科创中国

目前国内炭素焙烧工序中，采用人工装填锯末等填充料、人工捣实的方式进行阳极炭碗加料，导致成本高、效率低、环境差且质量不稳定的问题。项目组针对上述问题,开展“机器代人”和“提质增效”方面的研发工作，创新性开发了炭阳极炭碗智能填料装备。通过采用智能控制与机械定位相结合，以及增加缓冲机构的方式，攻克了炭块惯性大导致定位不准的问题，实现了对炭块的精准定位；通过采用定容器以及等静压压实的关键技术，解决了填充料易脱落的难题，保障了装备连续运转能力和填料合格率。2020年通过中国有色工业协会科技成果评价，达到国际领先水平。该成套装备已在赤壁长城碳素、新疆神火炭素等多家企业成功推广应用，完全替代人工作业，时间由原来的180秒/块降低到30秒/块，填料合格率大于98%，取得良好效果。对改善本质安全环境，提高劳动生产率，助力企业降本增效发挥了积极作用。授权发明专利1项，软著1项，发表论文1篇。

（一）创新性的研制出集自动拌料、上料、下料、多炭碗同时加料和压实“五位一体”无人化、智能化炭碗填料装备，有效解决了炭阳极炭碗装填效率低、人工装填成本高、人工现场作业风险等问题。（二）创新性的设计了定位机构，采用智能控制+机械定位+缓冲部件的方式，解决了辊道运行中因炭块惯性大造成定位不准的问题，实现了对炭块的精准定位；（三）创新性的设计了多炭碗同时填料、压实机构，采用“定容碗+位置检测”方式实现填料量精准装入炭碗，采用等静压技术原理，实现等压压实作业，确保填充料受压均衡不易脱落。

本项目研制的炭阳极炭碗自动填料装备与技术主要应用于炭素阳极焙烧工序，已在国内多家企业推广应用，实现了机器换人代人，提高劳动生产率，满足高质量发展需求，应用前景广阔。

团队成员7人。其中高级及以上职称有3人，硕士及以上学历有3人，团队各学科密切协同合作，发挥整体优势形成创新合力。该团队长期致力于铝行业智能控制系统和智能设备的研究与开发、推广应用工作。

该项目属于公司自主研发项目，前期投入研发经费115万元，经持续的推广改进，该装备在功能上已逐步完善，技术趋于成熟，目前已作为公司新产品在在赤壁长城炭素制品有限公司、新疆神火炭素制品有限公司、包头东方希望等国内大型炭素企业应用6台以上。

该设备完全代替了人工炭碗填料的工作，有效解决了人工装填效率低、成本高、作业有风险等问题。新疆某企业20万吨/年产能，应用该设备后，减少用工8人（2×4），并通过优化填料配方等手段节约成本，综合年节约费用150万元。2018年以来共计为应用企业创效约2790万元,提升关键工序作业效率61%，降低生产消耗15%。

该技术属于国内首创，在功能上已逐步完善，技术趋于成熟，市场潜力巨大。该科技成果每台全部投资80万元，以该科技成果作为合作条件，与他人共同实施转化，即科技成果所有人与相关单位订立合作协议，发挥各自的优势，共同转化科技成果，并明确双方合作的责权利机制。

推广应用方式技术服务，可以采用：

（1）由郑州研究院总承包进行项目设计、施工、调试合格后，交付使用方。

（2）由郑州研究院提供技术和设计，使用方进行施工安装，郑州研究院指导调试和现场投运。

（3）成果收益归使用方所有。