鋁電解電極成型過程中的炭塊密度檢測方法
2023-05-02 04:12:41
專利名稱：鋁電解電極成型過程中的炭塊密度檢測方法
技術領域：
電鋁電解電極成型過程中的炭塊密度檢測方法，涉及一種碳素製品製備，特別是電解鋁用預焙陽(陰)極製備過程的振動成型的預焙陽(陰)極炭塊密度在線檢測方法。
背景技術：
在鋁電解生產過程中，炭塊是做為消耗材料-陽(陰)極使用，每電解1噸鋁約需消耗0.6噸炭塊，而且炭塊的質量對電解鋁成品的質量產生著直接影響。炭塊的密度成為電解鋁生產中對鋁水質量控制的一個重要參數，故而在炭塊成型過程中，炭塊的密度成為直接反映炭塊的質量的重要因素。
電解鋁陽(陰)炭塊的製備過程通常為將碳素原料製備-煅燒中碎磨粉配料混捏振動成型-測量-冷卻-焙燒-成品。其中振動成型是炭素製品生產的重要工序之一，振動成型不僅能使炭塊具有所要求的規格和幾何外形，同時也能使炭塊的一些物理性能，如密度、機械強度、間隙度、均質性以及導電性等得到某種改善。其中密度是考核炭塊質量好壞的重要指標，它直接影響到電解鋁生產指標。而碳塊製備過程中，由於炭塊質量的形成是由振動成型完成，通常在該工序對炭塊的密度進行檢測，合格的進入下道工序，不合格的返回破碎再配料。
目前，所採用的工藝設備包括下部帶有碳碗模頭的長方體鑄鋼加工件的重錘，重錘通過鏈條與液壓提升機構連接；長方型鋼結鉤桶體模具，位于振動平臺上部；由兩根振動軸分別裝兩組偏芯塊，由振動電機驅動產生激振力振動臺；一園柱性鋼件，其下部通過法蘭與重錘固接，其上部穿過在長方形導向平臺與其滑接的、與重垂連為一體的導杆，導向平臺通過支架固定在地基上。工藝過程為將糊料稱量加入模具中，通過重垂壓及振動臺振動成型。成型後的陽(陰)極炭塊密度的測量是多是通過人工逐塊測量成型後炭塊的高度，再與事先算好的炭塊高度與密度的對照表格來判斷炭塊密度的大小，然後根據密度判斷所成型的炭塊是否合格。由于振動成型後的炭塊溫度高，且環境瀝青煙大，搬移炭塊設備複雜，造成操作環境和安全性均較差。也有少部分廠家採用超聲波測高、雷射測高、氣缸帶動編碼器測高來間接判斷成型炭塊的密度。由於這些方法均是在炭塊表面進行直接測量，測量時有較大的局限性。如1)炭塊表面有炭碗和粗槽，炭塊上平面可能凸凹不平，給測量造成較大的誤差；2)成型後炭塊有100℃多的高溫，以及環境的油煙造成了測量誤差；3)測量時可能由於處于振動狀態，造成測量誤差大；4)以上測量方法測量精度低，不能直接測出每塊炭塊的密度，只能作為間接參照，且使製備過程形成工藝間隔，增加檢測碳塊的操作場地，人工操作難度大，工作環境差，難於對炭塊的質量在線控制。
發明內容
本發明的目的就是針對上述已有技術在鋁電解用陽(陰)極炭塊製備過程中存在的不足，提供一種能有效提高檢測效率、改善檢測操作條件、減少檢測操作空間，提高設備自動化程度的在線鋁電解電極成型過程中的炭塊密度檢測方法本發明的目的是通過以下技術方案實現的。
鋁電解電極成型過程中的炭塊密度檢測方法，其特徵在於測量方法是在導向平臺上固定一個位移傳感器，重錘導杆上裝一壓板，當重錘下降時位移傳感器相應動作，並將位移量傳送給PC控制系統，按PC系統設定的計算程序完成密度測量；測量過程為在模具裝完後，把重錘落到最低點，測出此時重錘模頭底面距振動臺臺面高度H，並調整位移傳感器，調整此時其輸出為標準最小值；在陽極炭塊成型後，此時位移傳感器電流信號經PC處理器輸出高度值為h，碳塊高度為H+h；依照所需要成型的陽極炭塊形狀，把炭塊的體積分解成上、下兩部分V上及V下，炭塊底部面積S底，根據碳塊模具分別計算出碳碗底部以上體積V上和碳塊底部面積S底，分別把S底V上輸入工控機；另設備上稱量小車裝置對糊料下料重量按要求控制，檢測出每快炭塊的糊料下料重量W，則就可以得出這塊陽極炭塊在成型後的密度ρ 通過PLC控制系統編一段程序就可直接在模擬系統中輸出所成型後每一個炭塊的密度。
本發明的方法，可以實現生炭塊的自動在線密度檢測，直接判斷炭塊的質量，而且易安裝，精度高，結構簡單可靠。
圖1是本發明的方法成型裝置及自動在線檢測設備示意圖。
圖2是成型後碳塊主圖。
圖3是成型後碳塊俯視。
具體實施例方式
鋁電解電極成型過程中的炭塊密度檢測方法，在導向平臺7上固定一個市購的4mA-20mA位移傳感器1，重錘導杆5上裝一壓板6，當重錘2下降時位移傳感器相應動作，並將位移量傳送給PC機9，按PC控制系統設定的計算程序完成密度測量；測量過程為在模具3裝完後，把重錘落到最低點，測出此時重錘模頭底面距振動臺4臺面高度H，並調整位移傳感器，調整此時其輸出為標準最小值；在陽極炭塊8成型後，此時位移傳感器電流信號經PC處理器輸出高度值為h，碳塊高度為H+h；依照所需要成型的陽極炭塊形狀，把炭塊的體積分解成上10、下11兩部分V上及V下，炭塊底部面積S底，根據碳塊模具分別計算出碳碗底部以上體積V上和碳塊底部面積S底，分別把S底.V上輸入工控機；另設備上稱量小車裝置對糊料下料重量按要求控制，檢測出每快炭塊的糊料下料重量W，則就可以得出這塊陽極炭塊在成型後的密度ρ 通過PLC控制系統編一段程序就可直接在模擬系統中輸出所成型後每一個炭塊的密度。
實施例設計碳塊重量655kg，實際測得重垂模頭底面距振動平臺的高度H＝400mm，碳碗底部以上體積V上＝63518cm3，碳塊底部面積S底＝7756cm2，分別把S底.V上.H輸入工控機，系統實際下料量W＝658kg。此時位移傳感器電流信號經PC處理器輸出高度值為h＝33mm，碳塊高度為H+h＝435mm；系統計算輸出密度ρ＝1.64。實際測該碳外形高度為540mm，實際計算密度與自動檢測密度值相同。
權利要求
1.鋁電解電極成型過程中的炭塊密度檢測方法，其特徵在於測量方法是在導向平臺上固定一個位移傳感器，重錘導杆上裝一壓板，當重錘下降時位移傳感器相應動作，並將位移量傳送給PC控制系統，按PC系統設定的計算程序完成密度測量；測量過程為在模具裝完後，把重錘落到最低點，測出此時重錘模頭底面距振動臺臺面高度H，並調整位移傳感器，調整此時其輸出為標準最小值；在陽極炭塊成型後，此時位移傳感器電流信號經PC處理器輸出高度值為h，碳塊高度為H+h；依照所需要成型的陽極炭塊形狀，把炭塊的體積分解成上、下兩部分V上及V下，炭塊底部面積S底，根據碳塊模具分別計算出碳碗底部以上體積V上和碳塊底部面積S底，分別把S底V上輸入工控機；另設備上稱量小車裝置對糊料下料重量按要求控制，檢測出每快炭塊的糊料下料重量W，則就可以得出這塊陽極炭塊在成型後的密度ρ 通過PLC控制系統編一段程序就可直接在模擬系統中輸出所成型後每一個炭塊的密度。
全文摘要
電鋁電解電極成型過程中的炭塊密度檢測方法，涉及一種碳素製品製備過程的振動成型的炭塊密度在線檢測方法。其特徵在於通過在固定導向平臺上的位移傳感器，將重錘下降時位移量傳送給PC控制系統，按PC系統設定的計算程序完成密度測量。本發明的方法，可以實現生炭塊的自動在線密度檢測，直接判斷炭塊的質量，而且易安裝，精度高，結構簡單可靠。
文檔編號C25C3/00GK1593874SQ200410049608
公開日2005年3月16日 申請日期2004年6月22日 優先權日2004年6月22日
發明者呂子劍, 王煥州, 陳三元, 付通順, 施建明, 李峰, 沈金波, 劉建成, 任全福, 張瑜 申請人:中國鋁業股份有限公司