Агрегат очистки катодных плит

Когда слышишь 'агрегат очистки катодных плит', многие сразу представляют себе просто мощную вращающуюся щётку. На деле же — это целый комплекс, от которого зависит и качество катода, и простои линии, и в итоге экономика переплава. Сам через это прошёл: на одном из старых заводов пытались сэкономить, поставив самодельный узел на базе обычных промышленных щёток. Результат? Неравномерная очистка, царапины на поверхности плит, которые потом становились очагами загрязнения при электролизе, и постоянные поломки привода из-за вибраций. Именно тогда стало ясно, что здесь нужен системный подход, а не кустарное решение.

Конструктивные тонкости, которые не увидишь в каталоге

Основная головная боль — это обеспечение равномерного прижима щёточных блоков по всей ширине плиты, которая может достигать и метра, и больше. Если давление будет 'гулять', получишь полосы — где-то сняли слишком много, где-то не сняли осадок вовсе. В наших агрегатах, которые мы поставляем, например, в рамках проектов под ключ, используется система пневмоцилиндров с индивидуальной регулировкой. Но и это не панацея. Была история на комбинате в Сибири: из-за слишком жёсткой щетины и неверно рассчитанного давления на новых титанированных катодных плитах оставались микроцарапины. Пришлось на месте подбирать материал щётки и менять алгоритм работы — сначала проход с меньшим усилием для удаления рыхлого слоя, затем основной.

Ещё один нюанс — удаление шлама. Казалось бы, простой отсос. Но если система аспирации не сбалансирована, эта пыль, состоящая из оксидов и электролита, разлетится по всему отделению, осядет на механизмах и создаст адские условия для обслуживания. Мы всегда закладываем двухступенчатую систему: циклонный предотделитель и рукавный фильтр. Ключевое — правильно рассчитать воздуховоды, чтобы не было застойных зон, где шлам налипает и забивает всё наглухо. Один раз видел, как на сторонней установке из-за этой ошибки чистили воздуховоды почти каждый день — теряли больше времени, чем на саму очистку плит.

И, конечно, привод. Частотное регулирование — обязательно. Скорость вращения щёток и линейного перемещения плиты нужно гибко подстраивать под тип загрязнения (скажем, после выдержки в расплаве осадок спекается иначе) и под состояние самой плиты. Жёсткий алгоритм здесь не работает. В наших решениях, которые интегрируем в общие технологические линии, оператор может выбирать из нескольких preset-режимов, а инженер — тонко их калибровать. Это не маркетинг, а необходимость, выстраданная на практике.

Интеграция в линию: где кроются неочевидные проблемы

Сам по себе агрегат очистки катодных плит — вещь бесполезная, если он не 'вшит' в конвейерную цепочку. Самая частая ошибка — нестыковка по циклам. Очистка идёт, допустим, 90 секунд, а манипулятор подаёт новую плиту каждые 70. Возникает очередь, простои, бардак. При проектировании 'под ключ' мы всегда моделируем всю логистику участка — от разгрузки плавильных кассет до складирования чистых плит. Иногда для синхронизации приходится добавлять промежуточный накопительный стол, о котором изначально никто не думал.

Второй момент — совместимость систем управления. На современных заводах стоит оборудование от разных вендоров: Siemens, Allen-Bradley, местные производители. Наш агрегат очистки должен без проблем стыковаться с общей SCADA-системой цеха, отдавать данные о количестве обработанных плит, наработке на отказ щёток, ошибках. Бывало, что заказчик экономил на этом интерфейсе, а потом операторам приходилось вручную вести учёт, что, само собой, приводило к расхождениям и потере контроля.

И ещё про среду. В цехе катодной очистки воздух агрессивный. Даже нержавеющая сталь определённых марок может со временем покрыться коррозией в местах сварных швов. Поэтому при изготовлении мы, опираясь на опыт материнской компании — Чаншаского проектно-исследовательского института цветной металлургии, уделяем особое внимание защитным покрытиям для рам и кожухов, а для критичных узлов используем алюминиевые сплавы или специальные покрытия. Это не видно на картинке, но через пару лет эксплуатации разница становится разительной.

Кейс: адаптация под местные реалии

Хороший пример — проект, который мы вели для одного из заводов в Казахстане. Там использовались катодные плиты нестандартной, чуть большей толщины, плюс в процессе электролиза применялись добавки, которые давали очень вязкий, липкий осадок. Стандартный режим очистки не справлялся — щётки забивались, давление падало. Пришлось выезжать на место с инженерной группой.

Мы провели серию тестов, забирали образцы осадка. В итоге разработали гибридное решение: предварительный проход скребковым ножом (аккуратно, чтобы не повредить поверхность) для снятия основного слоя, а затем уже стандартная щёточная очистка для полировки. Потребовалось доработать конструкцию портала, добавив узел с ножами, и переписать программу для ПЛК. Это не было прописано в изначальном контракте, но по-другому — никак. Заказчик, видя наш подход к решению нештатной проблемы, в итоге заказал у нас и модернизацию соседнего участка.

Это к вопросу о том, что значит 'полный спектр решений'. Это не просто продать агрегат по спецификации, а довести его до рабочего состояния в конкретных условиях конкретного цеха. Именно на это и нацелена наша модель работы как подрядчика EPC — от проектирования до ввода в эксплуатацию, включая все эти 'незапланированные' доработки на месте.

Экономика процесса: о чём часто забывают

При оценке стоимости владения многие смотрят только на ценник самого оборудования. Это ошибка. Главные статьи расходов — это расходные материалы (щётки) и энергопотребление. Дешёвые нейлоновые щётки стираются в три раза быстрее щёток с карбид-кремниевым ворсом, а их замена — это остановка линии. Мы всегда предлагаем клиенту сравнить два варианта в долгосрочной перспективе, смоделировав затраты на год-два. Часто оказывается, что более дорогие, но износостойкие щётки окупаются за счёт сокращения простоев.

Второй момент — рекуперация. Тот самый шлам, который мы отсасываем, содержит ценные металлы. Просто вывозить его на отвал — значит терять деньги. В идеале система аспирации должна быть завязана на дальнейшую переработку этого шлама. В рамках крупных проектов 'под ключ', которые реализует ZHONGJI SUNWARD, мы как раз можем спроектировать эту цепочку целиком — от очистки плиты до извлечения меди или никеля из уловленной пыли. Это уже следующий уровень эффективности.

И, наконец, диагностика. Современный агрегат должен уметь предсказывать необходимость обслуживания. Датчики контроля вибрации подшипников, датчики износа щётки (по положению прижимного цилиндра), мониторинг силы тока на приводах — эти данные позволяют перейти от планово-предупредительного ремонта к фактическому обслуживанию по состоянию. Мы постепенно внедряем такие решения на базе наших производственных платформ 'SUNWARD Интеллиджент', что в итоге снижает незапланированные простои до минимума.

Вместо заключения: взгляд вперёд

Сейчас всё чаще говорят о лазерной или ультразвуковой очистке. Технологии интересные, но для массового применения в условиях цеха цветной металлургии с его производительностью в сотни плит в сутки — пока не готовы. Слишком дороги в капитальных затратах и слишком чувствительны к условиям. Механическая очистка щётками останется рабочим решением ещё долго. Вопрос в том, как сделать её умнее и надёжнее.

Наше направление мысли — это дальнейшая роботизация. Не просто автоматический цикл, а система машинного зрения, которая перед очисткой анализирует состояние поверхности плиты, тип и толщину осадка и сама выбирает оптимальную программу. Первые прототипы таких систем уже тестируются. И это логичное развитие: от простого агрегата — к интеллектуальному технологическому звену, которое не просто чистит, а принимает решения, экономя время и ресурсы. Именно над такими комплексными задачами, где нужно совместить металлургию, машиностроение и автоматизацию, и работает наша команда, предлагая глобальным клиентам законченные решения, а не просто оборудование.