一種用于鋁電解生產(chǎn)的陽極更換的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋁電解技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于鋁電解生產(chǎn)的陽極更換的 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在鋁電解的生產(chǎn)過程中，陽極炭塊會隨著電解的進行而不斷地消耗，消耗到一定 程度就需要進行更換。被損耗需更換的陽極叫做舊極，也稱殘極，替換的陽極叫做新極。根 據(jù)鋁電解的生產(chǎn)工藝要求，新極的底掌平面要與殘極的底掌平面在電解槽中的同一水平面 上，以實現(xiàn)電流均衡。因此，進行陽極更換時，需要對新舊陽極進行測高定位，此過程需運用 鋁電解多功能機組協(xié)助。
[0003]目前更換陽極時對陽極測高定位的方法有以下幾種：1、傳統(tǒng)的人工劃線法，人需 要爬到電解槽上方去，不安全，勞動強度大，且因介入了人為因素，測量結(jié)果不穩(wěn)定，誤差 大，工作效率低；2、使用重力感應(yīng)進行測量，不利于多陽極的更換；3、使用升降裝置加激光 裝置進行測量的，如CN200580035195. 2,但由于激光受高溫的殘極炭塊的光譜干擾容易產(chǎn) 生誤動作，影響換極精度。此外，國外恩凱諾爾（法國REEL集團）開發(fā)出的一套測高系統(tǒng) 主要由DJCG-II型測高裝置和DJCG-II型可移動陽極水平比較基兩個部分組成。但是這 套系統(tǒng)在實際應(yīng)用過程中由于要通過一套水平比較基，效率比較低；同時，其精度得不到保 證，通過使用陽極測高平臺更換的陽極16小時合格率也不是很穩(wěn)定；在裝極過程中如遇到 鋁電解多功能機組故障，還會出現(xiàn)丟失數(shù)據(jù)情況，比較難處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種用于鋁電解生產(chǎn)的更換陽極 的方法，從可移動式的水平比較基向空中換極比較方式進行轉(zhuǎn)變，在空中對新極和殘極提 升的過程中測得新極的位置，無需額外平臺，所述更換陽極的方法具有換極效率高、精度高 的特點。
[0005]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：
[0006] 提供在進行陽極更換時測量出殘極位置、新極和殘極高度差、再通過計算，得出新 極的位置；包括以下步驟：
[0007] S1.使用陽極提升機構(gòu)提取陽極炭塊，將陽極提升機構(gòu)初始移動位置設(shè)置為參考 平面L1，陽極提升機構(gòu)從開始L1移動，到陽極夾具夾取到陽極炭塊（殘極或新極）時停止， 測量陽極提升機構(gòu)所移動的距離為H1 ;
[0008]S2.將陽極提升機構(gòu)提升殘極停止移動時的平面設(shè)置為參考平面L11，采用測量 裝置對殘極底掌平面進行測量，所述測量裝置從開始移動到其測量端接觸到殘極底掌平面 時停止，所述測量裝置從開始移動到測到殘極底掌平面時所移動的垂直距離為H11 ;
[0009]S3.將陽極提升機構(gòu)提升新極停止移動時的平面設(shè)置為參考平面L22,采用測量 裝置開始對新極底掌平面進行測量，所述測量裝置從開始移動到其測量端接觸到殘極底掌 平面時停止，所述測量裝置從開始移動到測到新極底掌平面所移動的垂直距離為H22;
[0010] S4.通過參考平面L1、L11、L22的位置關(guān)系和所述距離H1、H11、H22得出新極目標 位置，使用陽極提升機構(gòu)和陽極夾具將新極放入到新極目標位置；所述參考平面Ll、L11、L22的位置關(guān)系由陽極提升機構(gòu)伸縮的距離來確定。
[0011] 優(yōu)選地，所述測量裝置設(shè)置有旋轉(zhuǎn)測量端，對殘極底掌平面或新極底掌平面進行 測量前，所述旋轉(zhuǎn)測量端旋轉(zhuǎn)至遠離殘極或新極；對殘極底掌平面或新極底掌平面進行測 量時，所述旋轉(zhuǎn)測量端旋轉(zhuǎn)至殘極底掌平面或新極底掌平面的下方時，所述測量裝置即停 止移動。
[0012] 優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)角度為順時針或逆時針90度。
[0013] 優(yōu)選地，所述參考平面Ll、L11或L22為陽極提升機構(gòu)行程內(nèi)所能到達的任意平 面。
[0014] 優(yōu)選地，所述參考平面L11和L22為同一平面。
[0015] 優(yōu)選地，所述新極目標位置以陽極提升機構(gòu)提取新極從參考平面L1開始下降的 距尚來計算；所述計算公式為H1-1H11-H22 |。
[0016] 優(yōu)選地，所述新極目標位置的計算值需進行修正，所述修正值根據(jù)所更換的殘極 在電解槽中位置的不同而不同。
[0017] 優(yōu)選地，陽極提升機構(gòu)上升或/和下降時速度為分段控制。
[0018] 進一步優(yōu)選地，所述陽極提升機構(gòu)將新極放入到目標位置時，下降速度分為三段 減速下降。
[0019] 優(yōu)選地，測量裝置的測量端接觸到殘極或新極底掌平面后停止，所述停止時機采 用力矩控制。
[0020] 優(yōu)選地，所述測量裝置的測量端接觸到殘極或新極的底掌平面，測量裝置所受力 矩到達設(shè)定值時，測量裝置停止。
[0021] 本發(fā)明同時提供一種裝置可以很好地實現(xiàn)所述方法。所述裝置包括設(shè)有行程測量 裝置的陽極提升機構(gòu)、陽極測高裝置和控制系統(tǒng)；所述陽極測高裝置包括測量升降桿、驅(qū)動 測量升降桿運動的導向機構(gòu)和前述測量裝置，所述測量升降桿的上端與導向機構(gòu)連接，其 下端與所述測量裝置連接；所述導向機構(gòu)與陽極提升機構(gòu)固定連接，所述陽極提升機構(gòu)和 導向機構(gòu)分別與控制系統(tǒng)連接；所述導向機構(gòu)設(shè)有計量測量升降桿升降行程的計量裝置； 所述陽極提升機構(gòu)下端設(shè)置陽極夾具；
[0022] 所述更換陽極系統(tǒng)的控制系統(tǒng)包括了前臺控制系統(tǒng)、天車集中控制系統(tǒng)、前臺顯 示系統(tǒng)、后臺控制系統(tǒng)和天車遙控系統(tǒng)。所述用于顯示陽極提升機構(gòu)、自動測高裝置的實時 運行狀態(tài)的前臺控制系統(tǒng)為觸摸屏顯示界面或LED屏顯示裝置；所述天車集中系統(tǒng)用于控 制陽極提升機構(gòu)的運行；所述后臺控制系統(tǒng)包括用于數(shù)據(jù)處理和存儲的PLC;天車遙控系 統(tǒng)包括了天車遙控器。
[0023] 所述測量裝置停止測量后，由后臺控制系統(tǒng)自動計算出新極的目標位置。
[0024] 本發(fā)明具有以下有益效果：
[0025] 本發(fā)明提供一種用于鋁電解生產(chǎn)的更換陽極的方法，從可移動式的水平比較基向 空中換極比較方式進行轉(zhuǎn)變，在空中對新極和殘極提升的過程中測得新極的位置，無需額 外平臺，所述更換陽極的方法具有換極效率高、精度高的特點。
【附圖說明】
[0026] 圖1為實施例1所述陽極更換裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖2為實施例1測量升降桿左視圖；
[0028] 圖3為實施例1限位裝置的主視圖；
[0029] 圖4為實施例1限位裝置的左視圖；
[0030] 圖5為實施例1限位裝置的俯視圖；
[0031] 圖6為實施例1扭轉(zhuǎn)彈簧測量裝置的主視圖；
[0032] 圖7為實施例1扭轉(zhuǎn)彈簧測量裝置的左視圖；
[0033] 圖8為實施例1陽極更換裝置的測量原理圖；
[0034] 圖9為實施例1所述更換陽極系統(tǒng)的控制系統(tǒng)流程圖。
【具體實施方式】
[0035] 下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的說明。其中，附圖僅用于示例性說明， 表示的僅是示意圖，而非實物圖，不能理解為對本專利的限制；為了更好地說明本發(fā)明的實 施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實際產(chǎn)品的尺寸；對本領(lǐng)域技術(shù)人員 來說，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說明可能省略是可以理解的。
[0036] 實施例1
[0037] 提供一種用于鋁電解生產(chǎn)的更換陽極的方法，從可移動式的水平比較基向空中換 極比較方式進行轉(zhuǎn)變，在空中對新極和殘極提升的過程中測得新極的位置，無需額外平臺， 所述更換陽極的方法具有換極效率高、精度高的特點。
[0038] 本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：
[0039] 提供在進行陽極更換時測量出殘極位置、新極和殘極高度差、再通過計算，得出新 極的位置；包括以下步驟：
[0040] S1.使用陽極提升機構(gòu)提取陽極炭塊，將陽極提升機構(gòu)初始移動位置設(shè)置為參考 平面L1，陽極提升機構(gòu)從開始L1移動，到陽極夾具夾取到陽極炭塊時停止，測量陽極提升 機構(gòu)所移動的距離為H1;
[0041] S2.將陽極提升機構(gòu)提升殘極停止移動時的平面設(shè)置為參考平面L11，采用測量 裝置對殘極底掌平面進行測量，所述測量裝置從開始移動到其測量端接觸到殘極底掌平面 時停止，所述測量裝置從開始移動到測到殘極底掌平面時所移動的垂直距離為H11;
[0042] S3.將陽極提升機構(gòu)提升新極停止移動時的平面設(shè)置為參考平面L22,采用測量 裝置開始對新極底掌平面進行測量，所述測量裝置從開始移動到其測量端接觸到殘極底掌 平面時停止，所述測量裝置從開始移動到測到新極底掌平面所移動的垂直距離為H22;
[0043] S4.通過參考平面L1、L11、L22的位置關(guān)系和所述距離H1、H11、H22得出新極目標 位置，使用陽極提升機構(gòu)和陽極夾具將新極放入到新極目標位置；所述參考平面Ll、L11、 L22的位置關(guān)系由陽極提升機構(gòu)伸縮的距離來確定。
[0044] 如圖1所示，本實施例提供一種優(yōu)選地裝置實現(xiàn)前述方法。所述裝置包括設(shè)有行 程測量裝置的陽極提升機構(gòu)5、陽極夾具6、控制系統(tǒng)；所述測量升降桿2、驅(qū)動測量升降桿 運動的導向機構(gòu)1、測量裝置3;所述導向機構(gòu)1設(shè)有計量測量升降桿升降行程的計量裝置； 所述導向機構(gòu)1與陽極提升機構(gòu)5固定連接，所述測量升降桿2的上端與導向機構(gòu)1連接， 所述測量升降桿2的下端與測量裝置3連接，所述陽極提升機構(gòu)5和導向機構(gòu)1分別與控 制系統(tǒng)連接。
[0045] 所述陽極提升機構(gòu)5中的行程測量裝置包括齒條，與齒條相適配的齒輪，以及編 碼器；所述齒條固定在陽極提升機構(gòu)5的運動件上；所述齒輪固定在陽極提升機構(gòu)5的固 定件上；所述編碼器與齒輪固定連接；所述編碼器與控制器電氣連接。
[0046] 當陽極提升機構(gòu)進行伸縮工作時，液壓缸驅(qū)動齒條帶動齒輪移動，所述與齒輪相 固定的編碼器測得運動的距離。
[0047] 如圖2所示，導向機構(gòu)1由固定在直線單元一側(cè)的伺服電機11驅(qū)動絲桿滑塊12 進行升降。所述伺服電機與減速機連接；所述減速機上固定有編碼器。測量升降桿2通過 軸承座固定在滑塊12上，隨滑塊12的升降而升降。
[0048] 為了避免測量升降桿1升降時與陽極炭塊殘渣發(fā)生干涉，在測量升降桿上設(shè)有至 少一個節(jié)點4,所述節(jié)點處兩端的測量桿在平行于測量桿方向上存在相對位移，各節(jié)點處兩 端測量桿相對位移方向一致，如此增大測量桿1與陽極炭塊的橫向間距。
[0049] 如圖3~5所示，所述測量升降桿2通過軸承座83固定在支撐件84上，所述支撐 件84固定在陽極升降機構(gòu)5上。所述限位裝置包括設(shè)置于測量升降桿2的定位片81和設(shè) 置于測量升降桿2兩側(cè)的一對傳感器8,所述定位片81與測量升降桿2固定連接，所述傳感 器8通過支架82固定于支撐件84上。所述一對傳感器分為傳感器一和傳