李華武，邵曉光

（江西瑞林裝備有限公司，江西 南昌 330031）

0 引言

銅陽極機組（以下簡稱陽極機組）是銅電解車間關(guān)鍵設(shè)備之一，無論是傳統(tǒng)法銅電解工藝還是近幾年廣泛應用的永久不銹鋼陰極銅電解工藝，都離不開陽極機組。所以，對陽極機組進行深入的研究對提高銅電解車間的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)水平有重要的意義。

1 陽極機組的發(fā)展狀況

自動化陽極機組作為一種復雜的銅電解設(shè)備，其領(lǐng)先技術(shù)一直由國外少數(shù)幾家公司掌握。從1984年我國從日本引進第一套自動化 “傳統(tǒng)法” 工藝的陽極機組，至今我國已經(jīng)引進約30 套自動化陽極機組。隨著國內(nèi)研發(fā)、制造水平的提高，國產(chǎn)化陽極機組也越來越完善，并在國內(nèi)市場形成了和國外品牌競爭的格局。無論進口陽極機組還是國產(chǎn)化陽極機組，近年都想著兩個大的方面發(fā)展： 一是速度不斷提高，這是因為國內(nèi)新投產(chǎn)銅電解廠年產(chǎn)量普遍在20 萬噸以上，同時又為了減少工人勞動時間；二是陽極機組的功能在不斷增強，電解工藝對陽極板的質(zhì)量要求越來越高，陽極板機組處理功能也需要隨之增強，例如極板檢測和廢板自動剔除，由于排板及專用吊具吊裝的需要，自動化的側(cè)銑耳功能也愈發(fā)重要。

在生產(chǎn)實踐中，陽極機組工作效率至關(guān)重要，本文將根據(jù)調(diào)試實踐著重對陽極機組效率進行分析。

2 影響陽極機組作業(yè)效率的主要因素分析

（1）機構(gòu)運行本身造成時序過緊。陽極機組作為聯(lián)動線，其中每個機構(gòu)的動作必須緊緊相扣，如果某個機構(gòu)執(zhí)行一個動作的時間過長，則下一個機構(gòu)必然要提高運行速度才能不至于影響整個機組的效率。影響陽極機組運行效率的機構(gòu)主要有橫移裝置、壓力機、底銑耳裝置與移載裝置。

橫移裝置橫向貫穿整個陽極機組，其動作必須與至少三個機構(gòu)聯(lián)動。所以橫移裝置的運行速度也至少會影響三個機構(gòu)的運行效率。而橫移裝置為鏈運機構(gòu)，依靠鏈條轉(zhuǎn)運陽極板，如果運行速度太高陽極板在轉(zhuǎn)運過程中容易傾倒甚至卡住，而較高的運行速度也會造成停位不準、重復精度低，這樣就不利于其它機構(gòu)從橫移裝置上取放陽極板。

壓力機安裝在橫移裝置中間位置，其運行速度影響橫移裝置的動作時間。壓力機為液壓壓緊機構(gòu)，需要極大的壓力對陽極板進行擠壓，以消除其變形和表面缺陷。由于壓力高，油缸缸徑大，需要很大的液壓油流量才可以滿足機構(gòu)高速工作。之前由于液壓系統(tǒng)設(shè)計和控制方面的原因，液壓系統(tǒng)流量的提高很有限。

底銑耳機構(gòu)結(jié)構(gòu)復雜，動作繁多，需要執(zhí)行極板輸送、銑耳等一連串動作。其中極板輸送又包含了升降和水平行走等動作，原有機構(gòu)升降和水平行走時間偏長，造成了銑耳機構(gòu)時序過緊。

移載裝置安裝在底銑耳裝置兩端，負責將陽極板從橫移鏈轉(zhuǎn)運至底銑耳裝置和將陽極板從底銑耳裝置運出，原有移載裝置由于結(jié)構(gòu)原因，轉(zhuǎn)運一次陽極板時間過長，造成橫移鏈和底銑耳裝置時序過緊。

（2）機構(gòu)設(shè)計與精度造成故障頻發(fā)。由于設(shè)計方案原因，某些機構(gòu)可靠性不高，運行時間長、可靠性不高，在使用中頻發(fā)故障致使整個陽極機組效率偏低。另外，制造精度的也對機組的運行效率影響較大，精度不高會使機構(gòu)重復精度低、陽極板位置精度低，在運行中機組會因此出現(xiàn)故障與不必要的停頓。例如陽極板對中精度低會使陽極板在以后的轉(zhuǎn)運中位置不合理，影響其它機構(gòu)對其轉(zhuǎn)運。原有移載裝置運行中故障較多，且某些零件易于損壞，直接影響機組效率。

（3）檢測元件、檢測裝置的設(shè)置和選型不合理造成不發(fā)訊或誤動作。由于檢測元件選型和設(shè)置不合理，在某些情況下回出現(xiàn)不發(fā)訊或誤發(fā)訊的現(xiàn)象，這時機組將會停止動作，必須由人工來查找原有，耽誤了機組運行。有些檢測裝置的設(shè)置位置和方式也會帶來類似問題。根據(jù)原有設(shè)備運行情況統(tǒng)計，機組在運行過程中有近一半的停頓是因為信號不正常而造成的。

（4）物料外形、物理規(guī)格參數(shù)變化大造成機組作業(yè)不穩(wěn)定。在有些銅冶煉企業(yè)，其陽極板來源有自產(chǎn)和外購兩種形式。自產(chǎn)陽極板由于澆鑄原因會有極板外形不標準、尺寸偏差大的現(xiàn)象，而企業(yè)為了降低生產(chǎn)成本又不會將這些陽極板回爐，直接將這些陽極板加載在陽極機組上在運行過程中會出現(xiàn)卡板、掉板以及檢測不可靠等現(xiàn)象。而很多外購陽極板其尺寸會和機組的設(shè)計條件有偏差，導致運行不可靠。

（5）自動控制連鎖多，造成時序的延長。組成陽極機組的機構(gòu)較多，為了實現(xiàn)聯(lián)動和保護設(shè)備的需要，很多機構(gòu)之間有連鎖關(guān)系，機構(gòu)直接的相互影響較大，機構(gòu)之間的等待時間較長，直接導致的后果是延長了機組的時序，降低了運行效率。

3 提高陽極機組效率的優(yōu)化

針對以上所分析影響陽極機組效率的因素，在后期對設(shè)備進行了整改、完善和重新設(shè)計。主要優(yōu)化如下：

（1）機械結(jié)構(gòu)改進。之前的移載裝置為齒輪驅(qū)動，轉(zhuǎn)移一塊陽極板需要運轉(zhuǎn)兩圈，時間長。改進后的移載裝置采用傾轉(zhuǎn)裝置，一次即可將一塊陽極板轉(zhuǎn)移到位。而繼續(xù)保留使用的移載裝置也進行了優(yōu)化，更換了齒輪和齒輪軸材質(zhì)，使其可以承受更高的沖擊載荷。改進了對中裝置油缸座，使其位置更加準確，提高了陽極板最終精度。

（2）液壓系統(tǒng)的改進。陽極機組作為機電液一體的全自動聯(lián)動線，液壓系統(tǒng)對機組效率影響甚重。對壓力機油缸控制閥組進行了改進，將電液換向閥更換為流量更大的插裝式換向閥，提高壓力機運行速度。

（3）電氣控制系統(tǒng)的改進。電氣控制系統(tǒng)作為陽極機組的 “大腦”，其對機組運行效率的影響深度是不言而喻的。電氣系統(tǒng)的改進主要包括控制程序和檢測裝置兩方面。在控制程序上優(yōu)化了原有的機構(gòu)互鎖關(guān)系，使互鎖關(guān)系更簡單、可靠。同時優(yōu)化了相鄰機構(gòu)的動作控制，使動作銜接更緊湊。動作銜接的改進不會增加任何成本，不需提高單體部件的速度，是最經(jīng)濟有效的優(yōu)化措施。原有機組上某些光電開關(guān)只檢測陽極板的一個耳朵，當極板位置不正時將造成動作錯誤甚至卡板、掉板。改進后使用兩個光電開關(guān)分別兩側(cè)的陽極板耳朵，提高了可靠性。同時也對一些光電開關(guān)的位置進行了重新布置，使其能準確的檢測每一塊陽極板，減少甚至杜絕了因檢測不準造成的機組停機甚至故障。機組整改前后對比詳見表1。

表1 陽極機組進行效率優(yōu)化前后對比表

4 展望

經(jīng)過多年研發(fā)與應用實踐，國產(chǎn)化陽極機組效率得到大幅提升，滿足了當前電解廠的生產(chǎn)需求。但和進口設(shè)備比起來仍然有差距，主要體現(xiàn)在加工質(zhì)量、運行穩(wěn)定性和外觀方面。隨著新技術(shù)、新裝置的不斷出現(xiàn)與應用，陽極機組的效率還有很大的提升空間。近年，工業(yè)機器人已經(jīng)在銅電解車間剝片機組上得到了成功運用，將其應用在陽極機組上以提高效率也是值得研究的。