铜阳极浇铸系统改造实践.pdf

铜阳极浇铸系统改造实践 范军1 黄 湘2 1 ．白银公司冶炼厂，甘肃白银7 3 0 9 0 0 ；2 ．南昌有色冶金设计研究院，江西南昌 3 3 0 0 0 2 摘要阐述了铜阳极挠诗系统的改造厦在本次改造中属国内首次开发、应用的新结构圈盘 浇铸杌。 关t 词浇铸机；改造 中国分娄号T F 8 1 1文献标识码B文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 0 J 。 0 S 一0 0 3 2 0 3 白银公司冶炼厂 简称白冶 原铜阳极浇 铸系统为前苏联设计的中心支撑、中心传动 结构雪7 4 0 0 m m 浇铸机，取板采用气吊。 1 9 9 8 年白冶把铜阳极浇铸机改为中心定位、 周边支撑、外槽轮传动结构，圆盘直径为 1 , 8 6 0 0 m m ．采用回转式取板机。经2 年多生 产实践证明，新浇铸系统的生产能力明显提 高，阳极板的物理规格质量得到有效保证。 l原铜阳机浇铸系统存在的问 题 1 圆盘运行时不平稳，尤其是起动和停 止时晃动较大，阳极板两侧出现8 ～1 2 m m 高 的荡边，从而影响电解电流效率和阴极铜质 量； 2 脱模采用斜轨顶板，铜模在浇铸机平 模螺丝上摆放，无固模和压模装置。顶板时易 造成铜模移动，铜模不水平，浇铸出的阳极板 一边厚一边薄； 3 因盘体直径为7 4 0 0 m m 。只能摆放1 4 个铜模，阳极板和铜模自然冷却时间短，靠强 制冷却易使阳极板出现急冷收缩变形； 4 采用气吊取板，速度慢，准确率低，安 全性差。全部为人工操作。操作室在圆盘浇 作者简介范军 1 9 6 5 一 ，男．湖南东安县人，工程师 铸机中心．工作环境恶劣。原浇铸机技术指 标见下表。 2 改造方案的确定 目前，大型铜冶炼厂采用的圆盘浇铸机， 按其结构和传动方式可分为以下3 种①中 心定位，中心支撑，中心传动；②中心定位，中 心支撑，槽轮传动；③中心定位，周边支撑，周 边传动。 第①、②类浇铸机在国内外铜冶炼厂普 遍使用，但近几年新建大型铜冶炼厂已很少 采用，第◎类浇铸机取而代之大量应用于国 内外大型铜冶炼厂。第③类浇铸机有以下优 点运行平稳，阳极板物理规格质量非常稳 定；浇铸机易大型化，可实现双包浇铸，其生 产能力成倍提高。但周边传动对机械制造质 量要求高，传动部分的控制系统为国外的专 利技术，需引进。 第③类浇铸机符合白冶要求，但引进技 术的费用太高，难以接受，因此，白冶结合②、 万方数据 ③类浇铸机的优点．设计丁一种中心定位、周 边支撑、外槽轮传动结构的浇铸机，同时针对 原浇铸机存在的各种问题，在新浇铸机整体 设计中给予解决。 回转式取板机生产能力高，运行可靠，是 目前取板系统中主导设备。因此，拟在本次 改造中使用。 3 新浇铸系统主要设备特性及 技术参数 3 ．1 圆盘浇铸机 直径中8 6 0 0 m m 模位2 0 个 驱动方式外槽轮双臂传动 支撑辊1 5 个 常制动装置单作用柱塞液压缸，缸径 西8 0 m m x 8 0 r a m ，2 台 压模装置液压传动，油缸型号 X D 0 6 H S G 卜6 3 ／4 5 E 一2 1 0 1x8 0 固模装置m 3 0 m m 丝杠。8 0 r a m 1 8 0 m m l O m m 压板 顶板装置液压传动．油缸型号 x D 0 6 H s G L 一6 3 ／4 5 E 一2 5 0 1x2 0 0 ，2 台 生产周期2 4 ～2 8 s ／块 其中运行时间 1 2 s 生产能力2 8 ～3 3 t ／h 阳极板单重2 2 0 k g 3 ．2 取板机 取板机由取板装置、推板装置和冷却运 输装置组成。取板装置采用双齿条回转油 缸，规格为垂l O O m m x3 1 0 m m ，最大回转角度 2 7 2 。。 3 ．3 操作系统 操作系统由两部分构成。一部分是浇铸 包和圆盘浇铸机的运行控制。设置在浇铸包 一侧，圆盘浇铸机的运行自成体系．分为三种 操作方式A ．通过P C 输出．带动变频器运 行；B ．直接通过变频器运行；C ．直接通电运 行 不经过P C 和变频器的控制运行 。 另一部分是压模、预顶、顶板、取板系统 的控制，设置在取板机旁。取板系统可分为 手动和自动2 种方法。 3 ．4 常制动装置 在圆盘轨道的下部对称安装2 套制动装 置，其执行部件为单作用柱塞油缸，利用油缸 来控制顶柱的运动。在顶柱的头部安装摩擦 片控制圆盘的阻力矩．控制系统仅采用1 次 增压即可。 4试运行过程中出现的问题及 改进措施 首套浇铸系统只用于生产2 个月就出现 浇铸机∞8 6 0 0 m m 圆盘大架下沉，槽轮卡在 滑导槽中。支撑辊轴瓦碎裂．取板机不能顺利 取板，双齿条油缸易拉缸、漏油，推板气缸运 行不同步，液压站动力系统易出故障等问题。 经分析，是设计中忽略了以下几个因素 1 原浇铸机圆盘大架材质是铸钢，大架 抗变形能力好。新浇铸机圆盘大架是用普通 钢板和型钢焊接而成，抗变形能力下降。为 此。设计2 浇铸机圆盘大架时把定位联接 架由4 根改为6 根，铜模下的圆弧架由单层 改为双层结构，使浇铸机运转时大架受切线 力均衡，抗重力能力提高，浇铸机圆盘大架变 形由此消除。槽轮卡在滑导槽中的现象再没 出现。 2 支撑辊在工作时不仅承受圆盘的重 力、摩擦力，还受到圆盘轨道的切线力和径向 力的作用。支撑辊轴瓦碎裂就是设计中忽略 了径向力对支撑辊的作用。为此，把支撑辊 厚度由9 0 m m 增至l O O m m ．增加支撑辊的承 载能力；把圆锥滚子轴承7 2 1 3 改为调心滚子 轴承5 3 6 1 3 ．改善了支撑辊的受力情况；把支 撑辊压盖与轴承端面的接触由刚性接触改为 弹性接触，增加了支撑辊的抗冲击能力。支 撑辊轴瓦碎裂现象再役出现。 3 鉴于国内定量浇铸设备尚未过关．本 次改造仍沿用人工浇铸。由于操作上的种种 原因，阳极板耳部及两侧常有过多的飞边毛 刺，使取板机不能顺利取板。为此，采取了以 万方数据 下措旋把铜模深度增加1 ．5 r a m ，拔模斜度 减少7 ．5 m m ，靠近耳部设一个5 m m 深、 l O O m m 长定位标记，浇铸时基本上不再产生 飞边毛刺。 4 针对双齿条油缸出现拉缸、漏油现象． 对双齿条油缸的工艺及密封方式作了如下改 进①在活塞外表面增设均压槽，消除侧向液 压力；②密封改为组合密封方式，密封件由抗 磨、吸振的聚四氯乙烯圈和O 型橡胶密封圈 组成。改进后的双齿条油缸密封可靠、工作 稳定，经1 年多使用未出现漏油、拉缸现象。 5 首台取板机推板装置采用气压传动， 由于厂区高压风管网风量不够．气压达不到 要求，2 个推板气缸运行出现不同步，阳极板 常常推不到运输链条上。改为液压传动后再 无此问题。 6 液压站长时间工作，其动力系统故障 较多。为此，液压站设置2 套动力系统．交替 使用，既延长了油泵和电机的使用寿命，又不 影响生产。 5效果 1 新结构浇铸机圆盘运行平稳，阳极板 荡边不大于5 m m 。质量上升到2 3 5 k g ／块。浇 铸能力在2 8 ．2 t ／h 以上。 2 新结构浇铸机圆盘上可增设固定铜模 装置，预顶阳极板处增设压模装置，浇铸期间 铜模始终水平．废品率下降到0 ．5 ％。 3 新浇铸系统的自动化水平高，尤其是 回转式取板机的使用。使工人劳动强度明显 下降，操作工减少2 ～3 人。 6 结论 新浇铸系统的设备运行可靠，每年的维 修工作量和维修费用远远少于过去。新浇铸 机圆盘直径容易加大。增加模子数量，实现双 包浇铸，使阳极工序的生产能力大幅度提高。 新浇铸机结构简单，一般机械厂都能制造。 所有设备都采用铆焊件，其制造成本下降，在 国内同行业具有极大的推广应用价值。 重要通知 本刊已于1 9 9 7 年全文入编 中国学术期刊 光盘版 ，1 9 9 9 年加入“中国期刊网”和“万方 数据网”。作者稿酬已与本刊印刷版一次付清。不同意文章上网者，请在来稿上附带声明，以便 本刊做适当处理。“中国期刊网”网址h 虫；Z Z 型 h i j 螋巡 堂 弛“万方数据网”网址 丛啦丑鱼型坠尘迪血鱼擅业』卫呈凼d 趔，本刊网址堕巫出生鲤鱼地L 型世塑趋韭k 婴觋三吐 p e r i o d i c a l ／y s i s - y l ／i n d e x , h t m ，以及蜘田丑』厶坠丛生- 星丛堕堑垡堕型山_ 蛩皇L 些。 本刊已开通网上投稿，请作者将文章压缩后以附件形式发送，本刊 E ．M a i l 地址为n o n f e r r o u s 1 6 3 ．n e t o 万方数据