隧道岩石破除设备分裂机

液压分裂机在铝电解槽大修刨槽中的应用

摘要：液压分裂机分裂力大、体积小、重量轻、操作方便，工作时无振动、无噪音、无粉尘，在铝厂电解槽大修过程中的拆除阴极炭块和炉衬工作中，效果显著，效率高，环保好。本文论述了液压分裂机的工作原理，技术性能，使用方法及在电解槽刨槽中的具体应用及效果评价。

目前国内电解铝厂的电解槽寿命一般为1,100 ～ 1,500天。即经过3 ～ 5年的使用，电解槽阴极碳块受到电解熔液的侵蚀，阴极压降增加，能耗加大，甚至会产生电解槽破损，使原铝的产量和质量大幅度地降低。因此，需要定期对电解槽进行刨槽大修：即将阴极碳块和槽内衬全部拆除掉，重新砌筑新的阴极碳块和槽内衬。而阴极碳块经过长时间的高温和压力作用，会产生复杂的化学、物理变化，被烧结陶瓷化、合金化，异常的坚硬，并且互相粘连，比钢筋混凝土还难拆除。

目前，传统的电解槽刨槽方法有以下两种：

i) 使用风镐“干刨” 拆除，像“蚂蚁啃骨头”一样，作业条件差，劳动强度大，噪声高，震动冲击和粉尘污染严重，有害身体健康，工作效率低，大修费用高，停炉时间长。不能满足生产要求和环保要求。

ii) 使用液压千斤顶在阴极钢棒之间顶开碳块，然后用吊车起出。这种方式，容易将钢棒顶弯，损伤电解槽，通常车间内吊车的起重能力也有限。特别对大型电解槽来说，效果差而且不安全，容易引发事故。

传统的刨槽方法的弊病是显而易见的。中国铝业青海分公司以及国内其它的一些大中型电解铝厂引进并采用液压分裂机刨槽新工艺，能大块大块地劈裂、破碎、拆除阴极碳块和炉衬，效果十分显著，效率高，可以缩短电解槽大修周期三分之一。同时，其操作方便、简单，安全环保，可以极大地降低刨槽成本和工人的劳动强度，改善工作环境。

2. 液压分裂机的工作原理及技术性能

2．1 工作原理

常规的机械破碎方法，如风镐、破碎锤等，是通过外力的作用来破坏物体的结构。但通常需要被破碎的一些脆性物体的抗压强度很高，相对而言，其抗拉强度却相当低。如烧结后的阴极炭块和炉衬的抗压强度象花岗岩一样，高达60～250Mpa，而抗拉强度却通常只有3～10Mpa，即抗拉强度远远低于其抗压强度。液压分裂机正是利用脆性材料抗拉强度低的这一特性，运用楔块组的力学原理及液压机理开发出来的：

首先，在被分裂的物体上钻一些特定直径和深度的孔，将液压分裂机的楔块组插入钻好的孔中。液压动力站产生高压液压油，通过分裂机上的液压缸，驱动楔块组中的中间楔块向前驶出，并将两个反向楔块向两边撑开。从而产生巨大分裂力将被分裂的物体结构内部破坏掉，数秒钟内被分裂的物体就会产生10 - 40毫米的裂纹并被分裂开来。

2．2 液压分裂机的组成

一套液压分裂机通常由三部分组成：液压动力站、液压分裂机和高低压液压连接管。

   液压动力站

液压动力站主要由动力源（电动机、内燃机、气动马达等），液压泵，限压阀，液压油箱等部分组成。动力源产生动力，驱动液压泵，从而通过高低压连接管向分裂机提供高压、小流量的液压油。同时，为了工作安全，液压系统由一个限压阀控制，压力极限为60Mpa。

液压动力站有便携式和移动式两种。根据液压泵的功率不同，一台液压动力站最多可以同时驱动十条分裂枪。

   液压分裂机主要由控制阀、液压缸、楔块组（包括一个中间楔块和两个成对反向楔块）构成。液压缸是由优质进口不锈钢制成，重量轻且极其耐用。反向楔块的表面镀有一层特殊的硬质合金，具有很高的抗压强度和耐磨性能，可以提高其使用寿命10倍以上。

   高低压液压连接管和快速接头

高、低压连接管用于联结分裂机和液压动力站，加上分配器可将多个分裂枪与一套液压动力系统相连起来。而快速接头可以在数秒钟内十分方便地将整个系统连接完毕并开始工作，或拆开以便于运输。

2．3 典型的配置：

适用于电解铝厂刨槽中的液压分裂机系统典型配置如下：

  配置一：1台电动液压动力站，2条分裂枪，高低压液压连接管，以及相应的快速接头、扩大衬块、特殊润滑脂等

配置二： 1台电动液压动力站，3条分裂枪，高低压液压连接管，以及相应的快速接头、扩大衬块、特殊润滑脂等