衆所周知，我國已成爲世界電解鋁生產大國，但還不是生產強國，尤其是我國在智能化生產方面做得還不夠好，甚至存在一定程度的落後，比如一些危險的作業環節仍然由人工完成、一些落後和低效的生產設備也仍在應用於生產當中。這些顯然掣肘了我國鋁工業生產水平與當前全球工業4.0大環境的接軌。據了解，一些歐美發達國家目前鋁工業智能化水平已經達到了較高水準，而我國電解鋁行業的整體自動化程度與發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，電解鋁行業推行創新驅動、實施智能轉型是必然趨勢，同時也是我國鋁工業實現彎道超車的最佳機遇。
作爲電解鋁生產工序中的重要環節——鋁電解打殼下料系統即如此。
發達國家的打殼下料系統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。而中國電解鋁工業中，特別是在打殼氣缸長期受低價低質產品惡性競爭的影響下，打殼下料系統通常密封壽命僅有3~12個月；活塞杆半年左右出現明顯拉痕，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；氣缸設計幾十年無明顯改進，且氣缸需定期加潤滑油，導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、強磁場的環境下進行無安全防護的作業，存在明顯的安全隱患。
另外，在傳統氣缸按槽控機信號進行全壓打殼下料動作時，如出現堵料或長包問題，則需人工進行處理，故而造成人均生產效率較低，並且如若人工巡視處理不及時易造成陽極效應（通常人員巡視槽數量在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生產發展水平。如今一種新型的智能打殼下料系統能將上述問題迎刃而解。據悉，由內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，通過特種傳感器陣列、專家控制策略、按需打殼下料，專業化系統定制產品，實現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，節氣量在50%以上，產品壽命延長6倍的效果。
助推鋁工業降本增效
錦溪科技鋁用智能打殼下料系統關鍵部件主要由6部分構成：優質鋁合金氣缸元件、智能電控箱（帶物聯網和無線傳輸的嵌入式控制系統）、特種傳感器陣列和遙控器（或手機APP控制)、穩恆磁場環境專用電磁閥和特種合金錘頭。該系統可以實現電解槽上打殼功能單點控制或任意組合聯控、下料功能單點控制或任意組合聯控和氟化鹽的自動控制。同時，還可實現電解槽的按需打殼、下料（包括停打、連打、停料、補料、單點下料量調節等工序），以及打殼氣缸錘頭打擊深度按需調整（減小長包或堵料發生，延長打擊錘頭壽命）。此外，該系統的相關電氣元件和傳感器還採用多重防磁技術，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爲例，與傳統打殼下料系統相比，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。
系統研發歷程
然而，一項好的技術不是一蹴而就的，而是經過了多年的研究和實踐才慢慢取得成效並成功應用於生產。據錦溪鋁用打殼下料系統主要技術負責人王建軍介紹，該項智能打殼下料系統的研發工作始於2008年，當時任職於南山鋁業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的發展情況，並經過全面了解和多方面調研，在2009年至2011年與全球氣動技術最強的美國Paker公司開始合作，將該系統在錦寧鋁鎂新材料有限公司進行了Paker智能氣缸現場應用。隨後，在2011年至2013年，又與江蘇恆立液壓股份有限公司聯手，合作開發了第一代全氣控智能打殼下料系統，該系統具有自主知識產權，傳感器爲氣缸端蓋內機械閥。同時，在錦寧鋁鎂新材料有限公司和甘肅東興鋁業有限公司等項目中進行了試用，且運行良好。此外，還與常州恆立氣動科技有限公司合作開發了第二代電控智能打殼下料系統，傳感器爲氣缸端蓋內機械閥，並增加壓力開關傳感器，引入了部分專家控制策略對電解槽進行智能控制。目前，該系統已在錦聯鋁材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。
據王建軍介紹，從2016年至今，該智能打殼下料系統第二代產品在錦聯鋁材的500kA槽上全部採用，且在錦聯400kA槽上進行了第三代全智能打殼下料系統規模化應用。第三代產品爲全智能電控打殼下料系統，傳感器爲電感應傳感器陣列，到目前爲止，第三代產品應用的各項指標運行平穩，效果非常理想。
王建軍說，鋁用智能打殼下料系統是鋁電解生產中提高人均工效的關鍵環節，也是鋁電解生產中重要的節能環節。而錦溪科技鋁用智能打殼下料系統可確保投資回收期小於2年，有利於轉變行業氣缸低採購成本，高運行成本的弊端。
據悉，爲保障產品質量穩定和持續改進，內蒙古錦溪科技有限公司將常州恆立氣動科技有限公司定爲鋁用氣缸材料獨家代工方，但相關傳感器和控制系統部分供應和裝配均由內蒙古錦溪科技有限公司完成。
作爲國家高新技術企業，內蒙古錦溪科技有限公司在鋁工業智能制造、節能降耗、資源綜合利用等方面進行了充分的儲備，未來，還將通過不斷創新，引領鋁用智能打殼下料系統的技術革新。
