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液壓工程礦山劈裂機劈裂力大、體積小、重量輕、操作方便,工作時無振動、無噪音、無粉塵,在鋁廠電解槽大修過程中的拆除陰極炭塊和爐襯工作中,效果顯著,效率高,環(huán)保好.本文論述了液壓劈裂機的工作原理,技術(shù)性能,使用方法及在電解槽刨槽中的具體應(yīng)用及效果評價.

目前國內(nèi)電解鋁廠的電解槽壽命一般為1,100～1,500天.即經(jīng)過3～5年的使用,電解槽陰極碳塊受到電解熔液的侵蝕,陰極壓降增加,能耗加大,甚至?xí)a(chǎn)生電解槽破損,使原鋁的產(chǎn)量和質(zhì)量大幅度地降低.因此,需要定期對電解槽進行刨槽大修：即將陰極碳塊和槽內(nèi)襯全部拆除掉,重新砌筑新的陰極碳塊和槽內(nèi)襯.而陰極碳塊經(jīng)過長時間的高溫和壓力作用,會產(chǎn)生復(fù)雜的化學(xué)、物理變化,被燒結(jié)陶瓷化、合金化,異常的堅硬,并且互相粘連,比鋼筋混凝土還難拆除.

目前,傳統(tǒng)的電解槽刨槽方法有以下兩種：

i)使用風(fēng)鎬“干刨”拆除,像“螞蟻啃骨頭”一樣,作業(yè)條件差,勞動強度大,噪聲高,震動沖擊和粉塵污染嚴(yán)重,有害身體健康,工作效率低,大修費用高,停爐時間長.不能滿足生產(chǎn)要求和環(huán)保要求.

ii)使用液壓千斤頂在陰極鋼棒之間頂開碳塊,然后用吊車起出.這種方式,容易將鋼棒頂彎,損傷電解槽,通常車間內(nèi)吊車的起重能力也有限.特別對大型電解槽來說,效果差而且不安全,容易引發(fā)事故.

傳統(tǒng)的刨槽方法的弊病是顯而易見的.中國鋁業(yè)青海分公司以及國內(nèi)其它的一些大中型電解鋁廠引進并采用液壓劈裂機刨槽新工藝,能大塊大塊地劈裂、破碎、拆除陰極碳塊和爐襯,效果十分顯著,效率高,可以縮短電解槽大修周期三分之一.同時,其操作方便、簡單,安全環(huán)保,可以極大地降低刨槽成本和工人的勞動強度,改善工作環(huán)境.

2.液壓劈裂機的工作原理及技術(shù)性能

2．1液壓劈裂機工作原理

常規(guī)的機械破碎方法,如風(fēng)鎬、破碎錘等,是通過外力的作用來破壞物體的結(jié)構(gòu).但通常需要被破碎的一些脆性物體的抗壓強度很高,相對而言,其抗拉強度卻相當(dāng)?shù)?如燒結(jié)后的陰極炭塊和爐襯的抗壓強度象花崗巖一樣,高達60～250Mpa,而抗拉強度卻通常只有3～10Mpa,即抗拉強度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其抗壓強度.液壓劈裂機正是利用脆性材料抗拉強度低的這一特性,運用楔塊組的力學(xué)原理及液壓機理開發(fā)出來的：

　首先,在被劈裂的物體上鉆一些特定直徑和深度的孔,將劈裂機的楔塊組插入鉆好的孔中.液壓動力站產(chǎn)生高壓液壓油,通過劈裂機上的液壓缸,驅(qū)動楔塊組中的中間楔塊向前駛出,并將兩個反向楔塊向兩邊撐開.從而產(chǎn)生巨大劈裂力將被劈裂的物體結(jié)構(gòu)內(nèi)部破壞掉,數(shù)秒鐘內(nèi)被劈裂的物體就會產(chǎn)生10 - 40毫米的裂紋并被劈裂開來.

　2．2液壓劈裂機的組成

一套液壓劈裂機通常由三部分組成：液壓動力站、液壓劈裂機和高低壓液壓連接管.

液壓動力站

液壓動力站主要由動力源（電動機、內(nèi)燃機、氣動馬達等）,液壓泵,限壓閥,液壓油箱等部分組成.動力源產(chǎn)生動力,驅(qū)動液壓泵,從而通過高低壓連接管向劈裂機提供高壓、小流量的液壓油.同時,為了工作安全,液壓系統(tǒng)由一個限壓閥控制,壓力極限為60Mpa.

液壓動力站有便攜式和移動式兩種.根據(jù)液壓泵的功率不同,一臺液壓動力站最多可以同時驅(qū)動十條劈裂槍.

液壓劈裂機主要由控制閥、液壓缸、楔塊組（包括一個中間楔塊和兩個成對反向楔塊）構(gòu)成.液壓缸是由優(yōu)質(zhì)進口不銹鋼制成,重量輕且極其耐用.反向楔塊的表面鍍有一層特殊的硬質(zhì)合金,具有很高的抗壓強度和耐磨性能,可以提高其使用壽命10倍以上.

高低壓液壓連接管和快速接頭

高、低壓連接管用于聯(lián)結(jié)劈裂機和液壓動力站,加上分配器可將多個劈裂槍與一套液壓動力系統(tǒng)相連起來.而快速接頭可以在數(shù)秒鐘內(nèi)十分方便地將整個系統(tǒng)連接完畢并開始工作,或拆開以便于運輸.

2．3典型的配置：

適用于電解鋁廠刨槽中的液壓劈裂機系統(tǒng)典型配置如下：

配置一：1臺電動液壓動力站,2條劈裂槍,高低壓液壓連接管,以及相應(yīng)的快速接頭、擴大襯塊、特殊潤滑脂等

配置二：1臺電動液壓動力站,3條劈裂槍,高低壓液壓連接管,以及相應(yīng)的快速接頭、擴大襯塊、特殊潤滑脂等