本發明涉及鋁電解，具體涉及一種鋁電解槽打殼系統及打殼控制方法。

背景技術：

1、電解鋁施工中，打殼氣缸的主要作用是保證電解鋁原料能夠順利進入電解槽，其工作原理是在氣缸和換向閥結合組成系統的驅動下，通過壓縮空氣產生一定的沖擊力，將電解槽中與冷空氣結合形成的結殼層打破，從而保證電解鋁原料能夠不斷地進入電解槽中。現有打殼氣缸多采用氣缸端位檢測，如行程檢測傳感器或位移傳感器等，然而金屬錘頭反復浸入電解質的過程中，會凝固形成粘包，造成每次打殼的有效行程都不一樣，因此當接到端位檢測信號后，氣缸才能返回，此時金屬錘頭已浸入電解質很深。

2、目前氣缸端位檢測存在以下缺陷：氣缸運行行程長，消耗壓縮空氣多；金屬錘頭浸入電解質深，時間較長，金屬錘頭消耗快，且消耗的金屬錘頭材料主要是鐵，反應分解在鋁溶液中，影響鋁的品質；此外，金屬錘頭浸入電解質深、時間較長，金屬錘頭容易粘結電解質，形成粘包，其一是會增加電解工手動除包的勞動強度，其二過大的粘包影響電解槽正常進料，從而影響電解槽的正常運行，甚至引發陽極效應，其三增加電解槽散熱，增加電耗。

技術實現思路

1、本發明就是針對上述中所存在的問題，針對性地設計一種鋁電解槽打殼系統及打殼控制方法，使其解決現有的打殼氣缸端位檢測方法中存在的弊端。

2、為實現上述目的，本發明提供一種鋁電解槽打殼系統，包括電解槽、打殼氣缸、金屬錘頭、電信號檢測單元和控制單元，所述打殼氣缸帶有電磁換向閥；所述打殼氣缸絕緣安裝在所述電解槽內，所述金屬錘頭固定連接所述打殼氣缸的活塞桿端部，并且所述電磁換向閥與所述控制單元的輸出端通信連接，所述電信號檢測單元與所述控制單元的輸入端通信連接，所述電信號檢測單元包括導線和傳感器；當金屬錘頭打殼成功后所述傳感器將信號反饋給控制單元，所述控制單元控制所述活塞桿反向運動。

3、進一步的，所述電解槽包括槽體、陽極和陰極，所述陽極設置在所述槽體的上方，至少部分所述陽極浸入在電解質中，所述陰極設置在所述槽體底部并被一定量的鋁液所覆蓋，所述電解質在所述陽極和陰極中間；所述電解槽通入直流電，所述陽極接直流電的正極，所述陰極接直流電的負極，所述電解質上方結成殼層。

4、進一步的，所述傳感器為電壓傳感器，所述電壓傳感器兩端分別通過所述導線接通所述打殼氣缸的活塞桿及槽體，所述導線通過碳刷連通所述活塞桿，所述電壓傳感器通信連接所述控制單元的輸入端。

5、可選的，所述傳感器為電流傳感器，所述電流傳感器一端通過所述導線接通所述槽體，另一端通過導線順次接通電源及所述打殼氣缸的活塞桿，所述導線通過碳刷連通所述活塞桿，所述電流傳感器通信連接所述控制單元的輸入端。

6、進一步的，所述碳刷通過固定器安裝在所述打殼氣缸的前端蓋，并且所述碳刷滑動連接所述活塞桿，位于所述碳刷及打殼氣缸后端蓋之間的導線沿著打殼氣缸的拉桿布置，所述導線接通所述碳刷的引出線。

7、進一步的，所述槽體內安裝殼面監測單元，所述殼面監測單元通信連接所述控制單元的輸入端。

8、進一步的，所述打殼氣缸連接有增壓器，所述增壓器通信連接所述控制單元的輸出端。

9、進一步的，所述殼面監測單元為紅外熱成像傳感器或紅外溫度傳感器，所述電解槽外絕緣安裝有蜂鳴器，所述蜂鳴器通信連接控制單元的輸出端。

10、本發明還包括一種鋁電解槽打殼系統的打殼控制方法，包括如下步驟：

11、1）、當殼面監測單元檢測到電解槽結殼后，輸出信號給控制單元，控制單元向打殼氣缸輸出打殼指令；

12、2）、打殼氣缸帶動金屬錘頭進給打殼時，電信號檢測單元中傳感器用來感應是否有信號輸入，并將結果反饋給控制單元，若檢測到信號輸入，則由控制單元向電磁換向閥輸出換向指令，控制打殼氣缸返回，若未檢測到信號輸入，則控制單元向增壓器輸出加壓指令，啟動打殼氣缸的高壓打殼；

13、打殼氣缸的活塞桿帶動金屬錘頭進給過程中，與導線連通的碳刷滑動連接活塞桿，當金屬錘頭打殼成功并接觸電解質后，電信號傳遞在金屬錘頭、活塞桿、碳刷、導線、電信號檢測單元的傳感器及槽體之間，使得電信號檢測單元的傳感器獲得信號輸入；

14、3）、打殼氣缸高壓打殼后，電信號檢測單元二次檢測殼層狀態，若打殼成功，則電解槽電解作業正常進行，若打殼不成功，則輸出信號給控制單元，控制單元向蜂鳴器輸出報警指令；

15、4）、進行人工干預或補打。

16、綜上所述，本發明具有如下的優點和有益技術效果：

17、1.當金屬錘頭打殼成功后，電信號檢測單元中傳感器將信號反饋給控制單元，控制單元控制打殼氣缸活塞桿反向運動，與現有的打殼氣缸端位檢測相比，反應速度及誤差小，從而降低金屬錘頭浸入電解質的時長。

18、2.本發明中電信號檢測單元利用導線與導電的槽體連接，通過槽體傳遞的電信號來進行檢測，此種連接方式確保了電信號的準確傳遞和檢測單元的有效工作。傳感器外置，方便安裝、檢修及更換，提高了打殼系統的靈活性和可維護性。

19、3.電壓或電流傳感器用來感應火眼是否打通，分別采用電解槽電解質與槽體電位差和電解質中的電流原理，提高打殼氣缸感應的及時性，從而使得打殼氣缸運行行程短，更節約壓縮空氣消耗；金屬錘頭浸入電解質淺，從而延長使用壽命，降低材耗；并且金屬錘頭浸入電解質時間短，減少金屬錘頭中鐵成分的反應和混入，鋁液純度更好。

20、4.碳刷用于連接導線與打殼氣缸的活塞桿，實現二者的電信號傳遞。當金屬錘頭接觸電解質后，電能由金屬錘頭、活塞桿，再經碳刷的傳導介質，傳輸至碳刷的引出線之中，然后通過導線將電信號傳遞至電壓或電流傳感器端，保證電信號順暢穩定地傳遞。

21、5.為避免活塞桿移動過程中導線受到損壞，將導線整齊、有序地收納在打殼氣缸的拉桿上，提高導線的使用壽命，并使得打殼系統整體更加整潔。

22、6.本發明中殼面監測單元用來檢測并判斷電解槽中是否結殼，通過實時監測和信息反饋，及時清除結殼，保證下料的暢通性。

23、7.若一次打殼不成功，利用增壓器對打殼氣缸加壓，進行二次打殼。

24、8.二次打殼后電信號檢測單元復核打殼結果，若打殼再次失敗，則啟動蜂鳴器，及時展開人工干預。

技術特征：

1.一種鋁電解槽打殼系統，其特征在于：包括電解槽、打殼氣缸、金屬錘頭、電信號檢測單元和控制單元，所述打殼氣缸帶有電磁換向閥；所述打殼氣缸絕緣安裝在所述電解槽內，所述金屬錘頭固定連接所述打殼氣缸的活塞桿端部，并且所述電磁換向閥與所述控制單元的輸出端通信連接，所述電信號檢測單元與所述控制單元的輸入端通信連接，所述電信號檢測單元包括導線和傳感器；當金屬錘頭打殼成功后所述傳感器將信號反饋給控制單元，所述控制單元控制所述活塞桿反向運動。

2.根據權利要求1所述的一種鋁電解槽打殼系統，其特征在于：所述電解槽包括槽體、陽極和陰極，所述陽極設置在所述槽體的上方，至少部分所述陽極浸入在電解質中，所述陰極設置在所述槽體底部并被一定量的鋁液所覆蓋，所述電解質在所述陽極和陰極中間；所述電解槽通入直流電，所述陽極接直流電的正極，所述陰極接直流電的負極，所述電解質上方結成殼層。

3.根據權利要求2所述的一種鋁電解槽打殼系統，其特征在于：所述傳感器為電壓傳感器，所述電壓傳感器兩端分別通過所述導線接通所述打殼氣缸的活塞桿及槽體，所述導線通過碳刷連通所述活塞桿，所述電壓傳感器通信連接所述控制單元的輸入端。

4.根據權利要求2所述的一種鋁電解槽打殼系統，其特征在于：所述傳感器為電流傳感器，所述電流傳感器一端通過所述導線接通所述槽體，另一端通過導線順次接通電源及所述打殼氣缸的活塞桿，所述導線通過碳刷連通所述活塞桿，所述電流傳感器通信連接所述控制單元的輸入端。

5.根據權利要求3或4任一所述的一種鋁電解槽打殼系統，其特征在于：所述碳刷通過固定器安裝在所述打殼氣缸的前端蓋，并且所述碳刷滑動連接所述活塞桿，位于所述碳刷及打殼氣缸后端蓋之間的導線沿著打殼氣缸的拉桿布置，所述導線接通所述碳刷的引出線。

6.根據權利要求5所述的一種鋁電解槽打殼系統，其特征在于：所述槽體內安裝殼面監測單元，所述殼面監測單元通信連接所述控制單元的輸入端。

7.根據權利要求6所述的一種鋁電解槽打殼系統，其特征在于：所述打殼氣缸連接有增壓器，所述增壓器通信連接所述控制單元的輸出端。

8.根據權利要求7所述的一種鋁電解槽打殼系統，其特征在于：所述殼面監測單元為紅外熱成像傳感器或紅外溫度傳感器，所述電解槽外絕緣安裝有蜂鳴器，所述蜂鳴器通信連接控制單元的輸出端。

9.一種鋁電解槽打殼系統的打殼控制方法，其特征在于：控制權利要求8所述鋁電解槽打殼系統的步驟為：

10.根據權利要求9所述的一種鋁電解槽打殼系統的打殼控制方法，其特征在于：所述步驟二中，打殼氣缸的活塞桿帶動金屬錘頭進給過程中，與導線連通的碳刷滑動連接活塞桿，當金屬錘頭打殼成功并接觸電解質后，電信號傳遞在金屬錘頭、活塞桿、碳刷、導線、電信號檢測單元的傳感器及槽體之間，使得電信號檢測單元的傳感器獲得信號輸入。

技術總結
本發明屬于鋁電解技術領域，具體涉及一種鋁電解槽打殼系統及打殼控制方法，包括電解槽、打殼氣缸、金屬錘頭、電信號檢測單元和控制單元，打殼氣缸帶有電磁換向閥，打殼氣缸絕緣安裝在電解槽內，金屬錘頭固定連接打殼氣缸的活塞桿端部，并且電磁換向閥與控制單元的輸出端通信連接，電信號檢測單元與控制單元的輸入端通信連接，電信號檢測單元包括導線和傳感器，當金屬錘頭打殼成功后傳感器將信號反饋給控制單元，控制單元控制打殼氣缸活塞桿反向運動，本發明的有益效果為：采用電壓或電流傳感器用來感應火眼是否打通，提高打殼氣缸感應的及時性，以解決現有的打殼氣缸端位檢測方法中存在的弊端。

技術研發人員：王于兵,黃振禧,崔志利,黃瑞華
受保護的技術使用者：濟南三諾科技有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28