專利名稱：鋁電解電極成型過程中的炭塊密度檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
電鋁電解電極成型過程中的炭塊密度檢測方法，涉及一種碳素制品制備，特別是電解鋁用預(yù)焙陽(陰)極制備過程的振動成型的預(yù)焙陽(陰)極炭塊密度在線檢測方法。
背景技術(shù)：
在鋁電解生產(chǎn)過程中，炭塊是做為消耗材料-陽(陰)極使用，每電解1噸鋁約需消耗0.6噸炭塊，而且炭塊的質(zhì)量對電解鋁成品的質(zhì)量產(chǎn)生著直接影響。炭塊的密度成為電解鋁生產(chǎn)中對鋁水質(zhì)量控制的一個重要參數(shù)，故而在炭塊成型過程中，炭塊的密度成為直接反映炭塊的質(zhì)量的重要因素。
電解鋁陽(陰)炭塊的制備過程通常為將碳素原料制備-煅燒中碎磨粉配料混捏振動成型-測量-冷卻-焙燒-成品。其中振動成型是炭素制品生產(chǎn)的重要工序之一，振動成型不僅能使炭塊具有所要求的規(guī)格和幾何外形，同時也能使炭塊的一些物理性能，如密度、機械強度、間隙度、均質(zhì)性以及導(dǎo)電性等得到某種改善。其中密度是考核炭塊質(zhì)量好壞的重要指標，它直接影響到電解鋁生產(chǎn)指標。而碳塊制備過程中，由于炭塊質(zhì)量的形成是由振動成型完成，通常在該工序?qū)μ繅K的密度進行檢測，合格的進入下道工序，不合格的返回破碎再配料。
目前，所采用的工藝設(shè)備包括下部帶有碳碗模頭的長方體鑄鋼加工件的重錘，重錘通過鏈條與液壓提升機構(gòu)連接；長方型鋼結(jié)鉤桶體模具，位于振動平臺上部；由兩根振動軸分別裝兩組偏芯塊，由振動電機驅(qū)動產(chǎn)生激振力振動臺；一園柱性鋼件，其下部通過法蘭與重錘固接，其上部穿過在長方形導(dǎo)向平臺與其滑接的、與重垂連為一體的導(dǎo)桿，導(dǎo)向平臺通過支架固定在地基上。工藝過程為將糊料稱量加入模具中，通過重垂壓及振動臺振動成型。成型后的陽(陰)極炭塊密度的測量是多是通過人工逐塊測量成型后炭塊的高度，再與事先算好的炭塊高度與密度的對照表格來判斷炭塊密度的大小，然后根據(jù)密度判斷所成型的炭塊是否合格。由于振動成型后的炭塊溫度高，且環(huán)境瀝青煙大，搬移炭塊設(shè)備復(fù)雜，造成操作環(huán)境和安全性均較差。也有少部分廠家采用超聲波測高、激光測高、氣缸帶動編碼器測高來間接判斷成型炭塊的密度。由于這些方法均是在炭塊表面進行直接測量，測量時有較大的局限性。如1)炭塊表面有炭碗和粗槽，炭塊上平面可能凸凹不平，給測量造成較大的誤差；2)成型后炭塊有100℃多的高溫，以及環(huán)境的油煙造成了測量誤差；3)測量時可能由于處于振動狀態(tài)，造成測量誤差大；4)以上測量方法測量精度低，不能直接測出每塊炭塊的密度，只能作為間接參照，且使制備過程形成工藝間隔，增加檢測碳塊的操作場地，人工操作難度大，工作環(huán)境差，難于對炭塊的質(zhì)量在線控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對上述已有技術(shù)在鋁電解用陽(陰)極炭塊制備過程中存在的不足，提供一種能有效提高檢測效率、改善檢測操作條件、減少檢測操作空間，提高設(shè)備自動化程度的在線鋁電解電極成型過程中的炭塊密度檢測方法本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
鋁電解電極成型過程中的炭塊密度檢測方法，其特征在于測量方法是在導(dǎo)向平臺上固定一個位移傳感器，重錘導(dǎo)桿上裝一壓板，當重錘下降時位移傳感器相應(yīng)動作，并將位移量傳送給PC控制系統(tǒng)，按PC系統(tǒng)設(shè)定的計算程序完成密度測量；測量過程為在模具裝完后，把重錘落到最低點，測出此時重錘模頭底面距振動臺臺面高度H，并調(diào)整位移傳感器，調(diào)整此時其輸出為標準最小值；在陽極炭塊成型后，此時位移傳感器電流信號經(jīng)PC處理器輸出高度值為h，碳塊高度為H+h；依照所需要成型的陽極炭塊形狀，把炭塊的體積分解成上、下兩部分V上及V下，炭塊底部面積S底，根據(jù)碳塊模具分別計算出碳碗底部以上體積V上和碳塊底部面積S底，分別把S底V上輸入工控機；另設(shè)備上稱量小車裝置對糊料下料重量按要求控制，檢測出每快炭塊的糊料下料重量W，則就可以得出這塊陽極炭塊在成型后的密度ρ 通過PLC控制系統(tǒng)編一段程序就可直接在模擬系統(tǒng)中輸出所成型后每一個炭塊的密度。
本發(fā)明的方法，可以實現(xiàn)生炭塊的自動在線密度檢測，直接判斷炭塊的質(zhì)量，而且易安裝，精度高，結(jié)構(gòu)簡單可靠。


圖1是本發(fā)明的方法成型裝置及自動在線檢測設(shè)備示意圖。
圖2是成型后碳塊主圖。
圖3是成型后碳塊俯視。
具體實施例方式
鋁電解電極成型過程中的炭塊密度檢測方法，在導(dǎo)向平臺7上固定一個市購的4mA-20mA位移傳感器1，重錘導(dǎo)桿5上裝一壓板6，當重錘2下降時位移傳感器相應(yīng)動作，并將位移量傳送給PC機9，按PC控制系統(tǒng)設(shè)定的計算程序完成密度測量；測量過程為在模具3裝完后，把重錘落到最低點，測出此時重錘模頭底面距振動臺4臺面高度H，并調(diào)整位移傳感器，調(diào)整此時其輸出為標準最小值；在陽極炭塊8成型后，此時位移傳感器電流信號經(jīng)PC處理器輸出高度值為h，碳塊高度為H+h；依照所需要成型的陽極炭塊形狀，把炭塊的體積分解成上10、下11兩部分V上及V下，炭塊底部面積S底，根據(jù)碳塊模具分別計算出碳碗底部以上體積V上和碳塊底部面積S底，分別把S底.V上輸入工控機；另設(shè)備上稱量小車裝置對糊料下料重量按要求控制，檢測出每快炭塊的糊料下料重量W，則就可以得出這塊陽極炭塊在成型后的密度ρ 通過PLC控制系統(tǒng)編一段程序就可直接在模擬系統(tǒng)中輸出所成型后每一個炭塊的密度。
實施例設(shè)計碳塊重量655kg，實際測得重垂模頭底面距振動平臺的高度H＝400mm，碳碗底部以上體積V上＝63518cm3，碳塊底部面積S底＝7756cm2，分別把S底.V上.H輸入工控機，系統(tǒng)實際下料量W＝658kg。此時位移傳感器電流信號經(jīng)PC處理器輸出高度值為h＝33mm，碳塊高度為H+h＝435mm；系統(tǒng)計算輸出密度ρ＝1.64。實際測該碳外形高度為540mm，實際計算密度與自動檢測密度值相同。
權(quán)利要求
1.鋁電解電極成型過程中的炭塊密度檢測方法，其特征在于測量方法是在導(dǎo)向平臺上固定一個位移傳感器，重錘導(dǎo)桿上裝一壓板，當重錘下降時位移傳感器相應(yīng)動作，并將位移量傳送給PC控制系統(tǒng)，按PC系統(tǒng)設(shè)定的計算程序完成密度測量；測量過程為在模具裝完后，把重錘落到最低點，測出此時重錘模頭底面距振動臺臺面高度H，并調(diào)整位移傳感器，調(diào)整此時其輸出為標準最小值；在陽極炭塊成型后，此時位移傳感器電流信號經(jīng)PC處理器輸出高度值為h，碳塊高度為H+h；依照所需要成型的陽極炭塊形狀，把炭塊的體積分解成上、下兩部分V上及V下，炭塊底部面積S底，根據(jù)碳塊模具分別計算出碳碗底部以上體積V上和碳塊底部面積S底，分別把S底V上輸入工控機；另設(shè)備上稱量小車裝置對糊料下料重量按要求控制，檢測出每快炭塊的糊料下料重量W，則就可以得出這塊陽極炭塊在成型后的密度ρ 通過PLC控制系統(tǒng)編一段程序就可直接在模擬系統(tǒng)中輸出所成型后每一個炭塊的密度。
全文摘要
電鋁電解電極成型過程中的炭塊密度檢測方法，涉及一種碳素制品制備過程的振動成型的炭塊密度在線檢測方法。其特征在于通過在固定導(dǎo)向平臺上的位移傳感器，將重錘下降時位移量傳送給PC控制系統(tǒng)，按PC系統(tǒng)設(shè)定的計算程序完成密度測量。本發(fā)明的方法，可以實現(xiàn)生炭塊的自動在線密度檢測，直接判斷炭塊的質(zhì)量，而且易安裝，精度高，結(jié)構(gòu)簡單可靠。
文檔編號C25C3/00GK1593874SQ200410049608
公開日2005年3月16日 申請日期2004年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月22日
發(fā)明者呂子劍, 王煥州, 陳三元, 付通順, 施建明, 李峰, 沈金波, 劉建成, 任全福, 張瑜 申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司