600KA超大容量电解槽现场制作关键技术研发及产业化应用

成果基本信息
关键词：	600KA超大容量电解槽;现场制作;铝电解槽;胎具
成果类别：		技术成熟度：
体现形式（基础理论类）：		体现形式（应用技术类）：	无
成果登记号：	1642018Y0002	资源采集日期：	2019-04-15

研究情况
单位名称：	云南建投机械制造安装工程有限公司	技术水平：
评价证书号：	201853ZK2107	评价单位：	中科合创（北京）科技成果评价中心
评价日期：	2018.04.20	评价证书号：	201853ZK2107

转化情况
转让范围：		推广形式：	无
已转让企业数（个）：	0

联系方式
联系人（平台）：	孵化基地	联系人（平台）电话：	0771-3394012
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成果简介
该成果主要应用于电解槽的现场制作，围绕600KA超大容量电解槽现场制作过程中节能、制作高效、生产成本低廉、电解槽质量优良等目标，在电解槽优化设计、优化下料、胎具研制与应用、焊接工艺与焊接设备的研制与改进、600KA超大容量电解槽制作工艺研究等方面进行了一系列技术创新，建设完成了我国南方地区首条30万吨/年600KA超大型铝电解槽生产线，有效确保了铝电解槽先天性良好，为延长槽寿命奠定了坚实的基础，并改善了铝电解经济技术指标，实现了大规模工业化转化应用。项目取得的主要技术原理及创新点如下：　　主要技术原理　　（1）电解槽的优化设计及下料工艺的改进：应用BIM技术对电解槽进行深化设计，生成零件图，同时采用加设水槽的数控等离子切割机进行下料，形成了系统化的下料工序，减少了环境污染,提高了下料的质量，保证了下料的精度。用该工艺减少了材料的报废率，提高了材料的利用率。经统计应用该技术下料误差控制在小于±1.5mm的范围内，变形量控制在小于0.8/1000mm的范围内，同时材料的利用率提高了2%，节约了材料费1.5%。　　（2）电解槽胎具的研制与应用：针对电解槽长侧板长度增加，现场制作采用普通胎具控制变形效果差，研发电解槽长侧反变形组装焊接胎具，保证了长侧板变形量小于1/1000mm；针对电解槽底板、端侧板的组装焊接及吊装存在变形的问题，研制、引进组装及吊装胎具，有效的控制焊接及吊装变形。在槽底板焊接平台上焊接的槽底板变形量小于0.8/1000mm，端侧板变形小于1/1000mm。研制和改进胎膜刚性固定、预置纵横向反变形胎具等工艺装备，首次应用于600KA超大容量电解槽的制作和安装，收到了良好的效果。　　（3）电解槽焊接工艺、焊接设备的研发与改进：以埋弧焊机为原型，针对上部大梁及H型钢结构采用门型埋弧焊机占地面积大、焊接费用高、现场焊接条件要求高等难题，自主研制了仿型埋弧焊机，有效的解决了上部大梁及H型钢结构现场制作焊接难题。每台设备节约成本6-8万元，对现场工况条件要求较低，同时减小了焊接空间、保证了焊接质量、提高了焊接合格率、降低了总体施工成本。　　针对电解槽结构特点（薄壁箱体结构），其组装焊接变形控制难度较大、焊缝质量要求高等技术难题，研究制定了电解槽长侧板、端侧板、槽底板以及整槽的焊接工艺，从焊接参数、焊接顺序等各方面进行研究和改进。有效的控制槽壳变形，保证电解槽焊接优良率达到96%，合格率达到100%。　　（4）形成完整的600KA超大容量电解槽现场制作工艺：项目形成了一套完整的、系统性的600KA大型电解槽现场制作工艺，解决了600KA超大容量铝电解槽现场制作关键技术问题，保证了电解槽的制作质量。将600KA电解槽单槽的制作成本控制在了65万元以内，制作安装完成的电解槽平均电流效率为94.1%，槽平均电压3.93V，直流电耗12306kWh/t-Al，现场制作安装完成的电解槽性能达到国际先进水平。　　主要创新点　　技术的先进性主要体现在以下几个方面：　　（1）引用BIM技术对电解槽进行了优化设计，建立电解槽信息模型、实现信息管理和信息建造，对材料使用做精细化控制；研制的加装水槽的数控等离子切割设备，达到水下切割的效果，节约了成本。　　（2）自主研制的仿型埋弧焊机焊接上部大梁及H型钢结构，提高了现场制作效率、节约了制作空间、降低了材料费、设备运输成本、保证了质量、提高了合格率。　　（3）设计新型胎具，预置纵横向反变形，控制了长侧板、端侧板以及槽底板的焊接变形，有效改善600KA超大容量铝电解槽工艺技术体系。　　该项目经中科合创（北京）科技成果评价中心组织的专家鉴定认为：600KA超大容量电解槽现场制作关键技术及产业化应用方面取得了创新成果，具有良好的社会、经济和环境效益。该成果达到国内领先水平。　　本项目受理发明专利1项，获得实用新型专利5项，省部级工法1项，发表论文3篇，编写企业标准《电解槽制作安装工艺规程》1项。成果推广应用至今累计新增利润2828.6万元；保证了电解槽质量、延长了电解槽寿命为甲方带来了良好的经济效益，为我国600KA超大容量电解槽现场制作提供了优良的示范，经济、社会、环境效益显著。

成果名称：	600KA超大容量电解槽现场制作关键技术研发及产业化应用	关键词：	600KA超大容量电解槽;现场制作;铝电解槽;胎具
成果类别：		一级分类名称：	装备制造
二级分类名称：	冶金工业装备制造	三级分类名称：
研究起止时间：	2013.03 至2015.06	成果体现形式（应用技术类）：	无
成果属性：		成果体现形式（基础理论类）：
技术成熟度：		技术水平：
研究形式：		学科分类1：
单位名称：	云南建投机械制造安装工程有限公司	学科分类2：	450.40
中图分类号1：		所属高新技术类别：
中图分类号2：	TF821	课题来源：
应用行业：		课题立项名称：
国家科技计划子类别：		课题立项编号：
经费实际投入额（万元）：	300.00	评价单位：	中科合创（北京）科技成果评价中心
评价形式：	无	应用状态：	无
评价日期：	2018.04.20	转让范围：
评价证书号：	201853ZK2107	推荐单位：	云南省建设投资控股集团有限公司
推广形式：	无	成果登记号：	1642018Y0002
成果简介：	该成果主要应用于电解槽的现场制作，围绕600KA超大容量电解槽现场制作过程中节能、制作高效、生产成本低廉、电解槽质量优良等目标，在电解槽优化设计、优化下料、胎具研制与应用、焊接工艺与焊接设备的研制与改进、600KA超大容量电解槽制作工艺研究等方面进行了一系列技术创新，建设完成了我国南方地区首条30万吨/年600KA超大型铝电解槽生产线，有效确保了铝电解槽先天性良好，为延长槽寿命奠定了坚实的基础，并改善了铝电解经济技术指标，实现了大规模工业化转化应用。项目取得的主要技术原理及创新点如下：　　主要技术原理　　（1）电解槽的优化设计及下料工艺的改进：应用BIM技术对电解槽进行深化设计，生成零件图，同时采用加设水槽的数控等离子切割机进行下料，形成了系统化的下料工序，减少了环境污染,提高了下料的质量，保证了下料的精度。用该工艺减少了材料的报废率，提高了材料的利用率。经统计应用该技术下料误差控制在小于±1.5mm的范围内，变形量控制在小于0.8/1000mm的范围内，同时材料的利用率提高了2%，节约了材料费1.5%。　　（2）电解槽胎具的研制与应用：针对电解槽长侧板长度增加，现场制作采用普通胎具控制变形效果差，研发电解槽长侧反变形组装焊接胎具，保证了长侧板变形量小于1/1000mm；针对电解槽底板、端侧板的组装焊接及吊装存在变形的问题，研制、引进组装及吊装胎具，有效的控制焊接及吊装变形。在槽底板焊接平台上焊接的槽底板变形量小于0.8/1000mm，端侧板变形小于1/1000mm。研制和改进胎膜刚性固定、预置纵横向反变形胎具等工艺装备，首次应用于600KA超大容量电解槽的制作和安装，收到了良好的效果。　　（3）电解槽焊接工艺、焊接设备的研发与改进：以埋弧焊机为原型，针对上部大梁及H型钢结构采用门型埋弧焊机占地面积大、焊接费用高、现场焊接条件要求高等难题，自主研制了仿型埋弧焊机，有效的解决了上部大梁及H型钢结构现场制作焊接难题。每台设备节约成本6-8万元，对现场工况条件要求较低，同时减小了焊接空间、保证了焊接质量、提高了焊接合格率、降低了总体施工成本。　　针对电解槽结构特点（薄壁箱体结构），其组装焊接变形控制难度较大、焊缝质量要求高等技术难题，研究制定了电解槽长侧板、端侧板、槽底板以及整槽的焊接工艺，从焊接参数、焊接顺序等各方面进行研究和改进。有效的控制槽壳变形，保证电解槽焊接优良率达到96%，合格率达到100%。　　（4）形成完整的600KA超大容量电解槽现场制作工艺：项目形成了一套完整的、系统性的600KA大型电解槽现场制作工艺，解决了600KA超大容量铝电解槽现场制作关键技术问题，保证了电解槽的制作质量。将600KA电解槽单槽的制作成本控制在了65万元以内，制作安装完成的电解槽平均电流效率为94.1%，槽平均电压3.93V，直流电耗12306kWh/t-Al，现场制作安装完成的电解槽性能达到国际先进水平。　　主要创新点　　技术的先进性主要体现在以下几个方面：　　（1）引用BIM技术对电解槽进行了优化设计，建立电解槽信息模型、实现信息管理和信息建造，对材料使用做精细化控制；研制的加装水槽的数控等离子切割设备，达到水下切割的效果，节约了成本。　　（2）自主研制的仿型埋弧焊机焊接上部大梁及H型钢结构，提高了现场制作效率、节约了制作空间、降低了材料费、设备运输成本、保证了质量、提高了合格率。　　（3）设计新型胎具，预置纵横向反变形，控制了长侧板、端侧板以及槽底板的焊接变形，有效改善600KA超大容量铝电解槽工艺技术体系。　　该项目经中科合创（北京）科技成果评价中心组织的专家鉴定认为：600KA超大容量电解槽现场制作关键技术及产业化应用方面取得了创新成果，具有良好的社会、经济和环境效益。该成果达到国内领先水平。　　本项目受理发明专利1项，获得实用新型专利5项，省部级工法1项，发表论文3篇，编写企业标准《电解槽制作安装工艺规程》1项。成果推广应用至今累计新增利润2828.6万元；保证了电解槽质量、延长了电解槽寿命为甲方带来了良好的经济效益，为我国600KA超大容量电解槽现场制作提供了优良的示范，经济、社会、环境效益显著。
联系人：	张杰	成果登记日期：	2018-04-25
联系人email：		单位代码：	95303752
邮政编码222：	650000	联系人电话：	13759596175
单位传真：		单位通讯地址：	云南省昆明市五华区羊仙坡北路55号
单位所在省市：		单位电话：	0871-65531638;65531628
转让收入（万元）：	0	单位属性：
合作完成单位：		已转让企业数（个）：	0
成果发布年份：	2018	知识产权形式：
成果完成人：	王创军;张杰;何源涛;锡有昆;李疆峰;耿忠象;华国强;高磊;资红岗;祁坚;代庭芝;顾恩阳;禹子军;项林海;张为尧;郝强;王昌顶	资源采集日期：	2019-04-15

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