本发明涉及电解槽施工设备技术领域，具体涉及一种阴极炭块缝隙布料扎固设备及扎固方法。
背景技术：
电解铝就是通过电解得到的铝，现代电解铝工业生产采用冰晶石-氧化铝融盐电解法，熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以炭素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃-970℃下，在电解槽内的两极上进行电解，电解槽由槽体、阳极和阴极组成，多数用隔膜将阳极室和阴极室隔开，当直流电通过电解槽时，在阳极与溶液界面处发生氧化反应，在阴极与溶液界面处发生还原反应，以制取所需产品。
当下中国的电解铝工业具有规模大、单位产品投资低、劳动力成本低等优势，部分电解铝厂的槽容量已经赶上或超过世界领先水平，但是也存在槽电压高、电流效率低、等同单位面积电解槽的产量低等不足，且电解槽的搭建维修效率低、工作量大、电解槽的搭建维修质量难以保证。
目前，国外电解铝行业已普遍采用自动化捣鼓设备进行电解槽的槽壳维修作业，而我国电解铝企业在对电解槽的槽壳大修筑槽时，全部采用人工对阴极炭块间缝和阴极炭块与槽壳之间的周围缝进行布料及扎固作业，在每次扎固作业时存在施工人员多、施工人员能力有差别、施工环境差、劳动强度大、施工人员的工作技能对扎固效果影响大等缺点，受国内电解铝车间工况的限制，也无法推广使用国外电解铝行业已采用的自动化捣鼓设备的作业方式。
因此，有必要根据我国电解铝车间工况，设计一种能够对阴极炭块间缝隙和阴极炭块与槽壳间缝隙填充糊料的设备。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种阴极炭块缝隙布料扎固设备及扎固方法，解决现有技术中电解槽中的阴极炭块间缝隙和阴极炭块与槽壳间缝隙布料扎固所存在的扎固质量不稳定、用工量大、工作环境差和工作效率低的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明的一方面是：
提供一种阴极炭块缝隙布料扎固设备，包括用于在电解槽上方沿前后方向移动的前后行走机构和安装在该前后行走机构上能够左右移动的左右行走机构，该左右行走机构的上方安装有用于向电解槽内的阴极炭块缝隙中布设糊料的布料机构，下方设置有用于对阴极炭块缝隙中的糊料进行扎固的扎固装置，该布料机构包括安装于该左右行走机构上用于盛装糊料的料箱和用于输出该料箱内糊料的糊料导向管，该扎固装置包括用于刮平阴极炭块缝隙中糊料的扎固锤头和用于对阴极炭块缝隙中糊料进行压缩的扎固枪。
优选的，该前后行走机构包括安装在电解槽槽壳上的两条前后行走轨道、用于沿该前后行走轨道前后移动的大端梁和至少两根间隔安装在该大端梁上的横梁，其中，在两条该前后行走轨道上各设有一根该大端梁，该大端梁与该前后行走轨道相平行，其通过由电机驱动的滚轮安装于该前后行走轨道上，该横梁的两端分别固定于两根该大端梁上。
优选的，该左右行走机构包括间隔铺设于该横梁上的两条左右行走轨道、用于沿该左右行走轨道左右移动的小端梁和至少两根间隔安装在该小端梁上的纵梁，其中，在两条该左右行走轨道上各设有一根该小端梁，该小端梁与该左右行走轨道相平行，其通过由电机驱动的滚轮安装于该左右行走轨道上，该纵梁的两端分别固定于两根该小端梁上。
优选的，该扎固装置还包括回转机构、翻转机构和升降机构，该回转机构包括安装于该纵梁下方的第一驱动装置、与该第一驱动装置相连接的回转支架，该第一驱动装置带动该回转支架在水平方向回转动作；该翻转机构包括安装于该回转支架下部的第二驱动装置、与该第二驱动装置相连接的翻转支架，该第二驱动装置带动该翻转支架在竖直方向翻转动作；该升降机构包括安装于该翻转支架上的主动链轮、从动链轮、用于驱动该主动链轮的第三驱动装置、安装于该翻转支架内的光杠以及通过直线轴承安装于该光杠上的固定架，该升降机构还设置一端固定在该固定架上部并依次绕经该主动链轮、从动链轮后将另一端固定于该固定架下部的链条，以带动该固定架上下移动，该扎固锤头和扎固枪均安装于该固定架上。
优选的，该第一驱动装置和第二驱动装置通过法兰盘分别安装在该纵梁和回转支架上，且该法兰盘之间夹设有消振装置。
优选的，该布料机构还包括位于该料箱内部用于拨送糊料的拨杆，该料箱的底板上具有下料口，该下料口处对应设置有用于传输该拨杆拨送的糊料的螺旋绞龙，该糊料导向管顶端由该螺旋绞龙的末端连通到其内部，且在该料箱顶部设置有用于驱动该拨杆的第四驱动装置，在该螺旋绞龙的端部设置有用于驱动其转动的第五驱动装置。
优选的，该第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置、第四驱动装置和/或第五驱动装置为电机或液压马达。
优选的，该扎固装置设置有1-4套，其左右对称布设于该左右行走机构上；该扎固枪为tf-2n气动扎固枪或者同类产品气动扎固枪；该扎固枪和扎固锤头位于同一直线上，且尾部相连接。
本发明的第二方面是：
提供一种阴极炭块缝隙布料扎固方法，具体包括以下步骤：
（1）左右方向缝隙的布料与扎固：
（1.1）开动大端梁使其沿电解槽槽壳长度方向前后移动至某一左右方向缝隙的上方；
（1.2）通过拨杆将糊料由料箱底板上的下料口送入螺旋绞龙，并通过螺旋绞龙将糊料输送到糊料导向管，通过糊料导向管向左右方向缝隙中填充糊料，同时开动小端梁带动糊料导向管沿左右方向移动，直至将该左右方向缝隙中布满一层所需厚度的糊料；
（1.3）通过回转机构、翻转机构或升降机构将扎固锤头的底端移至该左右方向缝隙之上，开动该小端梁带动该扎固锤头沿左右方向移动，以该扎固锤头为刮板，刮平该左右方向缝隙中布下的糊料；
（1.4）通过回转机构、翻转机构或升降机构将扎固枪移至该左右方向缝隙之上，开动该小端梁带动该扎固枪沿左右方向移动，该扎固枪在一定压强的气源驱动下对该左右方向缝隙中布下的糊料按一定压缩比施加气压进行扎固；
（1.5）按照步骤（1.2）至步骤（1.4）对该左右方向缝隙进行多次布料与扎固作业，直至在该左右方向缝隙中填满糊料；
按照步骤（1.1）至步骤（1.5）对电解槽中的所有左右方向缝隙逐一进行布料与扎固；
（2）前后方向缝隙的布料与扎固：
（2.1）开动小端梁使其沿电解槽槽壳宽度方向左右移动至某一侧前后方向缝隙的上方；
（2.2）通过拨杆将糊料由料箱底板上的下料口送入螺旋绞龙，并通过螺旋绞龙将糊料输送到糊料导向管，通过糊料导向管向左右方向缝隙中填充糊料，同时开动大端梁带动糊料导向管沿前后方向移动，直至将该前后方向缝隙中布满一层所需厚度的糊料；
（2.3）通过回转机构、翻转机构或升降机构将扎固锤头的底端移至该前后方向缝隙之上，开动该小端梁带动该扎固锤头沿前后方向移动，以该扎固锤头为刮板，刮平该前后方向缝隙中布下的糊料；
（2.4）通过回转机构、翻转机构或升降机构将扎固枪移至该前后方向缝隙之上，开动该大端梁带动该扎固枪沿前后方向移动，该扎固枪在一定压强的气源驱动下对该前后方向缝隙中的糊料按一定压缩比施加气压进行扎固；
（2.5）按照步骤（2.2）至步骤（2.4）对该前后方向缝隙进行多次布料与扎固作业，直至在该前后方向缝隙中填满糊料；
按照步骤（2.1）至步骤（2.5）对电解槽中位于两侧的前后方向缝隙分别进行布料与扎固作业。
优选的，该步骤（1）中，对于阴极炭块间的左右方向缝隙，每道缝隙进行八次布料与扎固作业；
该步骤（1）中，对于位于电解槽槽壳前后两端的、上端面为斜面的左右方向缝隙，每道缝隙进行三次布料与扎固作业，其中前两次布料后扎平，第三次布料成斜坡，并通过回转机构、翻转机构或升降机构将扎固锤头和扎固枪移至垂直于该左右方向缝隙上端面的位置，再进行刮平、扎固作业，且扎固后仍为斜坡；
该步骤（2）中，每道前后方向缝隙进行三次布料与扎固作业，其中前两次布料后扎平，第三次布料成斜坡，并通过回转机构、翻转机构或升降机构将扎固锤头和扎固枪移至垂直于该前后方向缝隙上端面的位置，再进行刮平、扎固作业，且扎固后仍为斜坡。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：
1.本发明阴极炭块缝隙布料扎固设备通过操作机械的方式作业，具有布料扎固质量好、施工人员少、工作效率高的优点，且改善了施工人员的工作环境。
2.本发明阴极炭块缝隙布料扎固设备能够沿前后方向和左右方向移动，且能够带动扎固锤头和扎固枪进行回转、翻转及升降作业，具有多个方向的自由度，能够对电解槽中的缝隙进行全方位布料、扎固。
3.本发明阴极炭块缝隙布料扎固设备针对电解槽内位于前后两端和左右两侧的、上端面倾斜的缝隙，能够通过旋转扎固枪，使扎固枪与对应缝隙的上端面垂直，从而保证边缘缝隙的扎固效果。
4.按照本发明阴极炭块缝隙布料扎固方法中提供的步骤对电解槽中缝隙进行布料扎固，具有操作方便、效率高、扎固质量好的优点。
附图说明
图1为本发明实施例1阴极炭块缝隙布料扎固设备的结构示意图；
图2为图1中阴极炭块缝隙布料扎固设备的左视图；
图3为本发明实施例1阴极炭块缝隙布料扎固设备扎固装置的结构示意图；
图4为本发明实施例1阴极炭块缝隙布料扎固设备布料机构的结构示意图；
图5为本发明实施例1阴极炭块缝隙布料扎固设备前后行走机构和左右行走机构的结构示意图；
图6为本发明实施例2阴极炭块缝隙布料扎固方法的流程图。
附图中各标号示意为：100-电解槽、101-前后行走轨道、102-大端梁、103-横梁、104-电机、105滚轮、106-左右行走轨道、107-小端梁、108-纵梁、109-阴极炭块110-阴极炭块间缝隙、111-阴极炭块与电解槽间缝隙、112-料箱、113-糊料导向管、114-扎固锤头、115-扎固枪、116-第一驱动装置、117-回转支架、118-第二驱动装置、119-翻转支架、120-主动链轮、121-从动链轮、122-第三驱动装置、123-光杠、124-固定架、125-链条、126-法兰盘、127-消振装置、128-拨杆、129-螺旋绞龙、130-第四驱动装置、131-第五驱动装置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。
实施例1：
请一并参阅图1至图5。
本发明实施例阴极炭块缝隙布料扎固设备包括用于在电解槽100上方沿前后方向移动的前后行走机构和安装在前后行走机构上能够左右移动的左右行走机构，前后行走机构包括安装在电解槽100的槽壳上的两条前后行走轨道101、用于沿前后行走轨道101前后移动的大端梁102和两根间隔安装在大端梁102上的横梁103，其中，在两条前后行走轨道101上各设有一根大端梁102，大端梁102与前后行走轨道101相平行，其通过由电机104驱动的滚轮105安装于前后行走轨道101上，控制电机104正反转即可控制大端梁102在前后行走轨道101上前后移动。
横梁103的两端分别固定于两根大端梁102上，两根横梁103与两根大端梁102形成“井”字形支架，其中的左右行走机构包括间隔铺设于横梁103上的两条左右行走轨道106、用于沿左右行走轨道106左右移动的小端梁107和两根间隔安装在小端梁107上的纵梁108，其中，在两条左右行走轨道106上各设有一根小端梁107，小端梁107与左右行走轨道106相平行，其通过由电机驱动的滚轮安装于左右行走轨道106上，控制电机正反转即可控制小端梁107在左右行走轨道106上沿左右方向移动，纵梁108的两端分别固定于两根小端梁107上，两根纵梁108和两根小端梁107形成“井”字形支架，这样，大端梁102和小端梁107可以带动纵梁108在电解槽100（见图2）上方沿前后左右四个方向移动。
进一步的，在左右行走机构的上方安装有用于向电解槽100内的阴极炭块109缝隙中布设糊料的布料机构，这里的缝隙包括阴极炭块间缝隙110和阴极炭块与电解槽间缝隙111，左右行走机构的下方设置有用于对阴极炭块109缝隙中的糊料进行扎固的扎固装置，布料机构包括安装于左右行走机构上用于盛装糊料的料箱112和用于输出料箱112内糊料的糊料导向管113，料箱112内的糊料经糊料导向管113后注入到缝隙中。布料机构还包括位于料箱112内部用于拨送糊料的拨杆128，料箱112的底板上具有下料口，在下料口处对应设置有用于传输拨杆128拨送的糊料的螺旋绞龙129，糊料导向管113顶端由螺旋绞龙129的末端连通到螺旋绞龙的内部，且在料箱112顶部设置有用于驱动拨杆128的第四驱动装置130，第四驱动装置130通过减速器驱动拨杆128，在螺旋绞龙129的端部设置有用于驱动其转动的第五驱动装置131，开启第四驱动装置130可带动拨杆128将料箱112内糊料拨送到下料口处，开启第五驱动装置131可带动螺旋绞龙129转动将下料口流出的糊料进一步输送到糊料导向管113中，糊料即可从底端开口流出。
扎固装置包括用于刮平阴极炭块109缝隙中糊料的扎固锤头114和用于对阴极炭块109缝隙中糊料进行压缩的扎固枪115，当某一缝隙中填满糊料之后，采用扎固锤头114将该缝隙上开口处的糊料刮平，然后在采用扎固枪115对该缝隙中的糊料按照一定压缩比进行压缩。本实施例中，扎固装置设置有1-4套，其左右对称布设于左右行走机构上，扎固枪115为tf-2n气动扎固枪或者同类产品气动扎固枪，扎固枪115和扎固锤头114位于同一直线上，且尾部相连接。
进一步的，扎固装置还包括回转机构、翻转机构和升降机构，回转机构用于带动扎固锤头114和扎固枪115在水平方向上沿周向回转，翻转机构用于带动扎固锤头114和扎固枪115在竖直方向上翻转，升降机构用于带动扎固锤头114和扎固枪115在竖直方向上升降。
回转机构包括安装于纵梁108下方的第一驱动装置116、与第一驱动装置116相连接的回转支架117，第一驱动装置116带动回转支架117在水平方向回转动作；翻转机构包括安装于回转支架117下部的第二驱动装置118、与第二驱动装置118相连接的翻转支架119，第二驱动装置118带动翻转支架119在竖直方向翻转动作；升降机构包括安装于翻转支架119上的主动链轮120、从动链轮121、用于驱动主动链轮120的第三驱动装置122、安装于翻转支架119内的光杠123以及通过直线轴承安装于光杠123上的固定架124，升降机构还设置一端固定在固定架124上部并依次绕经主动链轮120、从动链轮121后将另一端固定于固定架124下部的链条125，以带动固定架124上下移动，扎固锤头114和扎固枪115均安装于固定架124上。
第一驱动装置116和第二驱动装置118通过法兰盘126分别安装在纵梁108和回转支架117上，且法兰盘126之间夹设有消振装置127，该消振装置127是通过聚氨酯板制成，消振装置127有效降低驱动装置工作时引起的振动。
这里，第一驱动装置116、第二驱动装置118、第三驱动装置122、第四驱动装置130和第五驱动装置131均为电机。
实施例2
请参阅图6。
本发明实施例阴极炭块缝隙布料扎固方法采用实施例1中的阴极炭块缝隙布料扎固设备，具体包括以下步骤：
s100：左右方向缝隙的布料与扎固：
s101：开动大端梁使其沿电解槽槽壳长度方向前后移动至某一左右方向缝隙的上方；
s102：通过拨杆将糊料由料箱底板上的下料口送入螺旋绞龙，并通过螺旋绞龙将糊料输送到糊料导向管，通过糊料导向管向左右方向缝隙中填充糊料，同时开动小端梁带动糊料导向管沿左右方向移动，直至将该左右方向缝隙中布满一层所需厚度的糊料；
s103：通过回转机构、翻转机构或升降机构将扎固锤头的底端移至该左右方向缝隙之上，开动该小端梁带动该扎固锤头沿左右方向移动，以该扎固锤头为刮板，刮平该左右方向缝隙中布下的糊料；
s104：通过回转机构、翻转机构或升降机构将扎固枪移至该左右方向缝隙之上，开动该小端梁带动该扎固枪沿左右方向移动，该扎固枪在一定压强的气源驱动下对该左右方向缝隙中布下的糊料按一定压缩比施加气压进行扎固；
s105：按照步骤（102）至步骤（104）对该左右方向缝隙进行多次布料与扎固作业，直至在该左右方向缝隙中填满糊料；
按照步骤（101）至步骤（105）对电解槽中的所有左右方向缝隙逐一进行布料与扎固；
其中，对于阴极炭块间的左右方向缝隙，每道缝隙进行八次布料与扎固作业；对于位于电解槽槽壳前后两端的、上端面为斜面的左右方向缝隙，每道缝隙进行三次布料与扎固作业，其中前两次布料后扎平，第三次布料成斜坡，并通过回转机构、翻转机构或升降机构将扎固锤头和扎固枪移至垂直于该左右方向缝隙上端面的位置，再进行刮平、扎固作业，且扎固后仍为斜坡；
s200：前后方向缝隙的布料与扎固：
s201：开动小端梁使其沿电解槽槽壳宽度方向左右移动至某一侧前后方向缝隙的上方；
s202：通过拨杆将糊料由料箱底板上的下料口送入螺旋绞龙，并通过螺旋绞龙将糊料输送到糊料导向管，通过糊料导向管向左右方向缝隙中填充糊料，同时开动大端梁带动糊料导向管沿前后方向移动，直至将该前后方向缝隙中布满一层所需厚度的糊料；
s203：通过回转机构、翻转机构或升降机构将扎固锤头的底端移至该前后方向缝隙之上，开动该小端梁带动该扎固锤头沿前后方向移动，以该扎固锤头为刮板，刮平该前后方向缝隙中布下的糊料；
s204：通过回转机构、翻转机构或升降机构将扎固枪移至该前后方向缝隙之上，开动该大端梁带动该扎固枪沿前后方向移动，该扎固枪在一定压强的气源驱动下对该前后方向缝隙中的糊料按一定压缩比施加气压进行扎固；
s205：按照步骤（202）至步骤（204）对该前后方向缝隙进行多次布料与扎固作业，直至在该前后方向缝隙中填满糊料；
按照步骤（201）至步骤（205）对电解槽中位于两侧的前后方向缝隙分别进行布料与扎固作业。
其中，每道前后方向缝隙进行三次布料与扎固作业，其中前两次布料后扎平，第三次布料成斜坡，并通过回转机构、翻转机构或升降机构将扎固锤头和扎固枪移至垂直于该前后方向缝隙上端面的位置，再进行刮平、扎固作业，且扎固后仍为斜坡。
上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。