隨著大容量預焙電解槽在我國推廣，所需炭素陽極塊規格也越來越大，我公司四爪陽極塊尺寸已達到1 400×660×540 mm。500 t殘極破碎機是用來破碎電解返回的殘極塊以及其他不合格生、熟陽極塊的主要設備，經過500 t殘極破碎機粗碎后，再用顎式破碎機和圓錐破碎機進一步破碎，然后作為原料返回生產系統中再次利用。500 t殘極破碎機的性能好壞將直接影響到下一步工藝的生產。其主要技術參數：
破碎力5 000 kN；碎料尺寸150 x150 mm或100×100mm；產能6t/h；液壓站電機功率45 x2 =90 kW。
2 結構特點
500 t殘極破碎機主要由3個部分組成，見圖1。
2.1 破碎裝置
包括翻料裝置、推料裝置、格篩、機體、沖頭裝置、充液閥等部件。它們各自的作用是：翻料裝置是把殘極或要破碎的生陽極運到翻料平臺上，經油缸把平臺上炭塊翻到破碎室內進行破碎。推料裝置是把破碎室內已被擠壓實了的物料進行松動，以便再破碎。格篩是安裝在破碎室下面的支承梁上，為了減少炭塊翻轉下來所產生的沖擊力，在格篩和支承梁之間裝有碟形彈簧。機體是整個破碎裝置的主要受力構件，它由機架、固定齒板、導軌、襯板籌部份組成。機架是由厚鋼板焊制而成，其外形尺寸為4700 x2 880 x1390 mm，在機架一端的中央開設一個安裝主油缸的孔，在其兩側開兩個安裝側油缸的孔。固定齒板、導軌和襯板都是耐磨鋼制成。為了維修和更換，從結構設計都提供了方便條件。沖頭裝置在破碎機中是主要作功部件，它是由主油缸和兩個付油缸及沖頭所組成，沖頭上裝有活動齒板（沖頭上的活動齒板與機體上的固定齒板構成破碎室）。主油缸加壓運動時，主柱塞帶動沖頭前進以產生對物料的擠壓破碎作用。充液閥的作用是利用其內部的活塞桿開啟閥口，從而保證側缸在快速前進或后退時，主油缸隨之從油箱里大量吸油或排油。當活塞桿下降關閉閱口時，壓力油順利通過充液閥而進入主油缸推動主柱塞進行破碎工作。為消除油缸和流液閥中的氣體，在充液閥頂部裝有排氣閥。
2.2 液壓裝置
包括液壓件裝配、油箱裝配和泵組裝配3部分。液壓件裝配是分成3個集成塊裝在1塊焊在油箱頂部的立板上，為了適應液壓系統連續工作而保證油溫不高與樣機一樣在油箱頂部裝有冷卻器；付油缸的加壓和充液仍然采用國產組合閥；泵采用菱形法蘭接口的CBL5140齒輪泵。
2.3 控制系統
500 t殘極破碎機的控制采用的電磁繼電控制方式，其控制特點：
(1)炭塊被送到翻料平臺上后，可按電鈕發出信號，使翻料油缸動作將炭塊翻入破碎室內待破碎，然后發出信號側缸前進，主油缸充油，翻料缸返回。
(2)兩個側缸接到信號后，活塞桿帶動沖頭俠速前進（低油壓，大油量），當沖頭觸及炭塊時，油壓升高到設定值，通知主油缸進入高壓油作破碎工作。
(3)主油缸中主柱塞推動沖頭前進（高壓油、小流量），加壓油路上有兩個壓力繼電器，主柱塞前進其管路壓力不斷升高，當升高到設定值時發出信號開始降壓，降到限定值時，又發出信號通知二個側缸的活塞帶動主柱塞返回（低油壓、大流量）。
(4)側缸返回到位后發出信號通知推料缸前進松散物料和排料，推料缸到位后發出信號自動返回。
(5)推料缸自身返回后，發出信號通知側缸快速前進而重復2—4的動作，直至破碎完為止，篩下料由輸送機帶走。
3 存在的問題
500 t殘極破碎機經過十多年的運行，以及當初設計的缺陷，存在許多問題，主要包括以下幾個方面：
(1)主油缸導向套磨損嚴重，有外泄漏現象，活塞與沖頭的接觸端面變形，導致作用力不均勻。
(2)側缸、推料缸、充溢閥頂出缸等導向套與活塞密封均磨損，有泄漏，且側缸與尾座連接方式不合理，經常出現缸座損壞故障。
(3)沖頭支撐導軌磨損嚴重，承載、導向性能嚴重劣化。
(4)充溢閥閥芯與閥杯配合面磨損，劃傷多，間隙大，經常出現卡死現象。
(5)推料板導向套磨損間隙變大、性能差，滑塊變形嚴重。
(6)傾翻極損壞，現已失去工作性能。
(7)液壓管路泄漏嚴重，管內油垢堆積；部分液壓閥老化，存在內外泄漏。
(8)液壓齒輪泵頻繁損壞，壓力不穩定。
(9)各壓力表功能喪失，相應測試點壓力無法判斷是否正常。
(10)油箱冷卻器已壞，功能喪失多年。
(11)設計線路均采用的是黑皮線，經油浸泡膨脹，外皮脫落現象十分嚴重，時常出現短路、接地等故障。
(12)目前采用的電磁繼電控制方式，都不同程度地出現元器件老化現象，動作遲緩，靈敏度降低，嚴重影響生產的順利進行，設備的運轉效益降低。
4 改造內容
4.1 側缸尾座的改造
由于導軌運行一段時間后就會發生磨損，變得凹凸不平，而側缸與尾座的連接方式是水平轉動，推料板在導軌上滑動時導致側缸的上下擺動使側缸尾座經常被損壞。為了杜絕側缸尾座的損壞，側缸與尾座連接方式由水平轉動改為上下轉動。
4.2 液壓系統
4. 2.1 改進優化后液壓系統主要技術參數
工作壓力：15 MPa；
額定壓力：42 MPa;
工作流量：163 L/min(單泵)；
泵轉速：1 480 r/min；
單臺電機功率：45 kW。
4.2.2 液壓站的改進
液壓站重新設計制作，管路重新配置，所有閥件全部采用Parker原裝疊加閥型式產品。泵采用Parker生產的定量柱塞泵．其額定壓力為42 MPa，排量110 mL/r管接件除法蘭連接的低壓管路外，其余全部采用Parker的EO接頭和軟管；壓力繼電器選用德國HAWE生產的柱塞式，并帶表盤；閥件安裝采用板式集成塊連接結構，集中到油路閥塊安裝，所有閥件全部安裝在上面，閥塊上直接引出油缸、壓力表、壓力繼電器接口，以及迸油口和回油口。油管采用Parker提供的精密冷拔無縫鋼管；電動機由原來的6極電機改為4極電機，PN =45 kW，主要目的是加大泵的流量，同時減小電機座尺寸、體積和重量。回油過濾器選用國產高過濾精度、大公稱流量的過濾器。
4.2.4 潤滑系統
一個柱塞泵對應一個潤滑點。潤滑站主要參數：
電機功率：O.55 kW；
貯油桶容量：23 L；
公稱壓力：10 MPa;
每口給油量：O～0.2 mU次；
給油次數：13次/min；
出油口數：10個。
4.3控制系統改造
重新鋪設從操作臺到液壓站及潤滑站的動力電纜和控制電纜；根據控制需要在操作臺內增添低壓元件及擴展模塊；控制電壓：DC 24 V；電氣控制方式由可編程序控制代替原來的電磁繼電控制，對各工位的動作進行編程。
5 結語
經過改造，更換該設備關鍵運行部件，恢復了該設備的設計使用性能。在控制方面進行可編程技改，提高了設備產能，杜絕了以往動作遲緩，靈敏度降低的缺陷。總之，對原有設 備的合理改造，可以提高設備的性能，又可以節約大量的資金，為其他設備的改造提供了一條可行之路。
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