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(jìn)行而不斷地消耗，消耗到一定 程度就需要進(jìn)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(shí)現(xiàn)電流均衡。因此，進(jìn)行陽極更換時(shí)，需要對新舊陽極進(jìn)行測高定位，此過程需運(yùn)用 鋁電解多功能機(jī)組協(xié)助。
[0003]目前更換陽極時(shí)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(qiáng)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(jìn)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(jìn)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(tuán)）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(gè)部分組成。但是這 套系統(tǒng)在實(shí)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(shí)，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(shí)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(jī)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(jìn)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(diǎn)。
[0005]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
[0006] 提供在進(jìn)行陽極更換時(shí)測量出殘極位置、新極和殘極高度差、再通過計(jì)算，得出新 極的位置；包括以下步驟：
[0007] S1.使用陽極提升機(jī)構(gòu)提取陽極炭塊，將陽極提升機(jī)構(gòu)初始移動位置設(shè)置為參考 平面L1，陽極提升機(jī)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(shí)停止， 測量陽極提升機(jī)構(gòu)所移動的距離為H1 ;
[0008]S2.將陽極提升機(jī)構(gòu)提升殘極停止移動時(shí)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(jìn)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(shí)停止，所述測量裝置從開始移動到測到殘極底掌平面時(shí)所移動的垂直距離為H11 ;
[0009]S3.將陽極提升機(jī)構(gòu)提升新極停止移動時(shí)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(jìn)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(shí)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(biāo) 位置，使用陽極提升機(jī)構(gòu)和陽極夾具將新極放入到新極目標(biāo)位置；所述參考平面Ll、L11、L22的位置關(guān)系由陽極提升機(jī)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(jìn)行 測量前，所述旋轉(zhuǎn)測量端旋轉(zhuǎn)至遠(yuǎn)離殘極或新極；對殘極底掌平面或新極底掌平面進(jìn)行測 量時(shí)，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(shí)，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(shí)針或逆時(shí)針90度。
[0013] 優(yōu)選地，所述參考平面Ll、L11或L22為陽極提升機(jī)構(gòu)行程內(nèi)所能到達(dá)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(biāo)位置以陽極提升機(jī)構(gòu)提取新極從參考平面L1開始下降的 距尚來計(jì)算；所述計(jì)算公式為H1-1H11-H22 |。
[0016] 優(yōu)選地，所述新極目標(biāo)位置的計(jì)算值需進(jìn)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(jī)構(gòu)上升或/和下降時(shí)速度為分段控制。
[0018] 進(jìn)一步優(yōu)選地，所述陽極提升機(jī)構(gòu)將新極放入到目標(biāo)位置時(shí)，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(shí)機(jī)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(dá)設(shè)定值時(shí)，測量裝置停止。
[0021] 本發(fā)明同時(shí)提供一種裝置可以很好地實(shí)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(jī)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(yùn)動的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和前述測量裝置，所述測量升降桿的上端與導(dǎo)向機(jī)構(gòu)連接，其 下端與所述測量裝置連接；所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與陽極提升機(jī)構(gòu)固定連接，所述陽極提升機(jī)構(gòu)和 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)分別與控制系統(tǒng)連接；所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)有計(jì)量測量升降桿升降行程的計(jì)量裝置； 所述陽極提升機(jī)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(jī)構(gòu)、自動測高裝置的實(shí)時(shí) 運(yùn)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(jī)構(gòu)的運(yùn)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(jì)算出新極的目標(biāo)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(jìn)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(diǎn)。
【附圖說明】
[0026] 圖1為實(shí)施例1所述陽極更換裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖2為實(shí)施例1測量升降桿左視圖；
[0028] 圖3為實(shí)施例1限位裝置的主視圖；
[0029] 圖4為實(shí)施例1限位裝置的左視圖；
[0030] 圖5為實(shí)施例1限位裝置的俯視圖；
[0031] 圖6為實(shí)施例1扭轉(zhuǎn)彈簧測量裝置的主視圖；
[0032] 圖7為實(shí)施例1扭轉(zhuǎn)彈簧測量裝置的左視圖；
[0033] 圖8為實(shí)施例1陽極更換裝置的測量原理圖；
[0034] 圖9為實(shí)施例1所述更換陽極系統(tǒng)的控制系統(tǒng)流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)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(shí)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(shí) 施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實(shí)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(shí)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(jìn)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(diǎn)。
[0038] 本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
[0039] 提供在進(jìn)行陽極更換時(shí)測量出殘極位置、新極和殘極高度差、再通過計(jì)算，得出新 極的位置；包括以下步驟：
[0040] S1.使用陽極提升機(jī)構(gòu)提取陽極炭塊，將陽極提升機(jī)構(gòu)初始移動位置設(shè)置為參考 平面L1，陽極提升機(jī)構(gòu)從開始L1移動，到陽極夾具夾取到陽極炭塊時(shí)停止，測量陽極提升 機(jī)構(gòu)所移動的距離為H1;
[0041] S2.將陽極提升機(jī)構(gòu)提升殘極停止移動時(shí)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(jìn)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(shí)停止，所述測量裝置從開始移動到測到殘極底掌平面時(shí)所移動的垂直距離為H11;
[0042] S3.將陽極提升機(jī)構(gòu)提升新極停止移動時(shí)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(jìn)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(shí)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(biāo) 位置，使用陽極提升機(jī)構(gòu)和陽極夾具將新極放入到新極目標(biāo)位置；所述參考平面Ll、L11、 L22的位置關(guān)系由陽極提升機(jī)構(gòu)伸縮的距離來確定。
[0044] 如圖1所示，本實(shí)施例提供一種優(yōu)選地裝置實(shí)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(jī)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(yùn)動的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)1、測量裝置3;所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)1設(shè)有計(jì)量測量升降桿升降行程的計(jì)量裝置； 所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)1與陽極提升機(jī)構(gòu)5固定連接，所述測量升降桿2的上端與導(dǎo)向機(jī)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(jī)構(gòu)5和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)1分別與控 制系統(tǒng)連接。
[0045] 所述陽極提升機(jī)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(jī)構(gòu)5的運(yùn)動件上；所述齒輪固定在陽極提升機(jī)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(dāng)陽極提升機(jī)構(gòu)進(jìn)行伸縮工作時(shí)，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(yùn)動的距離。
[0047] 如圖2所示，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)1由固定在直線單元一側(cè)的伺服電機(jī)11驅(qū)動絲桿滑塊12 進(jìn)行升降。所述伺服電機(jī)與減速機(jī)連接；所述減速機(jī)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(shí)與陽極炭塊殘?jiān)l(fā)生干涉，在測量升降桿上設(shè)有至 少一個(gè)節(jié)點(diǎn)4,所述節(jié)點(diǎn)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(diǎn)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(jī)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