Сдирочная машина для катодных пластин

Когда говорят про сдирочную машину для катодных пластин, многие сразу представляют себе мощный механизм с ножами, который просто сдирает осадок. На деле, если подходить так, можно наломать дров. Это не отдельный агрегат, а элемент, чья работа на 90% зависит от того, что было до него – от качества отливки катода, равномерности осаждения, и что будет после – как организована транспортировка очищенной пластины. Самый частый косяк на новых линиях – ставят мощную сдирочную машину, а катоды кривые, с наплывами. Ножи забиваются, пластина гнется, начинаются простои. Мы в ZHONGJI SUNWARD через это проходили, когда делали проект под ключ для одного завода в СНГ. Там изначально была ставка на 'самую производительную' машину по паспорту, а в итоге пришлось полностью пересматривать всю цепочку от литейной машины до конвейера.

От теории к практике: где кроются реальные проблемы

В каталогах все выглядит гладко: подача, позиционирование, сдирка, выгрузка. Реальность начинается с податчика. Если он цепляет пластину за край, который уже деформирован при подъеме из электролизной ванны, то дальше идет смещение по всей цепочке. Машина пытается компенсировать, но точность уже не та. Особенно критично это для систем с фиксированными ножами, а не с самонастраивающимися головками. У нас в одном из ранних проектов была именно такая схема, позаимствованная из другой технологии. Работала, но процент брака – до 3% по царапинам и неполному сдиру. Клиент был недоволен.

Сам процесс сдирки – это не только давление ножа. Это угол атаки, скорость движения, температура пластины (после промывки она холоднее, осадок иначе отделяется). Часто забывают про отвод шлама. Если система транспортировки шлама не справляется, он налипает на направляющие, на саму пластину, и через пару часов работы эффективность падает. Приходится останавливать линию на чистку. В проектах 'под ключ' от ZHONGJI SUNWARD TECHNOLOGY CO., LTD. мы теперь всегда рассматриваем сдирочную машину в связке с системой гидросмыва и шламового насоса. Это увеличивает капитальные затраты, но зато гарантирует стабильность на протяжении всей кампании катода.

Еще один момент – материал ножей и их крепление. Пробовали разные сплавы. Казалось бы, чем тверже, тем лучше. Но слишком твердый сплав становится хрупким при циклических нагрузках, появляются микротрещины. А они, в свою очередь, начинают рвать поверхность катодной пластины. Остановились на варианте с заменяемыми кромками из специального износостойкого сплава. Ресурс – под конкретную производительность линии. Не вечный, но предсказуемый. Замена по регламенту, а не по факту поломки. Это тоже результат набитых шишек.

Интеграция в линию: история одного неудачного 'апгрейда'

Был показательный случай. Завод хотел модернизировать только участок очистки катодов, купив у другого поставщика современную машину для сдирки катодных пластин. Наш институт (Чаншаский институт цветной металлургии) как раз привлекали потом как консультантов, когда ничего не заработало. Машина сама по себе была неплохой, но ее логика управления не стыковалась со старой системой транспорта завода. Датчики позиционирования давали конфликтующие сигналы. В результате робот-податчик либо не доставлял пластину, либо сминал ее о раму. Месяц простоев.

Отсюда наш главный принцип в ZHONGJI SUNWARD: либо делаем весь комплекс 'под ключ' (EPC), с единой системой управления от литья до упаковки, либо, если речь только о замене узла, то проводим полный аудит смежных участков. В том случае, в итоге, пришлось перепрошивать PLC и ставить адаптеры на интерфейсы. Решили проблему, но сроки и бюджет были сорваны. Для клиента это был дорогой урок.

Теперь, когда мы предлагаем решения на платформе SUNWARD Интеллиджент, мы изначально закладываем открытый, но стандартизированный протокол обмена данными между всеми модулями. Чтобы сдирочный комплекс не был 'черным ящиком', а отчитывался о каждом цикле: усилие на ножах, температура, количество срабатываний. Это данные для предиктивного обслуживания, не просто для галочки.

Детали, которые решают: гидравлика, датчики, доступ для обслуживания

Если копнуть в конструкцию, то бич многих машин – гидравлическая система. Шумная, греется, протекает в самых неудобных местах. Раньше считалось, что так и должно быть. Сейчас тенденция – на электроприводы с сервомоторами для основных движений. Но не везде это оправдано. Для главного рабочего хода ножевой рамы – да, сервопривод дает точность контроля усилия. А для вспомогательных действий, типа открытия заслонки для шлама, достаточно надежного пневмоцилиндра. Важно разделять эти контуры. На нашем производственном стенде мы отрабатываем эти моменты, смотрим на ресурс.

Датчики. Их стало много, и это хорошо. Но плохо, когда они не защищены от среды. Пары электролита, влага, вибрация – убийцы электроники. Ставим датчики положения с повышенным классом защиты, а ключевые контуры (например, сигнал 'пластина на позиции') дублируем механическими концевиками. Старая школа, но работает безотказно. Об этом редко пишут в спецификациях, но это видно только на эксплуатации.

И самое простое, но важное – как обслуживать? Если для замены ножевой кромки нужно разобрать пол-узла, снять гидрошланги и потратить 8 часов – это плохая конструкция. Мы стремимся к тому, чтобы все ключевые расходники и узлы, подверженные износу, менялись за смену. Это напрямую влияет на коэффициент использования оборудования (OEE). На сайте zjsunward.ru в разделе решений для катодного хозяйства можно увидеть, как на наших машинах организованы сервисные люки и выкатные модули. Это не для красоты.

Взгляд в будущее: что еще можно улучшить?

Сейчас много говорят про машинное зрение для контроля качества сдирки. Пробовали. Камера фиксирует остатки осадка. Но вопрос – что дальше? Если машина обнаружила брак, куда девать эту пластину? Снять с линии автоматически – задача нетривиальная. Пока что чаще это система информирования оператора. Реальный выхлоп есть, когда зрение работает в паре с системой обратной связи, которая корректирует параметры для следующей пластины. Но это требует очень 'умной' и дорогой адаптивной системы привода ножей. Пока что для большинства заводов окупаемость сомнительна. Но за этим будущее.

Другое направление – данные. Современная сдирочная машина должна быть источником данных не только о себе, но и о процессе электролиза в целом. Неравномерность сдира, разное усилие на разных участках пластины – это индикатор проблем в ванне: концентрации, температуры. Мы работаем над тем, чтобы наши системы, поставляемые в рамках EPC-контрактов, формировали такие отчеты автоматически. Чтобы технолог видел не график работы машины, а диагноз всей технологической цепочки.

В итоге, возвращаясь к началу. Сдирочная машина для катодных пластин – это не просто оборудование. Это узел, который аккумулирует в себе все предыдущие огрехи технологии и сам же становится источником данных для их исправления. Подход 'купим самую мощную' здесь не работает. Нужен системный взгляд, который и предлагает наша компания, опираясь на опыт института и собственное производство. И главный критерий – не паспортная производительность, а стабильный, предсказуемый результат в условиях реального, а не идеального производства.