隧道巖石破除設備分裂機

液壓分裂機在鋁電解槽大修刨槽中的應用

摘要：液壓分裂機分裂力大、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。本文論述了液壓分裂機的工作原理，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，甚至會產(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)生復雜的化學、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分裂機刨槽新工藝，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. 液壓分裂機的工作原理及技術(shù)性能

2．1 工作原理

常規(guī)的機械破碎方法，如風鎬、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?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，即抗拉強度遠遠低于其抗壓強度。液壓分裂機正是利用脆性材料抗拉強度低的這一特性，運用楔塊組的力學原理及液壓機理開發(fā)出來的：

首先，在被分裂的物體上鉆一些特定直徑和深度的孔，將液壓分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，通過分裂機上的液壓缸，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)生巨大分裂力將被分裂的物體結(jié)構(gòu)內(nèi)部破壞掉，數(shù)秒鐘內(nèi)被分裂的物體就會產(chǎn)生10 - 40毫米的裂紋并被分裂開來。

2．2 液壓分裂機的組成

一套液壓分裂機通常由三部分組成：液壓動力站、液壓分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分裂機提供高壓、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)動十條分裂槍。

   液壓分裂機主要由控制閥、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)分裂機和液壓動力站，加上分配器可將多個分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分裂機系統(tǒng)典型配置如下：

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

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