力得尔:致力于打造电解铝行业数字化工厂

发布于 2022-05-18 17:46

公司简介

湖南力得尔智能科技股份有限公司位于岳麓区学士街道玉莲路联东优谷工业园内。是国家2021年9月宣布成立北交所以后，首批挂牌新三板的企业，也是2021年湖南省首家在新三板获得挂牌的企业。2022年获得湖南省专精特新“小巨人”企业，公司先后获得湖南省科技型中小企业、高新技术企业认证，湖南省智能制造系统解决方案供应商，并入选长沙市第六批智能制造企业试点单位，公司2019年获得ISO9001质量认证。

子公司力得尔软件（湖南）有限公司获得双软认证、智能制造系统解决方案供应商等。公司拥有自主知识产权的产品专利十八项、在申请中的专利多项、软件著作权多项。2018年获得中国有色金属行业最高奖---有色金属协会科技进步一等奖。

公司经过多年的市场耕耘，积累了大量的应用案例和丰富的工程经验，拥有一支素质过硬的服务团队。发展至今已经成为国内一流的电解铝行业智能设备制造服务商和提高生产经济技术指标、降低电能消耗的系统解决方案提供商。公司是以智能制造技术为依托，对传统的电解铝行业的相关设备进行智能化升级改造，以行业综合节能创新和技术升级改造为目的的专业型公司；

公司自创始以来（行业经验积累二十年），依托对行业智能制造技术的深入理解和创新研发，开发出最新智能传感器、智能化设备---“智能精密下料控制机”、“智能位移压壳气缸”及“智能反馈式下料器”吨铝节电200-400度）和稳定的生产工艺技术条件，得到了用户的普遍赞誉。

公司始终坚持“自主研发与产学研相结合”的科技创新之路，高度重视管理和研发团队的建设和培养，公司同中南大学冶金学院、热力学院、计算机学院等多所院所开展技术合作。以达到行业领先水平为目标，努力创新，锐意进取，尤其是在改造电解铝行业的传统设备为智能化设备等方面取得了良好的社会经济效益，为电解铝行业的节能降耗提供了极大的助力。

公司核心技术竞争力

产品介绍

智能精密下料控制器系统

在现代大型预焙铝电解生产系统中，电解槽智能精密下料控制器系统占有举足轻重的地位，是电解铝生产过程工艺控制的“大脑”。电解槽智能精密下料控制器系统为三层网络结构，如下图示：

通讯链路采用工业以太网传输模式，数据传输率高、结构稳定、故障率低，能很好的适应日益复杂的电解铝生产工艺控制，并提供多种工艺分析图表和生产报表；

三层网络结构的最上层为管理网络，提供对外的数据查询、分析及数据管理功能；

三层网络结构的中间层为生产车间管理局域网，提供生产技术参数的查询、修改及生产数据管理功能；

三层网络结构的最下层为智能设备节点层，为每一台电解槽设备提供一个智能设备节点，采用液晶显示提供人机交互界面，同时提供生产工艺控制过程和各种工艺状态的显示及查询功能；

电解槽智能精密下料控制器系统可以同时适应最新的分料控制方式和传统的多料控制方式；

铝电解槽智能精确下料控制器

铝电解槽智能精确下料控制器（槽控机）是电解槽生产控制的关键设备，最新一代的控制器采用“液晶面板”的人机交互界面，引入实时操作系统作为软件控制平台，依据“氧化铝浓度边界效应”控制算法，实现槽内各下料点间的平衡计算，并实现了下料间隔（NB）的自适应调整，不需要人工干预；该控制算法尤其适用于高锂含量的电解质体系，避免电解槽由于炉底沉淀不均衡，使得部分阴极承担电流过多而造成槽子早期破损。

1槽电压控制目标：平均电压控制在3.89～3.92V

日均电压控制精度±10mv

氧化铝浓度控制范围：1.5—2.5%wt

原铝直流电单耗：12650～12800kwh/t-Al

电流效率：≥93.5%

阳极效应系数：≯0.08

阳极调整幅度：硬件设置：0－10秒可调；软件保护：0－10秒可调

控制系统设备的故障停机检修率：≯ 0.2次/台.年

铝电解系列电压电流转换器

系列电流信号分配器

技术参数

输入：4～20mA（或0～5V）模拟信号
输出：0～100kHz
模拟信号与输出的频率信号之间实现电隔离
输出频率与电流之间成线性正比，转换精度为0.1%
系列电流输出通道数：16通道，光纤信号输出

铝电解智能气缸控制系统

铝电解智能气缸控制器

实现功能

采集槽控机的打壳下料输出信号；

依据电解槽各个下料设定的打壳深度，控制打壳气缸的行程；

对烟道端和出铝端的下料点实现智能控制；

实现电解槽总下料量在各下料点间的再平衡算法；

技术参数

输入：220V（交流信号）/24V-36V（直流信号）；

输出：24V控制信号；

输出I/O数：32(Max）；

铝电解槽打壳气缸是下料系统的关键设备，电解槽在生产运行过程中，槽内的液面高度参差不齐，同一台槽烟道端和出铝端的液面也可能不一致，常规打壳气缸采用时间控制打壳过程，往往造成打壳浸入过深（粘包、长锤头）或过浅（打不透、堵料），同时，锤头的使用寿命与锤头浸入电解质的深度、时间是息息相关的，打壳锤头因为经常接触高温（960℃～1000℃）下的电解质与电解铝液，常规打壳系统的锤头因接触电解质深度较深，时间较长，所以锤头很容易粘包，熔化快，磨损也快，因此使用寿命也比较短。目前非智能打壳气缸的锤头使用3—6个月（合金锤头9个月）就必须进行更换，因为锤头磨损后高度调整不了。

解决打壳锤头粘包和下料堵料问题的途径是采用智能化（打）压壳气缸，目前（打）压壳气缸的智能化模式有如下几种：

第一种

纯气路控制模式

对气缸的气道重新设计，纯硬件实现，在气缸活塞到达缸筒最底端的时候进行换向，否则一直压壳，或者控制系统在打壳最大时间后切断进气而换向。该模式气缸构造复杂，制造成本高，不足之处有几点：

1)换向时间很短，后端控制系统很难捕捉到换向信号，难以形成闭环控制；

2)打壳深度固定，不能调节，能解决堵料问题，不能解决粘包问题；

第二种

压缩空气压力差模式

在打壳系统的主进气管和每个打壳气缸的进气管分别安装气压压力传感器，通过计算压缩空气的压力差来确定打壳是否正常，该方法结构简单，造价低廉，不足之处是效果很差，首先，电解生产系统的压缩空气的压力不稳定，其次，压力传感器在高磁场环境下测量精度偏差较大，所以，后端控制设定的判断标准很难确立。

第三种

电流环模式

采用锤头接触电解质液面形成闭环电流来确定打壳气缸是否打透下料点，由于电解生产环境的特殊性，槽上部的控制管路不能接地，否则很危险；这种方式最难解决的问题就是接地，一旦接地，后端控制就会误判断，造成漏电的危险。同时，要解决锤头浸入深度的控制，需采用高精度的霍尔传感器部件，成本会比较高。

第四种

测量气缸活塞行程模式

采用光电感应器，将气缸活塞的行程转换为数字信号进行控制，该模式通过预设打壳深度进行控制，可以依据不同的槽膛形状，各点设置不同的打壳深度，实现不粘包、不堵料的功能。我公司生产的铝电解槽数字式智能（打）压壳气缸，采用“测量气缸活塞行程”的模式，通过数字信号对压壳气缸在电解槽内的“入液”深度进行数字化控制，同时，配合我公司生产的“铝电解智能精确下料控制器”，可以很好的实现以下功能：根据现场电解槽的炉膛内形，设置锤头的入液深度（液晶面板设置），打壳行程到达后立即返回，气缸行程不到位采用压壳，保证了火眼畅通率。

打壳深度不到位信号及时反馈，后端控制器及时平衡下料过程，解决堵料问题。

打壳异常报警功能，依据设定的打壳不到位次数进行报警预设。

智能化下料技术方案

我公司生产的铝电解槽数字式智能（打）压壳气缸，采用“测量气缸活塞行程”的模式，通过数字信号对压壳气缸在电解槽内的“入液”深度进行数字化控制，同时，配合我公司生产的“铝电解智能精确下料控制器”，可以很好的实现以下功能：

根据现场电解槽的炉膛内形，设置锤头的入液深度（液晶面板设置），打壳行程到达后立即返回，气缸行程不到位采用压壳，保证了火眼畅通率。
打壳深度不到位信号及时反馈，后端控制器及时平衡下料过程，解决堵料问题。
打壳异常报警功能，依据设定的打壳不到位次数进行报警预设。

整体技术升级

下料系统智能化升级

2、充分利用铝电解槽原有打壳下料系统的气路，做到不浪费。对原有打壳气缸和下料气缸进行智能化改造，更换智能打壳气缸和智能下料气缸，更新的智能气缸气控阀后端加装有智能测距传感器，测量气缸活塞杆的运动行程，并通过分布在槽上的控制线缆，反馈信号给后端的智能下料控制器（箱）；改造后的打壳气控阀和下料气控阀均可通过安装于智能下料控制箱上的气控开关进行手动控制。

3、在烟道端安装智能下料控制器（箱），并做好绝缘处理；

4、根据电解槽智能打壳下料系统的网络拓扑图，布置通讯网络，通讯采用工业以太网模式，为下一步在控制系统上实现音、视频传输扩展提供技术基础。

5、对改造后的电解槽智能打壳下料系统进行集中排气消音。