眾所周知，我國已成為世界電解鋁生產(chǎn)大國，但還不是生產(chǎn)強國，尤其是我國在智能化生產(chǎn)方面做得還不夠好，甚至存在一定程度的落后，比如一些危險的作業(yè)環(huán)節(jié)仍然由人工完成、一些落后和低效的生產(chǎn)設(shè)備也仍在應(yīng)用于生產(chǎn)當中。這些顯然掣肘了我國鋁工業(yè)生產(chǎn)水平與當前全球工業(yè)4.0大環(huán)境的接軌。據(jù)了解，一些歐美發(fā)達國家目前鋁工業(yè)智能化水平已經(jīng)達到了較高水準，而我國電解鋁行業(yè)的整體自動化程度與發(fā)達國家相比還存在一些差距。所以在全球智能制造的大浪潮下，電解鋁行業(yè)推行創(chuàng)新驅(qū)動、實施智能轉(zhuǎn)型是必然趨勢，同時也是我國鋁工業(yè)實現(xiàn)彎道超車的最佳機遇。

作為電解鋁生產(chǎn)工序中的重要環(huán)節(jié)——鋁電解打殼下料系統(tǒng)即如此。

發(fā)達國家的打殼下料系統(tǒng)通常和電解槽大修周期相近，在電解槽運行期間，基本不需在電解槽頂部進行修理和更換工作。而中國電解鋁工業(yè)中，特別是在打殼氣缸長期受低價低質(zhì)產(chǎn)品惡性競爭的影響下，打殼下料系統(tǒng)通常密封壽命僅有3~12個月；活塞桿半年左右出現(xiàn)明顯拉痕，造成隱性或顯性漏氣；電解槽打殼錘頭在4~10個月需進行更換；氣缸設(shè)計幾十年無明顯改進，且氣缸需定期加潤滑油，導(dǎo)致無法使用可再生性良好的鋁合金缸體。以上情況大大降低了人均工效以及浪費了材料，不僅如此，工作人員還需要頻繁地在電解槽頂部高溫、高空、強磁場的環(huán)境下進行無安全防護的作業(yè)，存在明顯的安全隱患。

另外，在傳統(tǒng)氣缸按槽控機信號進行全壓打殼下料動作時，如出現(xiàn)堵料或長包問題，則需人工進行處理，故而造成人均生產(chǎn)效率較低，并且如若人工巡視處理不及時易造成陽極效應(yīng)（通常人員巡視槽數(shù)量在9~12臺槽/人·班）。

長期以來，上述的這些問題嚴重影響了我國電解鋁工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展水平。如今一種新型的智能打殼下料系統(tǒng)能將上述問題迎刃而解。據(jù)悉，由內(nèi)蒙古錦溪科技有限公司（以下簡稱錦溪科技）推出的鋁用智能打殼下料系統(tǒng)，通過特種傳感器陣列、專家控制策略、按需打殼下料，專業(yè)化系統(tǒng)定制產(chǎn)品，實現(xiàn)了降低槽上部檢修工作量70%以上，電解槽巡視工作量降低50%以上，節(jié)氣量在50%以上，產(chǎn)品壽命延長6倍的效果。

助推鋁工業(yè)降本增效

錦溪科技鋁用智能打殼下料系統(tǒng)關(guān)鍵部件主要由6部分構(gòu)成：優(yōu)質(zhì)鋁合金氣缸元件、智能電控箱（帶物聯(lián)網(wǎng)和無線傳輸?shù)那度胧娇刂葡到y(tǒng)）、特種傳感器陣列和遙控器（或手機APP控制)、穩(wěn)恒磁場環(huán)境專用電磁閥和特種合金錘頭。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)電解槽上打殼功能單點控制或任意組合聯(lián)控、下料功能單點控制或任意組合聯(lián)控和氟化鹽的自動控制。同時，還可實現(xiàn)電解槽的按需打殼、下料（包括停打、連打、停料、補料、單點下料量調(diào)節(jié)等工序），以及打殼氣缸錘頭打擊深度按需調(diào)整（減小長包或堵料發(fā)生，延長打擊錘頭壽命）。此外，該系統(tǒng)的相關(guān)電氣元件和傳感器還采用多重防磁技術(shù)，可保證不受外部磁場影響。

以錦溪第三代智能打殼下料系統(tǒng)為例，與傳統(tǒng)打殼下料系統(tǒng)相比，可達到減小槽上部工作量70%以上、減小槽巡視工作量50%以上（或人均看槽數(shù)量增加一倍）、減小耗氣量50%~80%、延長氣缸維修周期3~6倍（3~6年）、延長打擊錘頭壽命3~6倍（2~6年）等效果。

系統(tǒng)研發(fā)歷程

然而，一項好的技術(shù)不是一蹴而就的，而是經(jīng)過了多年的研究和實踐才慢慢取得成效并成功應(yīng)用于生產(chǎn)。據(jù)錦溪鋁用打殼下料系統(tǒng)主要技術(shù)負責人王建軍介紹，該項智能打殼下料系統(tǒng)的研發(fā)工作始于2008年，當時任職于南山鋁業(yè)的他就曾多次與博世—力士樂公司的專家進行接觸，此間，了解到國外先進的智能氣缸和電解槽槽上打殼下料系統(tǒng)的發(fā)展情況，并經(jīng)過全面了解和多方面調(diào)研，在2009年至2011年與全球氣動技術(shù)最強的美國Paker公司開始合作，將該系統(tǒng)在錦寧鋁鎂新材料有限公司進行了Paker智能氣缸現(xiàn)場應(yīng)用。隨后，在2011年至2013年，又與江蘇恒立液壓股份有限公司聯(lián)手，合作開發(fā)了第一代全氣控智能打殼下料系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有自主知識產(chǎn)權(quán)，傳感器為氣缸端蓋內(nèi)機械閥。同時，在錦寧鋁鎂新材料有限公司和甘肅東興鋁業(yè)有限公司等項目中進行了試用，且運行良好。此外，還與常州恒立氣動科技有限公司合作開發(fā)了第二代電控智能打殼下料系統(tǒng)，傳感器為氣缸端蓋內(nèi)機械閥，并增加壓力開關(guān)傳感器，引入了部分專家控制策略對電解槽進行智能控制。目前，該系統(tǒng)已在錦聯(lián)鋁材400kA系列電解槽上試用，共計10（8+2）臺電解槽至今運行已3年以上。

據(jù)王建軍介紹，從2016年至今，該智能打殼下料系統(tǒng)第二代產(chǎn)品在錦聯(lián)鋁材的500kA槽上全部采用，且在錦聯(lián)400kA槽上進行了第三代全智能打殼下料系統(tǒng)規(guī)模化應(yīng)用。第三代產(chǎn)品為全智能電控打殼下料系統(tǒng)，傳感器為電感應(yīng)傳感器陣列，到目前為止，第三代產(chǎn)品應(yīng)用的各項指標運行平穩(wěn)，效果非常理想。

王建軍說，鋁用智能打殼下料系統(tǒng)是鋁電解生產(chǎn)中提高人均工效的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是鋁電解生產(chǎn)中重要的節(jié)能環(huán)節(jié)。而錦溪科技鋁用智能打殼下料系統(tǒng)可確保投資回收期小于2年，有利于轉(zhuǎn)變行業(yè)氣缸低采購成本，高運行成本的弊端。

據(jù)悉，為保障產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定和持續(xù)改進，內(nèi)蒙古錦溪科技有限公司將常州恒立氣動科技有限公司定為鋁用氣缸材料獨家代工方，但相關(guān)傳感器和控制系統(tǒng)部分供應(yīng)和裝配均由內(nèi)蒙古錦溪科技有限公司完成。

作為國家高新技術(shù)企業(yè)，內(nèi)蒙古錦溪科技有限公司在鋁工業(yè)智能制造、節(jié)能降耗、資源綜合利用等方面進行了充分的儲備，未來，還將通過不斷創(chuàng)新，引領(lǐng)鋁用智能打殼下料系統(tǒng)的技術(shù)革新。