；火眼开孔率低于60%以下的，实行打两次壳，下一次料。