碳素焙燒多功能起重機的工藝及電氣控制系統應用研究

李陽　董軒

摘要：如今我國的各個鋁業企業都擁有專業的碳素配套廠，而碳素配套廠的關鍵設備之一就是碳素焙燒多功能起重機，而碳素焙燒多功能起重機的操作需要電氣控制系統作為輔助。在現代設備快速發展的時期，電氣設備的自動化程度越來越深，電氣控制系統也發展的越來越成熟，類似碳素焙燒多功能起重機大型電氣設備的電氣控制系統技術使電氣工程提高了鋁業制造產品的質量，也提高了工作效率。電氣自動化技術給鋁業企業帶來了很大的經濟效益，同時推動了社會經濟的發展。本文對碳素焙燒多功能起重機的工藝及電氣控制系統應用進行了探究。

關鍵詞：碳素焙燒多功能起重機；工藝；電氣控制系統

作為電解鋁的企業，碳素焙燒多功能起重機是必不可少的大型電氣運輸設備，與其他起重機相比，碳素起重機明顯有聯鎖復雜、模塊多、發生故障的頻率較高以及維修保養操作難等特點。在碳素焙燒多功能起重機中應用電氣控制系統可以大大的提高工作效率，還能減輕技術人員的工作壓力，提高運輸效率。電氣控制系統在碳素焙燒起重機中的應用可以保證在其他大型電氣設備正常工作時仍舊高效的進行運輸工作。電氣控制系統在碳素焙燒起重機的應用，為電解鋁企業的生產和管理都提供了便利，電氣控制系統改善碳素焙燒起重機的不足之處，因此在碳素焙燒起重機中應用電氣控制系統是十分有必要的。

1 碳素焙燒起重機的作用

當相關工廠進行碳塊裝出爐操作時，需要碳素焙燒起重機的陽極夾具來將待焙燒的陽極塊裝入指定的焙燒爐坑，再將完成焙燒的陽極塊夾起運輸到相應的位置。碳素焙燒起重機在填充料作業中發揮的作用是使用起重機的卸料管將陽極塊與碳塊焙燒爐之間的縫隙用工作車間中料箱的顆粒狀焦碳進行填充，最后要將其頂部完全覆蓋。在吸料操作中，需要碳素焙燒起重機用其吸料管來將填充料吸至料倉里面，然后再對爐坑進行清理。另外，碳素焙燒起重機還有除塵作用，碳素焙燒起重機上配有袋除塵器以及旋風式的除塵器，這些除塵器的作用就是除掉輸送氣體中的雜質，例如小顆粒灰塵，再將這些灰塵排入專門的粉塵倉，最后將粉塵倉中的灰塵運輸到指定地點進行排放。

2 碳素焙燒起重機的機構組成

碳素焙燒起重機的大小車運行機構規定在起重機做入池限位動作時大小車的時速不可大于第二檔位，如果高于二檔則會導致升降機的升降機件碰撞到焙燒爐的內壁，從而導致碳素焙燒起重機的運行出現事故。其夾具提升機構中的夾具不僅僅可以單獨啟動，同樣可以進行聯動操作，使用聯動模式可以完成同時提升相近焙燒池中碳塊的動作。碳素焙燒起重機的夾鉗是由拉桿、旋轉臂、橫梁以及斜拉桿等元件構成的，在未運行狀態時，起重機的夾鉗保持在打開的狀態，一般情況下碳素焙燒起重機的夾具可以通過操作升降7.8m。起重機的夾具模塊所設定的動作限位大概一共有7個，分別是上升、下降停止限位；上升、下降預限位；上升、下降2級限位以及入池限位。入池限位的主要作用在于當在出現夾鉗旋轉臂的高度值在焙燒爐的高度值以下時使得起重機進行限速聯鎖的限位自動反應。

3 碳素焙燒多功能起重機的電氣控制系統

電氣控制系統的應用趨勢在于大型設備智能化的研究，其中碳素焙燒多功能起重機的多個操作模塊就應用到了電氣控制系統，對于多次設備的在線檢測研究方向來說，電氣控制系統可以很大程度的減少碳素焙燒多功能起重機所應用到的各種電纜以及電力信號的需求量。加入自動化技術還可以對電氣控制系統中的不足之處進行進行糾正和改善，有效的消除碳素焙燒多功能起重機在運行的過程中可能會出現的隱患。起重機電氣控制系統主要有吸卸料系統以及控制操作系統，起重機的核心是吸卸料系統，吸卸料系統控制著操作車間的碳粉裝爐以及碳粉出爐的工作，吸卸料系統的整體形態較大，并且元件結構較為復雜，因為吸卸料系統需要進行定期檢測的元件很多，所以發生系統故障的頻率較高，吸卸料系統由吸料管、卸料管、主料室、旋風除塵器、冷卻器、袋式除塵器、空壓機以及羅茨真空泵組成，這些模塊都需要保持正常運行，這樣才能確保碳粉裝爐以及出爐操作順利完成。吸料過程是由工作人員通過電氣控制系統來將吸料管調整到原料位置進行吸料，電氣控制系統會自動調節吸卸料系統中各個管道動力閥門。碳素焙燒多功能起重機的控制系統設置有觸摸屏，這樣可以方便實時的為技術工作人員提供起重機的運行信息，但是不能進行直接操作。碳素起重機的操作系統主要工作模塊是聯動臺，選用旋轉聯動臺可以為技術人員提供較為舒適的工作環境，并且旋轉聯動臺上的視野較為開闊，有利于工作人員觀察起重機的工作情況。操作流程選用“樹狀”的可以極大的簡化電氣操作控制的流程，還可以降低操作失誤的概率，不僅僅適合在碳素焙燒起重機中應用，同樣也可以推廣到其他類型的起重機中進行應用。碳素起重機應用的德馬克導電裝置缺點在于維修工作較為復雜，并且這種電纜的成本較高，因此建議在碳素起重機采用常規的電纜導電設備，由此來提高導電裝置的實用性。起重機的動力閥選用的是蝶閥，這種類型的閥門設計較為簡陋，雖然成本較低，但是其密封性會導致降低系統的負壓，并且吸料的功能較差，因此建議將碳素起重機中的動力閥換為動作精度較高，并且有良好密封性的內置式閥門。在碳素焙燒多功能起重機中可以加入PLC通訊技術，這樣可以降低起重機中信號電纜的數量，增加用來通訊的智能遙控器可以方便技術人員在爐面進行控制。

4 總結

在工廠中，碳素起重機電氣控制系統的自動化程度直接影響到了碳素焙燒起重機的應用價值，如今我國各個企業的碳素焙燒多功能起重機的故障率較高，并且技術人員的維修能力不足，所使用的電氣系統壽命普遍較低，因此企業要加大對技術人員的培訓力度，讓工作人員了解起重機各個模塊的構成，對起重機的個別元件進行改進，這樣才能延長碳素多功能起重機的使用壽命，對碳素焙燒多功能起重機的工藝以及電氣控制系統的應用有很重要的現實意義。

參考文獻：

[1]高軍永.焙燒多功能起重機組雙聯夾具的動力學及有限元分析設計[J].有色設備，2016 （1）：4448.

[2]劉大立.淺議電解鋁行業多功能起重機行走車輪的設計標準化[J].有色設備，2015 （3）：2428.

[3]黃得梅.焙燒多功能機組雙聯夾具的結構及常見問題分析[J].有色礦冶，2017 （1）：4952.

作者簡介：李陽（1989），男，漢族，遼寧鐵嶺人，本科，助理工程師，研究方向：電氣控制及自動化；董軒（1981），男，漢族， 遼寧朝陽人，本科，助理工程師，研究方向：電氣控制、自動化。