液压分裂器

Application of Hydraulic Splitters in the Demolition of Carbon Cathode during the Overhaul of Aluminum Reaction Pots
Wang Guizhi1，Zhang Ping2，Qiu Yang1
输油量（升/分钟） 液压油箱容积（升） 4. 液压分裂机的施工方法
5.0 10.0
首先，清理完电解槽阴极上沉积的电 解质及周边碳糊后，使阴极碳块与槽 壳间留有距离。然后用凿岩机在阴极 碳块上每隔 20 - 50cm 左右，钻一排 直径为 35 – 36 mm 的孔，其深度不 低于 430 mm。 启动液压动力站。将一台或多台分裂机 放入钻好的孔中。插入的孔深要确保 分裂机的中间楔块完全伸出后至少还 有 2cm 的多余空间。 操纵分裂机上的操作手柄，使中间楔 块伸出。十几秒钟以后，在最高可达 50Mpa 液压力的推动下，强迫夹在两边 的一对反向楔块向孔的两壁撑开，产 生 230 吨（单台分裂机）的力使得阴 极碳块出现裂纹，并被分裂、分离 开。 搬动操作手柄，缩回中间楔块，拔出分 裂机。完成一个工作循环。 重复以上分裂过程，将阴极碳块分裂 成可以搬动或天车可以吊动的大块。 然后将其搬开或吊出。 施工技巧主要掌握两点：分裂方向要有 临空面，使抵抗力最小；钻孔的间隔距离 合适，以提高工效。 5. 分裂机工作特点 环保好：采用非爆破技术，清洁、静音 作业，没有震动、冲击扰动，不产生 粉尘、噪声。在厂房内、运转设备附 近作业互不干扰，对槽体和钢结构件 无损伤。
液压动力站 液压动力站主要由动力源（电动机、 内燃机、气动马达等），液压泵，限压 阀，液压油箱等部分组成。动力源产生动 力，驱动液压泵，从而通过高低压连接管 向分裂机提供高压、小流量的液压油。同 时，为了工作安全，液压系统由一个限压 阀控制，压力极限为 50Mpa。 液压动力站有便携式和移动式两种。 根据液压泵的功率不同，一台液压动力站 最多可以同时驱动五台分裂机。 液压分裂机
配置二：A1+3×C4SN（1 台 A1 移动式空 气马达液压动力站，3 台 C4SN 型分裂 机， S3 高低压液压连接管，以及相应 的快速接头、扩大衬块、特殊润滑脂 等） 3. 技术性能 3．1 分列机的技术性能： 液压分裂机以及相应的楔块组的型号 有十多种，根据分裂对象和工况的不同要 求，可选择相应的型号。根据电解槽刨槽 的具体要求和特点，通常选用 C4SN 型分裂 机。其技术参数如表 1： 表 1 C4SN 分裂机的技术参数： 技术指标 技术参数 需钻孔直径（毫米） 35～36 最小钻孔深度（毫米） 430 裂纹宽度（毫米） 10～40 理论分裂力（吨） 461 实际分裂力（吨） 230 分裂机重量（公斤） 20 分裂机长度（毫米） 995 楔块组长度（毫米） 250 3．2 液压动力站的技术性能： 液压动力站的种类也较多。作为标准 配置，目前国内电解槽的槽边普遍都配备 了 6kg/cm2 的压缩空气气源，因此，通常可 以选用 A1 移动式空气马达液压动力站。其 具体技术参数如表 2： 表 2 A1 移动式液压动力站的技术参数： 技术指标 技术参数 液压动力站型号 A1 发动机类型 空气马达 功率（kW） 3.8 可同时驱动的分裂机数量 1 ～ 4 液压动力站总重（公斤） 113 外形尺寸（长×宽×高，毫 1,180×7以下两 种： i) 使用风镐“干刨” 拆除，像“蚂 蚁啃骨头”一样，作业条件差，劳 动强度大，噪声高，震动冲击和粉 尘污染严重，有害身体健康，工作 效率低，大修费用高，停炉时间 长。不能满足生产要求和环保要 求。
ii) 使用液压千斤顶在阴极钢棒之间顶 开碳块，然后用吊车起出。这种方 式，容易将钢棒顶弯，损伤电解 槽，通常车间内吊车的起重能力也 有限。特别对大型电解槽来说，效 1
2．1 工作原理 常规的机械破碎方法，如风镐、破碎锤 等，是通过外力的作用来破坏物体的结 构。但通常需要被破碎的一些脆性物体的 抗压强度很高，相对而言，其抗拉强度却 相当低。如烧结后的阴极炭块和炉衬的抗 压强度象花岗岩一样，高达 60～250Mpa， 而抗拉强度却通常只有 3～10Mpa，即抗拉 强度远远低于其抗压强度。液压分裂机正 是利用脆性材料抗拉强度低的这一特性， 运用楔块组的力学原理及液压机理开发出 来的： 首先，在被分裂的物体上钻一些特定直 径和深度的孔，将分裂机的楔块组插入钻 好的孔中。液压动力站产生高压液压油， 通过分裂机上的液压缸，驱动楔块组中的 中间楔块向前驶出，并将两个反向楔块向 两边撑开。从而产生巨大分裂力将被分裂 的物体结构内部破坏掉，数秒钟内被分裂 的物体就会产生 10 – 40 毫米的裂纹并被 分裂开来。 2．2 液压分裂机的组成 一套液压分裂机通常由三部分组成：液压 动力站、液压分裂机和高低压液压连接 管。 2 液压分裂机主要由控制阀、液压缸、楔 块组（包括一个中间楔块和两个成对反向 楔块）构成。液压缸是由优质铝合金制 成，重量轻且极其耐用。反向楔块的表面 镀有一层特殊的硬质合金，具有很高的抗 压强度和耐磨性能，可以提高其使用寿命 10 倍以上。 高低压液压连接管和快速接头 高、低压连接管用于联结分裂机和液 压动力站，加上分配器可将多个分裂机与 一套液压动力系统相连起来。而快速接头 可以在数秒钟内十分方便地将整个系统连 接完毕并开始工作，或拆开以便于运输。 2．3 典型的配置： 适用于电解铝厂刨槽中的液压分裂机系 统典型配置如下： 配置一：A1+2×C4SN（1 台 A1 移动式空 气马达液压动力站，2 台 C4SN 型分裂 机， S2 高低压液压连接管，以及相应 的快速接头、扩大衬块、特殊润滑脂 等）
（1．Shenyang Aluminum And Magnesium Engineering and Research Institute, Shenyang, Liaoning 110001； 2．Qinghai Branch, Aluminum Corporation of China Ltd., Xining, Qinghai 810108） Abstract ： Hydraulic splitter has the features of great splitting forces, small sizes, lightweight, convenient operation, no vibration, no noise and no dust during the operation, etc. It is especially suitable for the demolition of carbon cathode during the overhaul of aluminum reaction pots with its outstanding performance, high efficiency, and environment-friendly. This paper explores the work principles, main specifications, and operation methods of hydraulic splitter, as well as its application and evaluation in the demolition of carbon cathode during the overhaul of aluminum reaction pots. Keywords ： Hydraulic, Splitters, Aluminum Electrolysis, Aluminum Reaction Pots, Overhaul, Demolition
果差强人意。而且不安全，容易引 发事故。 传统的刨槽方法的弊病是显而易见的。 九十年代以来，中国铝业青海分公司以及 国内其它的一些大中型电解铝厂引进并采 用德国的液压分裂机刨槽新工艺，能大块 大 块 地 分 裂、 破碎、拆除阴极碳块和炉 衬，效果十分显著，效率高，可以缩短电 解槽大修周期三分之一。同时，其操作方 便、简单，安全环保，可以极大地降低刨 槽成本和工人的劳动强度，改善工作环 境。 2. 液压分裂机的工作原理及技术性能
1. 前言 目前国内电解铝厂的电解槽寿命一般为 1,100 ～ 1,500 天。即经过 3 ～ 5 年的 使用，电解槽阴极碳块受到电解熔液的侵 蚀，阴极压降增加，能耗加大，甚至会产 生电解槽破损，使原铝的产量和质量大幅 度地降低。因此，需要定期对电解槽进行 刨槽大修：即将阴极碳块和槽内衬全部拆 除掉，重新砌筑新的阴极碳块和槽内衬。 而阴极碳块经过长时间的高温和压力作 用，会产生复杂的化学、物理变化，被烧 结陶瓷化、合金化，异常的坚硬，并且互 相粘连，比钢筋混凝土还难拆除。
液压分裂机在铝电解槽大修刨槽中的应用
王桂芝 1，张平 2，邱阳 1
（1．沈阳铝镁设计研究院，辽宁 沈阳 110001； 2．中国铝业青海分公司炉修厂，青海 西宁 810108） 摘要：液压分裂机分裂力大、体积小、重量轻、操作方便，工作时无振动、无噪音、无粉尘， 在铝厂电解槽大修过程中的拆除阴极炭块和炉衬工作中，效果显著，效率高，环保好。本文论 述了液压分裂机的工作原理，技术性能，使用方法及在电解槽刨槽中的具体应用及效果评价。 关键词：液压 分裂机 电解铝厂 电解槽 大修 刨槽
般需要 45 天左右。 而如果采用液压分裂机的新工艺，清 刨槽的时间可以缩短到 7 天。即从电解槽 停槽到大修完毕的电解槽大修周期可以从 原来的 45 天，缩短到 30 天。在清刨槽的 7 天时间里，其中有 6 天时间花在清理电 解槽阴极上沉积的电解质及炉衬，真正使 用液压分裂机用于破碎槽底阴极炭块的时 间仅一个工作日即可。 自 1989 年 2 月中国铝业青海分公司引 进德国 Darda 液压分裂机进行电解槽的清 刨工作起，至 2003 年 6 月共先后购置 9 台 该设备用于电解槽的清刨。 从十四年的使用效果上看，液压分裂 机的优越性是十分明显的。1990 年之前， 电解槽采用风镐进行清刨，作业条件差、 劳动强度大，噪声及粉尘污染严重，工作 效率低，停炉时间长。自采用液压分裂机 后，电解槽大修周期由原来的 45 天降至目 前的 30 天。由于采用了先进的液压分裂设 备，极大地提高了工作效率，减轻了工人 的劳动强度，改善了工人的工作环境，缩 短了电解槽大修周期三分之一，从而为铝 厂的提产增效创造了条件，具有良好的经 济效益和社会效益。 同时，中国铝业贵州分公司、中州分公 司（上街铝厂）、焦作万方铝业等大中型 电解铝厂也陆续地引进购置了液压分裂 机，用于刨槽工作，取得了可喜的经验和 效益。 一个大中型电解铝厂通常有数百台电解 槽。经过一段时期的运行后，需要定期地 进行电解槽的大修刨槽工作。“工欲善其 事，必先利其器”。随着改革开放的深 入，我国铝工业的发展在注意提高工作效 率的同时更加重视职工劳动条件的改善， 液压分裂机在电解槽的大修刨槽工作中必 将得到迅速推广和普及。