陸紹遠(yuǎn)

（中鋁國(guó)際工程股份有限公司貴陽(yáng)分公司，貴州 貴陽(yáng) 550081）

氧化鋁是電解鋁生產(chǎn)的主要原料之一[1，2]，氧化鋁輸送是指經(jīng)氧化鋁廠生產(chǎn)的氧化鋁，通過(guò)選擇合適的運(yùn)輸方式，送至電解鋁廠氧化鋁存儲(chǔ)倉(cāng)，為電解鋁生產(chǎn)提供原料。目前，氧化鋁輸送方式主要有以下幾種：散裝運(yùn)輸、容器運(yùn)輸、機(jī)械運(yùn)輸?shù)萚3]，其中，采用散裝運(yùn)輸時(shí)，需要建立氧化鋁倉(cāng)庫(kù)，散裝氧化鋁在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)卸料后再通過(guò)機(jī)械輸送或濃相輸送把氧化鋁輸送至氧化鋁存儲(chǔ)倉(cāng)，散裝運(yùn)輸方式在卸料時(shí)粉塵飛揚(yáng)大，工作環(huán)境惡劣，同時(shí)包裝袋也需花費(fèi)費(fèi)用。容器運(yùn)輸主要采用汽車(chē)或火車(chē)罐車(chē)運(yùn)輸，當(dāng)氧化鋁輸送距離較遠(yuǎn)時(shí)，可考慮采用容器運(yùn)輸方式，優(yōu)點(diǎn)是輸送過(guò)程密閉，無(wú)粉塵飛揚(yáng)，但容器運(yùn)輸對(duì)運(yùn)輸車(chē)輛占用時(shí)間長(zhǎng)，容器罐車(chē)往往是空返至始發(fā)地，需支付車(chē)輛空返費(fèi)用，機(jī)械運(yùn)輸主要采用帶式輸送機(jī)輸送，只能用于短途氧化鋁輸送[4]。

隨著電解鋁生產(chǎn)規(guī)模的逐漸增大，對(duì)氧化鋁原料的需求也在增大，運(yùn)輸成本也在增多，因此，選擇合理的氧化鋁輸送方式對(duì)節(jié)約生產(chǎn)成本顯得尤為重要。電解鋁廠在選擇氧化鋁運(yùn)送方式時(shí)，應(yīng)根據(jù)企業(yè)自身情況及經(jīng)濟(jì)效益核算選擇合適的氧化鋁輸送方式，本文以國(guó)內(nèi)某電解鋁廠為研究對(duì)象，結(jié)合該廠自身情況，對(duì)該廠氧化鋁輸送系統(tǒng)進(jìn)行合理改造，節(jié)約生產(chǎn)成本。

1 氧化鋁輸送系統(tǒng)現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)某公司電解系列年氧化鋁需要量約244000噸，每天氧化鋁需要量660噸，目前，廠內(nèi)氧化鋁來(lái)料及卸料情況為散裝氧化鋁由火車(chē)槽罐車(chē)運(yùn)入廠內(nèi)，通過(guò)稀相輸送系統(tǒng)送入卸料站旁的氧化鋁倉(cāng)，再通過(guò)濃相輸送系統(tǒng)送入電解車(chē)間氧化鋁日耗倉(cāng)。袋裝氧化鋁由火車(chē)或汽車(chē)運(yùn)入廠內(nèi)，在拆袋平臺(tái)拆袋后，通過(guò)濃相輸送系統(tǒng)輸送至氧化鋁日耗倉(cāng)。由于火車(chē)罐車(chē)卸料后，空車(chē)返回，產(chǎn)生返空費(fèi)，增加了生產(chǎn)成本，而袋裝氧化鋁拆袋方式以割破氧化鋁包裝袋為主，包裝袋數(shù)量較大，并且氧化鋁袋割破后回收價(jià)值低，生產(chǎn)成本增加。

目前國(guó)內(nèi)有的電解鋁廠采用集裝箱裝運(yùn)氧化鋁，以節(jié)省氧化鋁包裝袋的費(fèi)用，而且集裝箱卸料可以大量節(jié)省人工，卸料效率更高，集裝箱卸料后可裝載鋁錠等產(chǎn)品外運(yùn)，不產(chǎn)生返空費(fèi)，可使生產(chǎn)成本降低。從國(guó)內(nèi)目前氧化鋁來(lái)料情況來(lái)看，采用散裝氧化鋁集裝箱運(yùn)輸，減少袋裝氧化鋁來(lái)料是大勢(shì)所趨。

因此，本文對(duì)該廠內(nèi)電解氧化鋁輸送系統(tǒng)進(jìn)行改造，采用集裝箱運(yùn)輸散裝氧化鋁進(jìn)廠，節(jié)約生產(chǎn)成本。

2 改造方案

2.1 工藝流程改造

圖1 氧化鋁輸送系統(tǒng)改造方案圖

由于來(lái)料方式改變?yōu)樯⒀b氧化鋁集裝箱供料，所以需新增卸料系統(tǒng)及配套的氧化鋁輸送系統(tǒng)。根據(jù)目前生產(chǎn)情況及廠區(qū)內(nèi)用地現(xiàn)狀，本次氧化鋁輸送系統(tǒng)改造如圖1所示，擬采用汽車(chē)卸料系統(tǒng)結(jié)合斗提機(jī)輸送和超濃相輸送的方案，方案如下：在現(xiàn)有對(duì)應(yīng)的3000噸氧化鋁存儲(chǔ)倉(cāng)旁新建散裝氧化鋁卸料站，采用斗式提升機(jī)結(jié)合風(fēng)動(dòng)溜槽的輸送方式將集裝箱卸下的氧化鋁輸送至3000噸氧化鋁倉(cāng)中，供電解生產(chǎn)使用。從生產(chǎn)運(yùn)行成本來(lái)看，斗式提升機(jī)結(jié)合風(fēng)動(dòng)溜槽的輸送方式運(yùn)行費(fèi)用最低，每噸氧化鋁輸送運(yùn)行成本只有濃相輸送的約為五分之一。

在電解廠房中間原有的氧化鋁日用料倉(cāng)旁新建一個(gè)卸料站并配套安裝一套氧化鋁輸送系統(tǒng)，卸料站廠房面積18m×9m，并設(shè)置一臺(tái)5T電動(dòng)單梁起重機(jī)，每套氧化鋁輸送系統(tǒng)包括料斗、風(fēng)動(dòng)溜槽、風(fēng)機(jī)、風(fēng)管及閥門(mén)、斗提機(jī)、收塵系統(tǒng)、電控系統(tǒng)組成，其中，斗提機(jī)、風(fēng)機(jī)等分別設(shè)置兩臺(tái)，采用一用一備原則，保證輸送系統(tǒng)穩(wěn)定性，本次改造新增主要工藝設(shè)備如表1所示。

表1 氧化鋁輸送系統(tǒng)改造主要設(shè)備表

裝有集裝箱的汽車(chē)到達(dá)卸料系統(tǒng)處時(shí)，汽車(chē)車(chē)尾對(duì)位至料斗，人工或自動(dòng)打開(kāi)集裝箱端部門(mén)，氧化鋁通過(guò)汽車(chē)的液壓傾翻系統(tǒng)使集裝箱傾斜，倒出集裝箱內(nèi)的氧化鋁，氧化鋁通過(guò)料斗出料口進(jìn)入斗提機(jī)，斗提機(jī)將氧化鋁提升至含氟氧化鋁倉(cāng)倉(cāng)頂，通過(guò)風(fēng)動(dòng)溜槽將氧化鋁送入新鮮氧化鋁倉(cāng)，另外，為防止進(jìn)入凈化輸送系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)也能保證日常生產(chǎn)的持續(xù)穩(wěn)定性，在含氟氧化鋁倉(cāng)頂斗提出料口設(shè)置三通切換閥，增設(shè)旁路通過(guò)溜管及風(fēng)動(dòng)溜槽，也可將新鮮氧化鋁送入含氟氧化鋁倉(cāng)。

每個(gè)集裝箱裝載氧化鋁27t計(jì)算，每套系統(tǒng)每天需處理9個(gè)集裝箱的氧化鋁，共243噸氧化鋁。按每個(gè)集裝箱運(yùn)輸及卸車(chē)需30min考慮，即輸送能力需達(dá)到54t/h，配置一套卸料系統(tǒng)，系統(tǒng)每天工作8小時(shí)，平均每天一班工作，可滿足卸料要求。

2.2 收塵系統(tǒng)改造

針對(duì)本改造項(xiàng)目中集裝箱間斷卸料和卸料揚(yáng)塵大且集中的特點(diǎn)，收塵系統(tǒng)改造如下：除塵器安裝于卸料站廠房外地坪，露天布置。卸料站地坑設(shè)置三面高截面收塵罩，收塵罩具有防卸料堵塞、自動(dòng)卸料功能，該收塵罩不僅能有效地收集卸料揚(yáng)塵，還能將收塵罩中沉降的粉塵在系統(tǒng)停運(yùn)后自動(dòng)卸載，最大限度減少人工的清理和維護(hù)。此外，為確保進(jìn)入除塵器的氧化鋁粉塵量盡可能少，收塵罩內(nèi)粉塵能自然沉降，有效減少進(jìn)入除塵設(shè)備的氧化鋁粉塵量，可提高過(guò)濾器過(guò)濾風(fēng)速，節(jié)約設(shè)備投資、占地和能耗。

除塵器卸料方式擯棄傳統(tǒng)螺旋卸料，采用開(kāi)式風(fēng)動(dòng)溜槽卸料，避免了機(jī)械磨損和后期維護(hù)，除塵器返回料也采用風(fēng)動(dòng)溜槽輸送氧化鋁返回卸料地坑，同樣避免了機(jī)械磨損也降低了能耗。除塵器清灰采用在線脈沖清灰方式。

針對(duì)該項(xiàng)目斗式提升機(jī)一用一備的配置情況，收塵系統(tǒng)相應(yīng)進(jìn)行分別配置，以避免浪費(fèi)。具體實(shí)施為斗式提升機(jī)兩條收塵管線獨(dú)立配置，并配置氣動(dòng)蝶閥與斗提聯(lián)鎖控制，氧化鋁輸送時(shí)僅對(duì)應(yīng)開(kāi)啟運(yùn)行中的斗式提升機(jī)相對(duì)應(yīng)的收塵管線閥門(mén)。

除塵系統(tǒng)采用就地控制，在卸料站進(jìn)口方便操作位置設(shè)置就地控制箱，集裝箱卸料前時(shí)開(kāi)啟系統(tǒng)，卸料完成后關(guān)閉系統(tǒng)，操作可靠、便捷，本次除塵系統(tǒng)改造收塵及風(fēng)量分配如表2所示。

表2 收塵系統(tǒng)收塵點(diǎn)及風(fēng)量分配

2.3 電氣及儀表控制改造

表3為本次改造用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)。根據(jù)工程改造用電負(fù)荷計(jì)算，本次電氣改造擬在原上料系統(tǒng)旁的現(xiàn)有凈化低壓配電室內(nèi)各設(shè)置一臺(tái)動(dòng)力配電箱及一臺(tái)PLC柜，動(dòng)力箱電源引自所在低壓配電室內(nèi)備用回路（如無(wú)備用回路則在低壓柜內(nèi)銅母排上打孔，用電纜聯(lián)結(jié)后引出至動(dòng)力配電箱）。動(dòng)力配電箱到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備電纜均盡量沿現(xiàn)有電纜橋架、電纜溝敷設(shè)，出橋架后穿管埋地敷設(shè)至設(shè)備本體。

表3 系統(tǒng)改造用電負(fù)荷表

另外采用PLC系統(tǒng)對(duì)上料系統(tǒng)進(jìn)行控制，儀表控制信號(hào)也一并連入本PLC系統(tǒng)，在PLC柜面板上設(shè)置觸摸屏對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。PLC控制系統(tǒng)通過(guò)以太網(wǎng)與現(xiàn)有控制系統(tǒng)相連，由現(xiàn)有控制系統(tǒng)上位機(jī)對(duì)氧化鋁上料系統(tǒng)進(jìn)行控制。

改造系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)照明電壓采用交流220V，取自動(dòng)力配電箱。燈具采用LED光源。容易造成觸電危險(xiǎn)的場(chǎng)所設(shè)置12V或36V安全照明燈或手提檢修燈。

3 改造效果

根據(jù)本文改造方案，該廠氧化鋁輸送系統(tǒng)進(jìn)行了改造，運(yùn)行一年以來(lái)，通過(guò)對(duì)比，氧化鋁輸送效率提高，工作環(huán)境改善，整個(gè)輸送系統(tǒng)人工成本減少，經(jīng)過(guò)核算，生產(chǎn)成本有所降低。

4 結(jié)論

本文根據(jù)國(guó)內(nèi)某電解鋁廠生產(chǎn)實(shí)際，通過(guò)選擇合理的氧化鋁輸送方式，對(duì)該廠氧化鋁輸送系統(tǒng)進(jìn)行了改造。運(yùn)行實(shí)踐表明，改造后工人工作環(huán)境改善，氧化鋁輸送效率也有了明顯提高，同時(shí)，系統(tǒng)人工成本減少，生產(chǎn)成本也較改造前有了明顯減少，說(shuō)明本次氧化鋁輸送系統(tǒng)改造效果明顯，為國(guó)內(nèi)該類型氧化鋁輸送系統(tǒng)改造提供實(shí)例參考。