众所周知，我国已成为世界电解铝生产大国，但还不是生产强国，尤其是我国在智能化生产方面做得还不够好，甚至存在一定程度的落后，比如一些危险的作业环节仍然由人工完成、一些落后和低效的生产设备也仍在应用于生产当中。这些显然掣肘了我国铝工业生产水平与当前全球工业4.0大环境的接轨。据了解，一些欧美发达国家目前铝工业智能化水平已经达到了较高水准，而我国电解铝行业的整体自动化程度与发达国家相比还存在一些差距。所以在全球智能制造的大浪潮下，电解铝行业推行创新驱动、实施智能转型是必然趋势，同时也是我国铝工业实现弯道超车的最佳机遇。
作为电解铝生产工序中的重要环节——铝电解打壳下料系统即如此。
发达国家的打壳下料系统通常和电解槽大修周期相近，在电解槽运行期间，基本不需在电解槽顶部进行修理和更换工作。而中国电解铝工业中，特别是在打壳气缸长期受低价低质产品恶性竞争的影响下，打壳下料系统通常密封寿命仅有3~12个月;活塞杆半年左右出现明显拉痕，造成隐性或显性漏气;电解槽打壳锤头在4~10个月需进行更换;气缸设计几十年无明显改进，且气缸需定期加润滑油，导致无法使用可再生性良好的铝合金缸体。以上情况大大降低了人均工效以及浪费了材料，不仅如此，工作人员还需要频繁地在电解槽顶部高温、高空、强磁场的环境下进行无安全防护的作业，存在明显的安全隐患。
另外，在传统气缸按槽控机信号进行全压打壳下料动作时，如出现堵料或长包问题，则需人工进行处理，故而造成人均生产效率较低，并且如若人工巡视处理不及时易造成阳极效应(通常人员巡视槽数量在9~12台槽/人·班)。
长期以来，上述的这些问题严重影响了我国电解铝工业生产发展水平。如今一种新型的智能打壳下料系统能将上述问题迎刃而解。据悉，由内蒙古锦溪科技有限公司(以下简称锦溪科技)推出的铝用智能打壳下料系统，通过特种传感器阵列、专家控制策略、按需打壳下料，专业化系统定制产品，实现了降低槽上部检修工作量70%以上，电解槽巡视工作量降低50%以上，节气量在50%以上，产品寿命延长6倍的效果。
助推铝工业降本增效
锦溪科技铝用智能打壳下料系统关键部件主要由6部分构成：优质铝合金气缸元件、智能电控箱(带物联网和无线传输的嵌入式控制系统)、特种传感器阵列和遥控器(或手机APP控制)、稳恒磁场环境专用电磁阀和特种合金锤头。该系统可以实现电解槽上打壳功能单点控制或任意组合联控、下料功能单点控制或任意组合联控和氟化盐的自动控制。同时，还可实现电解槽的按需打壳、下料(包括停打、连打、停料、补料、单点下料量调节等工序)，以及打壳气缸锤头打击深度按需调整(减小长包或堵料发生，延长打击锤头寿命)。此外，该系统的相关电气元件和传感器还采用多重防磁技术，可保证不受外部磁场影响。
以锦溪第三代智能打壳下料系统为例，与传统打壳下料系统相比，可达到减小槽上部工作量70%以上、减小槽巡视工作量50%以上(或人均看槽数量增加一倍)、减小耗气量50%~80%、延长气缸维修周期3~6倍(3~6年)、延长打击锤头寿命3~6倍(2~6年)等效果。
系统研发历程
然而，一项好的技术不是一蹴而就的，而是经过了多年的研究和实践才慢慢取得成效并成功应用于生产。据锦溪铝用打壳下料系统主要技术负责人王建军介绍，该项智能打壳下料系统的研发工作始于2008年，当时任职于南山铝业的他就曾多次与博世—力士乐公司的专家进行接触，此间，了解到国外先进的智能气缸和电解槽槽上打壳下料系统的发展情况，并经过全面了解和多方面调研，在2009年至2011年与全球气动技术最强的美国Paker公司开始合作，将该系统在锦宁铝镁新材料有限公司进行了Paker智能气缸现场应用。随后，在2011年至2013年，又与江苏恒立液压股份有限公司联手，合作开发了第一代全气控智能打壳下料系统，该系统具有自主知识产权，传感器为气缸端盖内机械阀。同时，在锦宁铝镁新材料有限公司和甘肃东兴铝业有限公司等项目中进行了试用，且运行良好。此外，还与常州恒立气动科技有限公司合作开发了第二代电控智能打壳下料系统，传感器为气缸端盖内机械阀，并增加压力开关传感器，引入了部分专家控制策略对电解槽进行智能控制。目前，该系统已在锦联铝材400kA系列电解槽上试用，共计10(8+2)台电解槽至今运行已3年以上。
据王建军介绍，从2016年至今，该智能打壳下料系统第二代产品在锦联铝材的500kA槽上全部采用，且在锦联400kA槽上进行了第三代全智能打壳下料系统规模化应用。第三代产品为全智能电控打壳下料系统，传感器为电感应传感器阵列，到目前为止，第三代产品应用的各项指标运行平稳，效果非常理想。
王建军说，铝用智能打壳下料系统是铝电解生产中提高人均工效的关键环节，也是铝电解生产中重要的节能环节。而锦溪科技铝用智能打壳下料系统可确保投资回收期小于2年，有利于转变行业气缸低采购成本，高运行成本的弊端。
据悉，为保障产品质量稳定和持续改进，内蒙古锦溪科技有限公司将常州恒立气动科技有限公司定为铝用气缸材料独家代工方，但相关传感器和控制系统部分供应和装配均由内蒙古锦溪科技有限公司完成。
作为国家高新技术企业，内蒙古锦溪科技有限公司在铝工业智能制造、节能降耗、资源综合利用等方面进行了充分的储备，未来，还将通过不断创新，引领铝用智能打壳下料系统的技术革新。
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