圓盤澆鑄系統(tǒng)自動(dòng)掛鉤和排板的改進(jìn)

梁 玲， 賓士華

(1.廣西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 廣西 河池 547000； 2.廣西梧州華錫冶煉有限公司， 廣西 梧州 543000)

圓盤澆鑄系統(tǒng)在有色行業(yè)中有著廣泛應(yīng)用，如銅、鉛陽極板的澆鑄等。以鉛陽極板的圓盤澆鑄為例，該套設(shè)備主要由以下部分組成：定量澆鑄系統(tǒng)，圓盤澆鑄機(jī)、輔助系統(tǒng)，詳見圖1。定量澆鑄系統(tǒng)是將定容量的鉛液澆鑄入陽極模型內(nèi)，然后進(jìn)入圓盤澆鑄機(jī)，澆鑄機(jī)由中心定位裝置，圓盤，起模裝置，托輪裝置，驅(qū)動(dòng)裝置等組成，主要完成鉛陽極板連續(xù)澆鑄、冷卻定型、脫模等工作，輔助系統(tǒng)主要包括陽極板的起板和排板裝置，經(jīng)過排板后的陽極板可整排吊運(yùn)到電解生產(chǎn)工序[1]。

圖1 圓盤澆鑄系統(tǒng)示意圖

廣西有色金屬集團(tuán)鑫華公司2014年由于擴(kuò)大鉛電解生產(chǎn)規(guī)模，新增了一套鉛圓盤澆鑄系統(tǒng)。該套設(shè)備是自行設(shè)計(jì)制作安裝的。調(diào)試后于2015年3月正式投入生產(chǎn)，在運(yùn)行了近半年后，針對現(xiàn)場設(shè)備維護(hù)維修及設(shè)備操作出現(xiàn)的問題，機(jī)電工程技術(shù)人員建議把陽極板掛板和平板部分由人工改為自動(dòng)，可有效減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少設(shè)備及人員安全事故，并提高生產(chǎn)效率。本文敘述了對圓盤澆鑄系統(tǒng)自動(dòng)掛鉤和排板的改進(jìn)。

1 圓盤澆鑄系統(tǒng)的組成及工作原理

1.1 定量澆鑄系統(tǒng)

按照澆鑄工藝要求，周期性地將一定數(shù)量的液態(tài)金屬由澆鑄包注入錠模，定量均勻分配給每個(gè)錠模。采用的是斜面抬起式自動(dòng)澆鑄裝置，鉛泵將熔融鉛液注入澆鑄中間包內(nèi)，中間澆鑄包把鉛液再定量地注入陽極模內(nèi)，當(dāng)完成一個(gè)模的澆鑄后關(guān)閉澆鑄口，待圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)入新的陽極模重復(fù)澆鑄，每塊陽極板重約60 kg。

1.2 圓盤澆鑄機(jī)

由以下幾部分組成：中心定位裝置，圓盤，起模裝置，托輪裝置，驅(qū)動(dòng)裝置。中央為中心定位裝置，其支承裝有四點(diǎn)接觸式向心推力球軸承，既降低圓盤的運(yùn)行阻力，又提高圓盤的旋轉(zhuǎn)定位精度。裝拆和維修也較方便。圓盤直徑φ6 600 mm，采用連續(xù)焊接工藝制作，斷面是空腹矩形，采用16#槽鋼及δ10鋼板等焊接組成，用螺栓固定在中心定位裝置上，中間注入冷卻循環(huán)水冷卻陽極模，它承受全部鑄錠和鑄模等的載荷。托輪為鑄鋼加工件，均布安裝在圓盤底部四周共有8組，支承圓盤的重量。起模采用翻板機(jī)構(gòu)利用頂針頂起陽極板，裝置沖擊力小，平穩(wěn)性較好。驅(qū)動(dòng)裝置是電機(jī)驅(qū)動(dòng)外槽輪機(jī)構(gòu)控制圓盤間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。

1.3 輔助系統(tǒng)

主要由陽極板的起板和排板裝置組成。陽極板的起板是指將頂起的陽極板從圓盤上吊掛運(yùn)走，采用的是正取鏈?zhǔn)饺“鍣C(jī)，電機(jī)帶動(dòng)鏈輪及鏈條上的兩掛鉤按指定的路線行走，運(yùn)行到陽極板脫膜位置，掛鉤將陽極板的兩耳鉤起，同時(shí)吊離圓盤，為了使整個(gè)過程平穩(wěn)、安全，鏈條安裝在“門”式鋼結(jié)構(gòu)框架上，鏈速較慢。排板裝置是把吊運(yùn)來的陽極板排成一排，便于起重機(jī)整排吊走，采用的是傾斜滑落式鋼軌架，把傾斜鋼軌架安裝在排板裝置的末端，當(dāng)陽極板停留在架子上時(shí)，利用陽極板自身的重力，兩耳會(huì)順著傾斜的方向滑下，這樣重復(fù)就形成一排了。

2 存在問題及分析

2.1 起板掛鉤問題

原來采用的正取鏈?zhǔn)饺“鍣C(jī)，起模和掛鉤的動(dòng)作不協(xié)調(diào)，即起模停留等待時(shí)間短，且鏈條帶動(dòng)掛鉤掛上陽極板耳的運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確率低。導(dǎo)致掛鉤基本不能準(zhǔn)確自動(dòng)完成鉤耳取板的動(dòng)作，均為兩人采用人工掛耳方式進(jìn)行(因每塊陽極板重約60 kg)，工作環(huán)境惡劣，勞動(dòng)強(qiáng)度大。

2.2 排板問題

原設(shè)計(jì)是利用陽極板自身的重量，當(dāng)脫鉤后架在傾斜的槽鋼架上的Φ36 mm圓鋼后自動(dòng)滑下排板，詳見圖2。由于陽極板耳一高一低，一長一短，導(dǎo)致重心變化較大，如果僅靠自重滑落排板，也僅有少部分能實(shí)現(xiàn)，須人工協(xié)助用鉤子刮下幫助滑落排板，現(xiàn)場人工操作較危險(xiǎn)，勞動(dòng)強(qiáng)度大。

圖2 排板架示意圖

3 改造措施

1)針對掛耳時(shí)陽極板停留等待時(shí)間較短(約為5 s)的問題，技術(shù)員降低了圓盤外槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)速度，使停留時(shí)間增加為8 s，保證掛鉤時(shí)間充足，同時(shí)也需調(diào)整定量澆鑄的速度，保持澆鑄好的陽極板各參數(shù)合格。而對于掛鉤掛上陽極耳的準(zhǔn)確率較低的問題，經(jīng)過現(xiàn)場技術(shù)分析，是因?yàn)樵瓛於溳嗊\(yùn)動(dòng)軌跡的幅度小，從而導(dǎo)致掛鉤經(jīng)常鉤不上耳子，因此，需增加一組導(dǎo)輪，加大鉤取時(shí)的準(zhǔn)確率，如圖3所示。

圖3 掛鉤鏈輪改造示意圖

2)為了使陽極排板可自動(dòng)進(jìn)行，工程技術(shù)員在圓鋼的外側(cè)加裝了一排輥?zhàn)?，輥?zhàn)拥纳享斆媛员葓A鋼頂面高約1 mm，并在表面涂上黃油，輥?zhàn)訛樽孕性O(shè)計(jì)加工，外徑Φ45 mm，內(nèi)安裝防塵軸承，增加的輥?zhàn)涌墒龟枠O板均勻平穩(wěn)排板，詳見圖4。

4 改造效果

兩部分改造后基本解決了自動(dòng)掛鉤和排板問題，每班偶爾有脫鉤現(xiàn)象。原來的陽極板掛鉤為人工，每班兩人，排板每班一人，改造后兩部分每班只需一人就可以管理操作，大大節(jié)約了人工開支，以每人3 500元/月來計(jì)算，每月節(jié)約約2.45萬元。

圖4 排板裝置改造圖

改造措施減輕了工人在高溫及惡劣環(huán)境下的勞動(dòng)強(qiáng)度，有效降低了工人的安全風(fēng)險(xiǎn)及健康傷害。