文档介绍：铝电解槽上部结构的工厂化制造工法
中国长城铝业公司建设公司
2010年5月20日
目录
一、立项背景………………………………………………………………………1
二、技术难度和关键技术创新点…………………………………………………1
1. 铝罩板的加工和焊接………………………………………………………2
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箱形梁的防变形处理………………………………………………………5
阳极母线大梁的加工………………………………………………………6
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料斗旋转胎具的设计………………………………………………………8
上部结构的总装……………………………………………………………9
三、转化应用和推广情况…………………………………………………………12
一、立项背景
2007年中国长城铝业建设公司和卡塔尔铝业有限公司签署了铝电解设备上部结构的供应合同,合同内容包括708套铝电解槽上部结构及相关附属设备,。合同工期两年多,合同额约五千多万欧元,是长铝建设公司涉足海外市场以来最大的单子,也是我国铝电解设备出口额最大、加工零部件最多的一个项目。该项目对长铝建设公司实施“走出去”发展战略具有十分深远的影响,该项目如果按照既定的方针、目标顺利运作成功,对公司在海外市场的经营将是一个新的里程碑式跨越,将进一步巩固长铝建设公司在海外出口业务板块的基础,并进一步提高公司的品牌效应,将为公司赢得更多的市场创造了非常有利的条件。为了确保该项目成功运作,2007年9月24日,长铝建设公司召开了海德鲁卡塔尔铝电解项目部成立大会,同时成立了以张中伟同志为组长的铝电解槽上部结构的制造工法的技术攻关小组,并把此科研项目列入了中国长城铝业公司建设公司2008年度的科技攻关计划中。
二、技术难度和关键技术创新点
该项目由世界知名铝业公司挪威海德鲁铝业设计,铝电解槽上部结构长12700mm,宽4250mm,高3050mm,单重23吨,主要有框架支撑部件(门型柱、箱形梁等)、氧化铝供料系统(料斗、气动打壳机构、定容下料器等)、阳极提升装置(阳极提升机构、阳极母线等)、作业环境密封和废气收集系统(水平罩板、边罩板、角罩板、出铝端门、集气管等)等组成,结构复杂,零部件多,材料、制造公差、焊接等涉及到EN欧标、DIN德标、BS英标等世界标准。因为设备外形尺寸大,制造质量标准又极其严格,这就给我们带来了一系列技术难题,例如铝罩板的成型;箱形梁的防变形处理;阳极铝母线大梁加工;上部结构的总装方案,这些问题能否成功解决决定着整个项目的运作成败。
此外,此次铝电解项目与以往国内类似电解工程加工方式不同,阳极上部结构不在电解车间进行组装,而是在生产车间直接制作组装成完整的设备,包括氧化铝喂料系统、气动打壳系统、母线提升机构及支撑系统、烟气密封系统在内整体上部结构各部分组装完整,设备运抵卡塔尔现场后可直接在电解槽上就位,这样更增加了加工制造难度。
经过多次分析讨论,我们根据设备产品各部分特性和结构特点对该上部结构进行了必要的部件拆分,同时考虑到组装时的方法和难度,提出适合的改进意见,对产品结构的具体细节部分进行优化,分部件进行制造,集中在整体组装胎具上进行最终的组装、检验和模拟功能性测试。
将整体箱型梁拆分成三段进行制作,这为阳极母线升降装置留下了安装空间并且不影响结构安全性;依靠顶部集气管的结构强度与稳定性,将左中右三段箱型梁有机连为一体;风动管道整组的安装在集气管内侧的管道支架上,可以得到有效地保护,而且每根管路已与打壳气缸接口连接,到现场只需连通气源、气控柜,打壳系统即可运作;这些措施的采用更加有利于上部结构工厂化生产的实施。
铝罩板的加工和焊接
该项目的铝罩板一共有24000块,,板型复杂,分A、B、C、D 4种类型,每种板型各异,见附图板型A结构,既带波纹还有折边,因密封要求,每相邻两块罩板的活动间隙必须控制在3~5mm,两块罩板搭接密封面平行度、平面度均为2,且表面不得有压制划痕,因此其制造的难点主要是压制成型和焊接防变形。
前期,中国长城铝业公司建设公司的科技攻关小组,结合车间实操工人的经验,设计了简易的板式压力机,如下图所示:
压力机制作完成后就进行了试压,没有成功,又通过完善液压控制,精准控制压力,精加工压制胎具等措施,经过多次的试验,仍然没有生产出合格的产