陳浩

（江西瑞林裝備有限公司，江西南昌，330031）

國產(chǎn)鎳電解聯(lián)動機組的研發(fā)與應(yīng)用

陳浩

（江西瑞林裝備有限公司，江西南昌，330031）

為金川集團股份有限公司60 kt/a電解鎳擴能改造項目而研發(fā)、制造國內(nèi)首個國產(chǎn)鎳電解聯(lián)動機組。作為集機械、液壓、氣動、電氣控制為一體的專用自動化生產(chǎn)線,該機組實現(xiàn)了電鎳出槽、陽極排板、導(dǎo)電棒處理及供棒、吊耳制作等一系列工序的自動化作業(yè)。本文介紹了每套機組的組成、功能、生產(chǎn)過程,及其在鎳電解車間的配置及實際應(yīng)用情況。

聯(lián)動機組；鎳電解；電鎳洗滌機組；自動化；超聲波清洗

2010年,江西瑞林裝備有限公司(以下簡稱瑞林裝備)承接了為金川集團股份有限公司60 kt/a電解鎳擴能改造項目研發(fā)、制造鎳電解聯(lián)動機組的 EPC項目。項目包括：電鎳洗滌機組1套，導(dǎo)電棒機組1套,陽極排板機組1套,吊耳沖切機組2套。本項目是我國第一個基本實現(xiàn)自動化作業(yè)的鎳電解工廠,實現(xiàn)了電鎳出槽、陽極排板、導(dǎo)電棒處理及供棒、吊耳制作、始極片剝離、始極片加工等一系列工序的自動化作業(yè)[1]。除始極片剝離和始極片加工機組由芬蘭奧圖泰公司提供外,其它自動化作業(yè)機組均由瑞林裝備公司研發(fā)、制造、安裝和調(diào)試。目前,電鎳洗滌機組、導(dǎo)電棒機組、陽極排板機組和吊耳沖切機組已于2012年8月成功投入實際生產(chǎn)運行中。

1 各機組的組成、功能及生產(chǎn)過程

本次研發(fā)的4種鎳電解聯(lián)動機組是集機械、液壓、氣動、電氣控制為一體的專用自動化生產(chǎn)線，在我國是首次研發(fā),沒有成熟、可借鑒的資料和經(jīng)驗。研發(fā)中,瑞林裝備公司通過與業(yè)主反復(fù)討論,對生產(chǎn)現(xiàn)場實際生產(chǎn)過程及生產(chǎn)實際需求反復(fù)考察和提煉，并借鑒該公司在銅電解聯(lián)動機組研發(fā)設(shè)計的成功經(jīng)驗[2-7],初步確定了各鎳電解聯(lián)動機組的組成、功能和結(jié)構(gòu)。通過三維模型設(shè)計初步檢驗研發(fā)方案的可行性，并對關(guān)鍵的部件進行試驗,進一步檢驗其可行性,最終確定了技術(shù)方案。以下對各機組的組成、功能及生產(chǎn)過程逐一進行介紹。

1.1 電鎳洗滌機組

電鎳洗滌機組由受板鏈運機、洗滌鏈運機、洗滌水噴淋系統(tǒng)及循環(huán)裝置、挑板及存儲裝置、排汽系統(tǒng)、密集裝置、抽棒裝置、傾轉(zhuǎn)裝置、輸出鏈運機、吹干裝置、移載小車、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等裝置組成。該機組具備接受整槽電鎳、板面及導(dǎo)電棒洗滌、挑出不合格電鎳并儲存、吹干電鎳、導(dǎo)電棒抽出、堆垛及成垛輸出等功能。

其生產(chǎn)過程為：吊車將整槽電鎳(共38塊)吊入機組受板鏈運機排列梳上,再由移載小車將電鎳轉(zhuǎn)運至受板鏈運機前端輸送鏈條上,逐塊送入洗滌鏈運機中。洗滌鏈運機將電鎳?yán)_到300 mm的距離,以利于噴頭沖洗電鎳板面和導(dǎo)電棒。沖洗由高溫大流量水分段進行,由水泵加壓循環(huán)使用。洗滌產(chǎn)生的水汽由排汽系統(tǒng)抽出并凈化。在受板鏈運機上發(fā)現(xiàn)不合格的電鎳后，由人工預(yù)先將不合格的電鎳編號輸入PLC,在洗滌鏈運機的后面,機組能夠自動將其提出并儲存在儲存鏈條上,當(dāng)不合格的電鎳達到設(shè)定片數(shù)或操作人員認(rèn)為需要輸出不合格的電鎳時,機組可以將這批電鎳集中輸出。經(jīng)洗滌后的電鎳經(jīng)過壓縮空氣及蒸汽噴嘴將其吹干,吹干后密集裝置按每垛15～20塊密集后,送至抽棒裝置進行集中抽棒。抽出的導(dǎo)電棒由輥道送入導(dǎo)電棒機組。經(jīng)抽棒后的電鎳垛由傾轉(zhuǎn)裝置將其旋轉(zhuǎn)90°放平在輸出鏈運機鏈條上。輸出鏈運機將電鎳垛送到尾部,最后由叉車成垛運走。

1.2 導(dǎo)電棒機組

導(dǎo)電棒機組由接受輥道輸送機、導(dǎo)電棒集中推出裝置、導(dǎo)電棒升降裝置、移送臺車、儲存升降機、輸出輸送機、打磨裝置、導(dǎo)電棒供給裝置、超聲波清洗系統(tǒng)、移送裝置、液壓系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等裝置組成。導(dǎo)電棒機組具備導(dǎo)電棒的成批接受、儲存、轉(zhuǎn)運、清洗、打磨清潔及為始極片機組供棒等功能。

其生產(chǎn)過程為：電鎳機組集中抽出的導(dǎo)電棒通過接受輥道輸送機,由導(dǎo)電棒集中推出裝置推到導(dǎo)電棒升降裝置上。導(dǎo)電棒升降裝置接棒后,下降將導(dǎo)電棒卸至移送臺車上。移送臺車將導(dǎo)電棒輸送到清洗工位并卸到清洗接棒臺上，接著移送裝置將清洗接棒臺上的導(dǎo)電棒抓起送到超聲波清洗箱中。經(jīng)過超聲波清洗后移送裝置再將箱中的導(dǎo)電棒送到下一個清水漂洗箱中漂洗,漂洗后移送裝置將箱中的導(dǎo)電棒送回到清洗接棒臺上。移送臺車過來將導(dǎo)電棒按需要運至儲存升降機上儲存,或者直接將導(dǎo)電棒運至并卸到輸出輸送機上。如果超聲波清洗系統(tǒng)不能提供導(dǎo)電棒,而輸出輸送機的接棒工位已經(jīng)空出，則移送臺車直接到儲存升降機上將儲存的導(dǎo)電棒運送到輸出輸送機上。分棒裝置將輸出輸送機上的導(dǎo)電棒逐根送到導(dǎo)電棒供給裝置上,在輸送過程中打磨裝置對導(dǎo)電棒進行打磨和吹干,然后逐根送入始極片加工機組中。

1.3 陽極排板機組

陽極排板機組由受板鏈運機、對中裝置、斜提升鏈運機、排板鏈運機、固定排板架、移載小車、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等裝置組成。該機組具備成箱受板、導(dǎo)電棒對中、分板、按極距排板、將整槽陽極轉(zhuǎn)運到各個吊裝工位等功能。

其生產(chǎn)過程為：由吊車或叉車將整箱的陽極板放到受板鏈運機的輸送鏈條上,輸送鏈條將陽極板送到對中裝置中，對導(dǎo)電棒進行對中。對中后的陽極板由斜提升鏈運機逐塊提升到排板鏈運機上，并將陽極板按190 mm間距自動排列,排滿陽極板后再由移載小車將整槽的陽極板送到各個需要的吊裝工位上等待吊運裝槽。

1.4 吊耳沖切機組

吊耳沖切機組由鏈運輸送機、真空吸附移送裝置、整形刷片裝置、始極片輸送機、沖切裝置、皮帶輸送、吊耳片收集裝置、廢板收集裝置、氣動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等裝置組成。改機組具備始極片分片、矯平、刷片，吊耳沖切成形及吊耳片自動收集裝箱，廢板收集等功能。

吊耳沖切機組的生產(chǎn)過程為：吊車將裝有始極片的貯箱吊上鏈運輸送機。在鏈運輸送機的取板位置,始極片從箱內(nèi)被吸出,并送入整形刷片裝置。整形刷片裝置將始極片矯平并刷去污物，然后被甩到始極片輸送機上。通過始極片輸送機,依次把始極片輸送到?jīng)_切工位和廢板收集工位。在沖切工位,沖切裝置連續(xù)動作,依次從始極片上沖切下規(guī)定大小的吊耳片。吊耳片落入模具下部的皮帶輸送帶上,并被甩到規(guī)整臺面上,然后臺面上的吊耳片被分次推入整理箱內(nèi)。整理箱中裝滿吊耳片后,將進行前、后、左、右的規(guī)整對中,然后將規(guī)整后的一摞吊耳片直接滑到下部吊耳箱內(nèi)。沖切完吊耳后剩下的始極片殘片送入廢板收集工位的廢片收集箱內(nèi)。

2 各機組的配置方案

本項目主車間為一個雙跨廠房，電鎳洗滌、導(dǎo)電棒、陽極排板及吊耳沖切機組等配置在廠房中部,以便照顧和平衡車間兩邊的生產(chǎn)和物料的吊裝。電鎳洗滌機組的受板部分和陽極排板機組的排板部分布置在車間的主跨中并橫跨車間兩跨,并與車間電解槽設(shè)為同一個標(biāo)高,便于車間任何位置的物料的吊裝,縮短物料起吊時間。電鎳洗滌機組的輸出部分和陽極排板機組的上料部分則布置在車間的副跨中,大量的電鎳輸出和陽極板上料由副跨的吊車和叉車完成,并暫時堆放在副跨及其附近,這些工作都與主跨的生產(chǎn)作業(yè)相隔離,不會影響主跨的生產(chǎn)作業(yè)。導(dǎo)電棒機組直接將電鎳洗滌機組與始極片機組連接在一起，導(dǎo)電棒機組的進棒部分直接與電鎳洗滌機組2樓的抽棒裝置相連,輸出部分直接跨在始極片機組上,導(dǎo)電棒可以直接推入始極片機組的接棒裝置中。吊耳沖切機組配置在車間副跨一角,因為吊耳沖切機組的物料輸入和輸出工作量不大,只需利用副跨吊車工作間隙就可完成,這種配置還不會影響車間其它各主要機組物流通道的暢通。車間國產(chǎn)鎳機組的配置見圖1、圖2所示。

圖1 國產(chǎn)鎳電解聯(lián)動機組平面配置

圖2 生產(chǎn)中的國產(chǎn)鎳電解聯(lián)動機組

電鎳洗滌機組的受板鏈運機橫跨車間第1跨和第2跨，并在這2跨中設(shè)置了3個電鎳接板工位。這3個接板工位相距較遠,因此設(shè)置移載小車將各個工位聯(lián)系起來,可以快速將任意工位的電鎳整槽一次性移送到受板鏈條上。同理,陽極排板機組的排板鏈運機和固定排板架也橫跨車間第1跨和第2跨,固定排板架在這2跨中設(shè)置了3個陽極板吊裝工位。這3個吊裝工位相距較遠,因此設(shè)置移載小車將各個工位聯(lián)系起來,可以快速將排板鏈運機上的陽極板整槽一次性移送到任意吊裝工位。這種配置方式可以提高移載效率和機組運行的靈活性。

3 結(jié)語

國產(chǎn)鎳電解機組于2012年8月成功投入生產(chǎn)運行，滿足了60 kt/a電解鎳生產(chǎn)的需要,各條國產(chǎn)鎳機組均達到了設(shè)計生產(chǎn)能力。國產(chǎn)鎳機組的成功研發(fā)和生產(chǎn)應(yīng)用,首次在國內(nèi)鎳電解生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了自動化生產(chǎn),提高了我國鎳電解生產(chǎn)領(lǐng)域裝備水平,提高了作業(yè)效率和勞動生產(chǎn)率,降低了工人的勞動強度。同時通過該項目,也提升了江西瑞林裝備有限公司智能裝備的研發(fā)能力,拓展了該公司裝備供貨領(lǐng)域,使公司智能裝備產(chǎn)品第一次進入鎳電解行業(yè)。隨著公司對國產(chǎn)鎳電解聯(lián)動機組功能的進一步拓展及結(jié)構(gòu)的進一步優(yōu)化，國產(chǎn)鎳電解聯(lián)動機組將具備更廣闊的市場應(yīng)用前景。

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Research and Application on Domestic Nickel Electrolysis Machines

CHEN Hao

(Jiangxi Nerin Equipment Co.,Ltd.,Nanchang,Jiangxi 330031,China)

Introduce the first domestic nickel electrolysis integral unit,which is researched and manufactured by Jinchuan Group Co.，Ltd for its 60 kt/a electrolytic nickel transformation and expanding production project.As a specialized automatic production line, it combined with machinery,hydraulic,pneumatic and electric control.This line achieves automatic operation for a series of procedures,including electrolysis nickel out of the groove,row anode plates,contact spike handle and supply,lifting lug manufacture. This paper introduces constitute,function and productive process of each set of machine,configuration and actual application situation of nickel electrolysis plant.

machines;nickel electrolysis;electronic nickel washing machine;automation;ultrasonic cleaning

TF351

B

1004-4345(2014)05-0050-03

2014-08-28

陳 浩(1963—),男,高級工程師,主要從事冶金機械設(shè)計研發(fā)工作。