金民龍

江西銅業(yè)集團(tuán)公司貴溪冶煉廠 江西貴溪 335424

貴溪冶煉廠共有3 臺(tái)圓盤澆鑄機(jī)均使用銅模作為陽(yáng)極板的模具。陽(yáng)極板澆鑄時(shí)，高溫溶體的侵蝕嚴(yán)重，銅模損耗大。銅模是陽(yáng)極爐氧化還原的陽(yáng)極銅澆鑄而成。目前銅模采用行車澆鑄銅模,液態(tài)陽(yáng)極銅從陽(yáng)極爐爐口倒至粗銅包，然后行車專職人員在地面人員的指引下進(jìn)行銅模澆鑄作業(yè)，澆鑄完成后再由叉車進(jìn)行脫模作業(yè)?，F(xiàn)場(chǎng)人員交叉作業(yè)存在安全隱患，人工澆鑄銅模質(zhì)量不穩(wěn)定，因此，我們?cè)O(shè)計(jì)研制了陽(yáng)極爐銅模澆鑄機(jī)。

1 問(wèn)題分析

采用行車澆鑄銅模的作業(yè)方式比較便捷，但是存在人員安全、銅模質(zhì)量不穩(wěn)定等問(wèn)題。原因分析如下：①行車操作室距地面高12 米，鑄模開(kāi)口僅0.16 平方米，且澆鑄時(shí)粗銅包完全遮擋住行車專職人員的視線，需他人指揮傾倒粗銅包澆鑄銅模，澆鑄難度大。指揮和操作人員交流不暢，步調(diào)不一致，存在交叉作業(yè)安全隱患，澆鑄停頓導(dǎo)致液態(tài)陽(yáng)極銅開(kāi)始凝結(jié)，銅模分層，質(zhì)量不佳。如未對(duì)準(zhǔn)澆鑄口則會(huì)導(dǎo)致液態(tài)陽(yáng)極銅澆在模蓋上四處飛濺。②粗銅包澆鑄時(shí)，陽(yáng)極爐表面帶渣被澆入鑄模內(nèi)，導(dǎo)致銅模夾渣，質(zhì)量不佳。③澆鑄所用陽(yáng)極銅由爐前操作人員在澆鑄開(kāi)始前從爐口倒出，具體重量則根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估計(jì)，大多數(shù)時(shí)倒銅量偏多，澆鑄剩下的陽(yáng)極銅由于被粗銅包內(nèi)的包殼污染，只能作為粗銅返回另一臺(tái)陽(yáng)極爐，造成陽(yáng)極銅浪費(fèi)；若倒銅過(guò)少則會(huì)出現(xiàn)澆鑄半塊廢模的情況。

2 工藝流程

陽(yáng)極爐銅模澆鑄機(jī)是將液態(tài)陽(yáng)極銅澆鑄成陽(yáng)極爐圓盤澆鑄機(jī)銅模的設(shè)備。在陽(yáng)極爐后設(shè)計(jì)安裝一臺(tái)銅模澆鑄機(jī)，從爐后活動(dòng)溜槽出口處新開(kāi)一個(gè)岔口，通過(guò)一段固定溜槽將陽(yáng)極銅導(dǎo)流至澆鑄機(jī)，在澆鑄陽(yáng)極板之間進(jìn)行銅模澆鑄作業(yè)，單工作日澆鑄4 塊銅模。銅模澆鑄機(jī)主要由固定流槽、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)組成。

圖1 1 陽(yáng)極爐；2 固定溜槽；3 傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；4 行走機(jī)構(gòu)

液態(tài)陽(yáng)極銅澆鑄包放上傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的澆鑄托架，陽(yáng)極爐傾轉(zhuǎn)至指定角度后，開(kāi)始澆鑄。傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行傾轉(zhuǎn)，使液態(tài)陽(yáng)極銅由澆鑄包溢出落入鑄模，在逐漸傾轉(zhuǎn)過(guò)程中，液態(tài)陽(yáng)極銅落入鑄模內(nèi)。傾倒時(shí)的落點(diǎn)經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)驗(yàn)證，不會(huì)產(chǎn)生飛濺現(xiàn)象。

每個(gè)鑄模澆到銅模重量所需深度，此時(shí)傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)稍稍回位等待；行走機(jī)構(gòu)移動(dòng)至下一個(gè)鑄模的澆鑄區(qū)，傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)繼續(xù)傾轉(zhuǎn)對(duì)該鑄模進(jìn)行澆鑄；以此類推，直至澆完。已澆鑄到鑄模中的液態(tài)陽(yáng)極銅在鑄模中自行冷卻一分鐘，專職人員的操作叉車進(jìn)行脫模作業(yè)。傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)有限位控制，在指定角度下澆鑄包液態(tài)陽(yáng)極銅基本澆完，沒(méi)有液態(tài)陽(yáng)極銅殘留。

3 主要技術(shù)方案

3.1 固定溜槽

在澆鑄過(guò)程中，固定流槽引導(dǎo)液態(tài)陽(yáng)極銅從陽(yáng)極爐出銅口流至傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的澆鑄包上。固定溜槽由鋼板焊接而成，固定在地面，固定溜槽內(nèi)部敷設(shè)耐火泥，固定溜槽起點(diǎn)和重點(diǎn)處有一定落差，保證液態(tài)陽(yáng)極銅可正常流動(dòng)。

3.2 傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

設(shè)置一個(gè)傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在固定溜槽終點(diǎn)的下方承接液態(tài)陽(yáng)極銅，傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包含一個(gè)澆鑄包、一個(gè)固定機(jī)架，一個(gè)承放澆鑄包的支架，和一個(gè)電缸系統(tǒng)，電缸由伺服電機(jī)控制，傾轉(zhuǎn)過(guò)程中速度和行程可根據(jù)需要調(diào)節(jié)。電缸系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)支架旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)澆鑄包旋轉(zhuǎn)；支架上設(shè)置特殊的結(jié)構(gòu)以便可以對(duì)澆鑄包實(shí)行簡(jiǎn)單快速固定。

3.3 行走機(jī)構(gòu)

設(shè)置一個(gè)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的澆鑄包下方，行走機(jī)構(gòu)是一個(gè)電動(dòng)平車和四個(gè)鑄模組成。電動(dòng)平車臺(tái)面鋪設(shè)一層耐火磚，并設(shè)置限位防止鑄模移動(dòng)。電動(dòng)平車以電纜卷筒三相交流380V 供電。鑄模放置在電動(dòng)平車臺(tái)面上。在澆鑄前，移動(dòng)電動(dòng)平車，使鑄模的開(kāi)口移動(dòng)至指定位置，與傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的澆鑄包開(kāi)口的落點(diǎn)位置平齊，防止液態(tài)陽(yáng)極銅飛濺。

3.4 電氣控制

上述機(jī)構(gòu)采用電氣控制，為方便操作，設(shè)一個(gè)遙控器和控制柜，可任選一種操作方式。無(wú)線控制系統(tǒng)由一只接收器和一只發(fā)射器組成，可在50 米范圍對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作。操作人員可以通過(guò)遙控器控制傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，單人操作，避免通訊不暢造成的操作失誤。

4 結(jié)語(yǔ)

該設(shè)備自投產(chǎn)以來(lái)，運(yùn)行平穩(wěn)，可穩(wěn)定在半小時(shí)內(nèi)完成銅模澆鑄工作，達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)。該陽(yáng)極爐銅模澆鑄機(jī)有效提高了銅模的澆鑄質(zhì)量和穩(wěn)定性，延長(zhǎng)銅模的使用壽命；減少澆鑄時(shí)液態(tài)陽(yáng)極銅飛濺和殘留，提高金屬利用率。另一方面，減少行車工作量，減少了行車和叉車交叉作業(yè)的危險(xiǎn)源。