摘要：阳极母线升降架是一种特殊的设备，是改善铝电解槽母线的必不可少的设备。母线提升框架是一个大型铝电解槽的生产是必不可少的专用设备，根据当前运行的情况下，有一些缺陷在设计和意想不到的情况下，容易使压缩空气压降，汽缸断开，单独的阳极导杆的平衡和电解槽巴士，电路、光阳极导杆和平衡大巴士。本文介绍了国内首创的几个主要结构和独立的知识产权，对同类产品的设计和改进具有重要的指导意义。
关键词：500KA；铝电解槽；阳极母线；提升框架
1前言
铝电解多功能机组是大型预焙阳极铝电解的关键生产设备，完成阳极铝电解槽的地壳，变极，下料，夹渣的清除，铝电解槽，辅助阳极母线，解除了上部结构和下部结构和其他零星的取消，等。预焙细胞目前国内电解铝厂改进公共汽车，采用上面的方法预焙阳极电解槽专用设备-阳极母线的组织框架，广泛应用于铝电解槽生产的各种系列，阳极母线提升框架的成熟技术，使用性能可靠，机械化程度高，已经发展成为一个大规模生产的铝电解槽系列专用设备，但也有一些不利因素在实践操作中，影响安全生产，需要进一步优化。
2阳极炭块对铝电解生产的影响
2.1阳极炭块的应用
现在通用汽车铝电解槽阳极碳块被用作阳极导电材料和电解化学消费在电解铝生产铝电解阳极碳块和铝导杆、阳极钢爪，使用的方法将磷铁圈在一起，构造成阳极钢爪，连接到阳极大巴士，在电解生产过程中，阳极碳块底部的沉浸在铝电解槽电解质的液体，参与电化学反应。阳极碳的高度随电化学反应时间的延长而延长，而减少的时间则减少，平均消耗量约为15mm/d。阳极碳块的高度在铝电解槽生产的过程可以分为两个部分，一部分的高度是在电解的过程中消耗部分，称为阳极净消费水平部分，一部分是高度的电动坦克更换部件，被称为极的剩余部分。
2.2磁极变换操作对铝电解生产过程的影响
铝电解槽的换极操作，对电解槽的稳定性和电流效率有很大影响，主要从两个方面，一个是极端的热损失，以及铝电解过程的热平衡状态；一个是电流密度的频繁变化和铝电解槽磁稳定性的影响。在铝电解槽阳极碳块上设置组的数量，导电面积和当前的实力，铝电解槽阳极碳块配置高，不仅决定阳极碳块的换极周期，同时也决定了铝电解槽换极的频率，决定电解铝厂的生产技术。铝电解槽阳极碳块配置高度设置，不仅影响铝电解工艺参数的技术指标，而且影响阳极炭块工作有关的整个工艺配置电解铝生产系统，决定了电解铝企业生产成本高、低。电解铝生产过程系统70%以上的生产过程与阳极碳块相关联的配置，如果频率增加，阳极碳块的电解生产阳极组装、脱发、变极操作，剩余极覆盖材料加工和其他生产成本将会增加，企业经济指标下降。
2.3大型铝电解槽对阳极炭块结构的要求
近年来，我国铝电解铝产能扩大到400kA~600kA。已成为我国电解铝工业的主要通道，和铝电解槽的能力的增加，最大的优势是电解铝生产的热稳定性的增加提供了许多优势，毫无疑问，然而，我国铝电解槽的大容量的增加，是走技术路线，增加了阳极电流密度条件下的导电区域常数，通过越来越多的电解槽阳极碳块。为了增加阳极导电面积，增加组阳极碳块的数量特征的技术路线，同时增加电池容量，但由于阳极碳块的高度不变，铝电解槽换极频率增加，变极的工作增加电解槽的稳定干扰，大型铝电解槽电流效率和普通铝电解槽几乎没有区别，没有明显的增加，大铝电解槽的优点难以发挥，企业的经济效益难以显现。
大型铝电解槽容量的增加，热稳定性，但更高的要求的稳定磁场，磁极改变操作稳定的最大因素无疑是破坏磁场，磁场平衡维持大型铝电解槽的直接手段，是降低铝电解槽换极的频率，在当前的技术条件，延长阳极碳块的循环是最好的方法。
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3改进阳极母线的运行流程
改进阳极母线的主要工作程序是：带阳极炭块导杆，保持阳极碳块高度不变；将阳极棒粘在阳极母线上；启动提升机提升阳极母线，达到预定位置；控制气动套筒扳手，拧紧或松开总线上的箱体销轴。
4关键部件的结构设计
500ka铝电解槽，具有跨度（18米）长、阳极碳块数（48）、单片阳极碳块重（1900kg）等特点，并在阳极母线时提升整体提升的要求。
为了避免现有阳极母线升降架的缺陷，设计的框架需要满足：在通风的情况下，打开夹头，方便进口或出口阳极碳导杆；当气体被破坏时，夹紧阳极碳棒，使阳极碳块保持高。当空气通风时，夹紧装置垂直向下，便于将板导杆导入夹持装置。当气体被破坏时，夹钳与阳极的板一起向内倾斜，确保导杆附在阳极母线上。为了满足大跨度和重负荷的要求，钢梁采用箱形结构。
4.1大梁
框架的梁必须有一定的刚度作为承梁。当框架悬挂或支撑阳极碳块时，梁的挠度要求尽可能小。在较低的偏转过程中，可以很容易地重新调整腿的尺寸来精确匹配位置。当阳极炭块得到支撑时，阳极碳块的高度不会改变。在现有梁结构的两侧，采用实心网梁结构，通过槽钢、角钢等焊接在真实腹板两侧的整体，使其重量更重，加工成本更高。该方案的结构、梁箱的设计、两侧、顶面和底面采用钢板焊接而成，内部连接板设置，整体刚性好，生产成本低。梁采用四个支撑点，各有两条支撑腿，中间四条腿长度固定。四头是可伸缩的腿。梁的上部装有两个吊架，用于框架。通过仿真对梁的有限元分析进行了分析。
4.1.1提升过程
在起重机吊架过程中，梁主要承载了夹具的自重和滑动架。在有限元分析的仿真中，通过远程加载，加载了大梁两侧的荷载。钢梁设置为固定铰链固定装置，其铰链轴为吊装框架；分析方法采用静态分析。
4.1.2改进总线进程
在提高母线的过程中，主梁主要承载了夹具和滑动架的自重，以及阳极炭块的重量。在有限元分析的仿真中，通过远程加载，加载了大梁两侧的荷载。将8支支腿的梁固定在固定夹具上；分析方法采用静态分析。
4.2夹具
夹具设计是框架设计的关键，主要包括货架、货架、支架和螺栓连接的支撑，并配备了绝缘措施，防止电解池电流通过夹具传导到梁；下架用两个平衡弹簧连接到架子上。下部框架设计为方形管，便于导引杆的引入。下架配有夹头，两套压缩弹簧和活塞筒，可夹紧或从阳极棒上释放。它有一个压缩弹簧的活塞筒。它的活塞杆头与框架的下半部分连接在一起，可以用来推动阳极导杆的底部加强阳极母线。夹具设计的关键是确定夹紧阳极导杆的夹紧弹簧预紧力，以及阳极棒紧固弹簧的预应力。
5结束语
随着电解槽单缸容量的增大，其形成的一整套设备结构尺寸也随之发生了相应的变化，500ka阳极母线架的研究和开发取得了如下的改进：提升梁采用箱形结构，整体良好的刚度，低的生产成本。阳极导杆压紧弹簧压力，用弹簧力将阳极导杆紧紧的压紧，以避免因突然气体故障引起的事故。通过优化设计，使设备能满足大型电解槽的铝生产需求。
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论文作者:熊灿宏
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/21
标签：阳极论文; 母线论文; 铝电解论文; 框架论文; 电解槽论文; 夹具论文; 结构论文; 《基层建设》2018年第5期论文;