阴极组装预热站的制作方法
【专利摘要】阴极组装预热站，包括框架主体、控制系统、平台小车、保温防护罩、加热电极、加热变压器、高压断路器、冷却循环水系统；在龙门框架的外侧地面上设置轨道，轨道两端分别设有平台小车，由PLC电控柜控制平台小车在地面轨道上行走；每辆平台小车上置有若干组阴极碳块，每组阴极碳块置有钢棒；加热电极分布于龙门框架两侧和中间位置，与平台小车上的阴极碳块数量相匹配，每组阴极碳块对应设置5组加热电极由PLC电控柜控制高压断路器通电，经加热变压器为加热电极提供高压电，实现阴极预热。该阴极组装预热站可同时加热6组组合好的石墨质阴极碳块和钢棒组合体，分低温段和高温段两段加热、保温，可有效降低阴极铁碳压降，降低铝电解直流电耗，提高电流效率，达到低成本、低电耗、高效率的目的。
【专利说明】
阴极组装预热站
技术领域
[0001]本发明创造涉及一种用于石墨质阴极碳块磷生铁浇铸工艺前的阴极预热工作站，其功能是将组合好的阴极和钢棒通过绝缘处理后，采用通电方式对钢棒加热。
【背景技术】
[0002]电解铝行业是能源消耗量相当大的行业之一。我国的电解铝产量在世界排名第一，并且是铝材料的消费大国，因此电解铝行业急需低能耗的生产工艺和设备，以达到降低生产成本，节约人力和节能环保的国家发展要求。
[0003]在电解铝的过程中，需要对石墨制备阴极。现有技术中，通常使用捣制方法。如果使用钢棒与阴极碳块之间添加磷铁，就必须对阴极碳块进行预热。此工艺能够有效加大现有技术中电解铝效率底的问题，具有降低阴极碳块压降的效果;节能高效。为了实现该先进工艺的实施，需要设计一种阴极组装预热站，对阴极碳块进行加热，以实现阴极碳块浇铸磷铁的工艺。该阴极组装预热站的研发，符合当下国家节能减排的号召。
【发明内容】
[0004]为了解决上述存在的技术问题，本发明创造提供适用于全新工艺要求的阴极组装预热站。
[0005]本发明创造的目的是通过下述技术方案实现的:阴极组装预热站，其特征在于:包括框架主体、控制系统、平台小车、保温防护罩、加热电极、加热变压器、高压断路器、冷却循环水系统；
[0006]所述的框架主体采用龙门框架，在龙门框架上设有卷扬升降机构及气动升降机构；
[0007]所述的控制系统包括操作台、PLC电控柜;操作台位于龙门框架的一侧，PLC电控柜紧邻龙门框架；
[0008]在龙门框架的外侧地面上设置轨道，轨道两端分别设有平台小车，在轨道上安装激光测距传感器，由PLC电控柜控制平台小车在地面轨道上行走;每辆平台小车上置有若干组阴极碳块，每组阴极碳块设有两个槽，每个槽内放置2根钢棒，相邻2根钢棒中间预留间隙，钢棒与阴极碳块中间做绝缘处理；
[0009]所述的加热电极分布于龙门框架两侧和中间位置，与平台小车上的阴极碳块数量相匹配，每组阴极碳块对应设置5组加热电极，所述的加热电极由气动升降机构驱动升降，PLC电控柜控制气动升降机构动作，进而实现加热电极与钢棒夹紧或松开；由PLC电控柜控制高压断路器通电，经加热变压器为加热电极提供高压电，实现阴极预热；
[0010]所述的保温防护罩安装在龙门框架上，由卷扬升降机构驱动升降，当平台小车移动到完全置于龙门框架内，PLC电控柜控制卷扬升降机构带动保温防护罩落下，与平台小车构成一个密闭的空间，在保温防护罩内侧与钢棒、阴极碳块对应的位置设有温度传感器，用于采集钢棒及阴极碳块的温度；
[0011]所述的冷却循环水系统包括水栗、压力传感器、温度传感器、流量计，控制阀门及冷却管路，所述的冷却管路分布于龙门框架的保温防护罩上，并与加热电极连接，在冷却管路上设有压力传感器、温度传感器及流量计，由PLC电控柜控制冷却水流量对预热站的加热电级和电缆进行冷却。
[0012]每个平台小车上放置6组阴极碳块，每组阴极碳块共设置4根钢棒，组装后的每组阴极碳块上对应设置5组加热电极。
[0013]本发明创造的有益效果:本发明创造采用上述方案，其设计构思是将组合好的阴极碳块和钢棒通过绝缘处理后，两侧与中间的加热电极在气缸的带动下夹紧钢棒，使其接触，由变压器供电，加热电极与钢棒经变压器构成回路，此时钢棒成为电阻，对钢棒进行预热，预热阴极碳块后浇筑磷铁;该阴极组装预热工作站可同时加热6组组合好的石墨质阴极碳块和钢棒组合体，分低温段和高温段两段加热、保温。炉内气氛氧含量控制在14%以内，通过预热后浇铸的阴极碳块有效降低阴极铁碳压降，降低铝电解直流电耗，提高电流效率，成品合格率达99%以上，达到低成本、低电耗、高效率的目的。
【附图说明】
[0014]图1是本发明创造的结构示意图。
[0015]图2是图1的左视图。
[0016]图3是图1的俯视图。
【具体实施方式】
[0017]阴极组装预热站，如图1所示，包括框架主体、控制系统、平台小车7、保温防护罩3、加热电极11、加热变压器5、高压断路器15、冷却循环水系统I。
[0018]框架主体采用龙门框架4，在龙门框架4上设有卷扬升降机构12及气动升降机构13ο
[0019]所述的控制系统包括操作台9、PLC电控柜6;操作台9位于龙门框架4的一侧，PLC电控柜6紧邻龙门框架。
[0020]在龙门框架4的外侧地面上设置轨道，轨道两端分别设有平台小车7，在轨道上安装激光测距传感器，由PLC电控柜6控制平台小车7在地面轨道上行走;每辆平台小车7上置有6组阴极碳块8，阴极碳块8设有两个槽，每个槽内放置2根钢棒10，相邻2根钢棒10中间预留间隙，钢棒1与阴极碳块8中间做绝缘处理。
[0021]加热电极11分布于龙门框架4的两侧和中间位置，与平台小车7上的阴极碳块数量相匹配，每组阴极碳块8对应设置5组加热电极11，如图所示，本示例中龙门框架4的两侧和中间位置分别放置6组加热电极，加热电极11由气动升降机构13驱动升降，气动升降机构包括气缸、气动阀和三联件，加热电极与气动升降机构的气缸杆连接，PLC电控柜控制气动升降机构动作，在气动升降机构气缸杆的带动下，加热电极11实现与钢棒18的夹紧或松开。由PLC电控柜6控制高压断路器15通断，经加热变压器5及电缆为加热电极11提供高压电，实现阴极预热。
[0022]保温防护罩3安装在龙门框架4上，由卷扬升降机构12驱动升降，当平台小车7移动到完全置于龙门框架4内，PLC电控柜6控制卷扬升降机构12带动保温防护罩3落下，与平台小车7构成一个密闭的空间，在保温防护罩3内侧与钢棒、阴极碳块对应的位置设有温度传感器，用于采集钢棒及阴极碳块的温度.
[0023]冷却循环水系统I包括水栗、压力传感器、温度传感器、流量计，控制阀门及冷却管路，冷却管路分布于龙门框架的保温防护罩3上，并与加热电极12连接，在冷却管路上设有压力传感器、温度传感器及流量计，由PLC电控柜6控制冷却水流量，对预热站的加热电级11和电缆进行冷却。防止加热温度高电极融化，冷却管路内的冷却水为软化水或蒸馏水，不含任何杂质，不导电。
[0024]该阴极组装预热站的使用方法，其步骤如下:
[0025]I)将阴极碳块放到I个台平台车上，将阴极钢棒与阴极碳块组装，在钢棒与阴极碳块中间填充绝缘材料；
[0026]2)由PLC电控柜控制平台车进入阴极组装预热站，当平台小车移动到完全置于龙门框架内，放下保温防护罩，气动升降机构的气缸动作，龙门框架两侧的加热电极将钢棒夹持;龙门框架中间加热电极将阴极碳块的两个钢棒压紧，形成电流回路；
[0027]3)启动加热程序，控制系统根据预设的加热温度，对阴极碳块和阴极钢棒进行预热;整个工作周期通常为2-3小时，根据不同规格阴极碳块加热时间有所不同，预热完成后，加热变压器自动停电，加热电极张开，防护罩升起，平台车开回初始位置，将另一台平台车驶入，开始下一循环；(员工将阴极碳块和钢棒按工艺要求摆放在一个台车上后，操作台车自动进入预热站，完成一个加热周期后，浇筑磷铁，两车交替工作，节省时间。)
[0028]在步骤3)的加热过程中，由PLC电控柜采集钢棒及阴极碳块温度，当钢棒及阴极碳块温度达到温度门限值时，控制变压器通/停电。
【主权项】
1.阴极组装预热站，其特征在于:包括框架主体、控制系统、平台小车、保温防护罩、加热电极、加热变压器、高压断路器、冷却循环水系统； 所述的框架主体采用龙门框架，在龙门框架上设有卷扬升降机构及气动升降机构； 所述的控制系统包括操作台、PLC电控柜;操作台位于龙门框架的一侧，PLC电控柜紧邻龙门框架； 在龙门框架的外侧地面上设置轨道，轨道两端分别设有平台小车，在轨道上安装激光测距传感器，由PLC电控柜控制平台小车在地面轨道上行走;每辆平台小车上置有若干组阴极碳块，每组阴极碳块设有两个槽，每个槽内放置2根钢棒，相邻2根钢棒中间预留间隙，钢棒与阴极碳块中间做绝缘处理； 所述的加热电极分布于龙门框架两侧和中间位置，与平台小车上的阴极碳块数量相匹配，每组阴极碳块对应设置5组加热电极，所述的加热电极由气动升降机构驱动升降，PLC电控柜控制气动升降机构动作，进而实现加热电极与钢棒夹紧或松开；由PLC电控柜控制高压断路器通电，经加热变压器为加热电极提供高压电，实现阴极预热； 所述的保温防护罩安装在龙门框架上，由卷扬升降机构驱动升降，当平台小车移动到完全置于龙门框架内，PLC电控柜控制卷扬升降机构带动保温防护罩落下，与平台小车构成一个密闭的空间，在保温防护罩内侧与钢棒、阴极碳块对应的位置设有温度传感器，用于采集钢棒及阴极碳块的温度； 所述的冷却循环水系统包括水栗、压力传感器、温度传感器、流量计，控制阀门及冷却管路，所述的冷却管路分布于龙门框架的保温防护罩上，并与加热电极连接，在冷却管路上设有压力传感器、温度传感器及流量计，由PLC电控柜控制冷却水流量对预热站的加热电级和电缆进行冷却。2.根据权利要求1所述的阴极组装预热站，其特征在于:每个平台小车上放置6组阴极碳块，每组阴极碳块共设置4根钢棒，组装后的每组阴极碳块上对应设置5组加热电极。
【文档编号】C25C3/08GK205710953SQ201620634352
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】王吉男, 冯新岩, 牟东东, 杨寒梅
【申请人】沈阳汇丰机械有限公司