簡介
圓盤澆鑄機的運轉可靠性、穩定性、安全性直接涉及到銅陽極闆澆鑄生産過程的連貫性,特别是如果出現運轉故障就會對回轉陽極爐澆鑄系統流程的工藝過程造成很大的負面影響,導緻回轉陽極爐能耗增大,工人操作強度加大.甚至出現死爐現象。
本設計取闆機是應用在冶煉廠銅熔煉車間馬耳他傳動機構的圓盤澆鑄機組中,該機組與75噸回轉陽極爐配套使用處理雜銅,所取的銅陽極闆是冶煉廠生産的小陽極闆,所以設計中需要充分考慮到:設備要面對惡劣的生産環境,完成自動化程度高的動作;對于澆鑄的小陽極闆存在的飛邊、毛刺、闆耳厚度不均等現象需具備較強的适應性;能夠避免圓盤本體停車定位不精确時出現的取闆困難現象;保證設備便于維修和提取陽極闆闆耳不易變形、拉長等因素。為此,本設計作了充分的考慮,完全從提高取闆産出能力,提高自動控制程度,實現取闆過程簡潔化,運轉平穩、可靠,設備易于維護、造價低,相對占地面積小等方面進行詳細設計。
設計内容
目前國内使用的銅陽極闆取闆機結構形式很多,各企業根據自己的工藝配置選用适合的陽極闆取闆冷卻方式,雖然都達到了陽極闆的取闆和冷卻功能,但是其效能還是存在比較大的差異。
1、取闆機的主要組成
為了實現銅陽極闆的正常工作,完成取闆、落闆、冷卻和運輸排放的動作,我們研究了回轉陽極爐澆鑄特點和澆鑄出銅陽極闆的物理特性後,參考有關單位的使用經驗基礎上,設計的冶煉廠銅熔煉車間小銅陽極闆取闆機主要由6部分組成,其結構分别是:冷卻水槽、龍門回轉臂、抱耳提取裝置、推闆裝置、排闆傳動裝置以及冷卻水回水管道等。
具體結構組成見圖1。
陽極銅取出裝置
取闆機在生産過程中應特别注意澆鑄的陽極闆兩側邊及闆耳不應有過多的“飛邊毛刺”,闆耳不應澆的過細,過短,否則取闆機将不能順利取闆;另外,生産中時刻注意鍊條的松緊度,防止鍊條脫鍊,同時要檢查各工作缸的工作狀态,謹防出安全事故。冶煉廠銅熔煉車間澆鑄的小銅陽極闆重量為220kg,銅陽極闆闆耳(羊耳)為配合電解要求,采用一隻闆耳短小、垂直偏高,另一隻闆耳較長、耳根部垂直偏低,即銅陽極闆兩隻闆耳高度不同。因此在設計中我們不但要考慮取闆機的提取能力和排闆輸送能力,還要考慮落闆後闆身的平穩性和闆耳在排闆鍊條上的搭接程度,同時要考慮闆耳的長度和高度不同造成的取闆偏心問題。實際設計中,對于這些問題我們充分研究并全部加以解決。
設計的具體參數性能見表。
陽極銅取出裝置
3、液壓原理本設計中我們隻考慮了取闆機的動作控制部分,預留出油路接口與冶煉廠銅熔煉車間液壓站配接。該液壓系統的原理設計,基本采用進油節流調速回路,減小了由于不同執行機構負載的變化造成的管路油壓脈動對其它執行機構的影響,使機構運行平穩。液壓元件行程控制采用電磁換向閥,通過監測信号反饋到控制中心實現液壓回路的運動控制,流量根據具體負載值、執行元件速度而定,從而得到回路所需要的液體流量,控制執行機構的加速度或減速度。
液壓原理見圖。
陽極銅取出裝置
設計特點
本設汁專針對生産的需要進行設計,達到了要求。設計的取闆機結構相對簡單,控制方式直觀,制作容易;雙齒條油缸龍門回轉臂實現了取闆機工作中的取闆、等待、落闆行程的控制和精确定位;HSG工程缸推動棘爪實現棘輪的轉動,使排闆工序運行穩定,行程可靠,易于控制;高度不同的排闆鍊條使銅陽極闆中心與冷卻水槽同心,利于吊車起吊陽極闆。但是,本設計還存在不足。設計沒有實現澆鑄的銅陽極闆闆耳變形、斷裂狀況時的取闆工作;對于銅陽極闆闆耳不飽滿時,提取會出現掉闆現象;圓盤運轉停車位不精确時,有提吊單耳情況出現;龍門回轉臂液壓流量控制不漸變,沒有減緩振動設計;排闆鍊條缺乏防傾斜裝置,不宜杜絕翻鍊現象。這些情況有待設計更加新型的取闆機來完全實現。
運行狀況
取闆機自安裝運行以來,基本運行正常,能夠與馬耳他減速機構圓盤澆鑄機運行相配合一緻,達到工作要求,完成設計要求的取闆、落闆、推闆、冷卻和排闆作業。在聯動試車階段出現取闆不準确和落闆困難,銅陽極闆小耳部分無法搭放在排闆鍊條上的狀況。經過測量分析發現是龍門回轉臂制作變形,整體造成取闆位和落闆位向右側偏移25mm。針對這種問題設計中已考慮,現場解決時将左橫梁向水槽内移動15mm,整體消除制作誤差,實現落闆成功。
取闆機水槽左橫梁向水槽内移動後,長時間運轉後出現排闆鍊條強行拉斷故障。仔細檢查分析發現是鍊輪、鍊條調節造成的主動鍊輪和從動鍊輪不同軸;增加托起裝置使鍊條下垂自由度減小、調節過緊;緻使排闆鍊條工作時受力扭曲,強行剪斷鍊條開口銷而出現斷鍊現象,要求重新調節同軸性,适當放松鍊條下垂,不在出現此類問題。
正常生産中出現頂起銅陽極闆傾斜,抱耳裝置取闆困難,有時隻能抱取一隻耳,無法起吊現象。這主要是馬耳他減速機構圓盤澆鑄的是小銅陽極闆,其頂起時隻有一個頂杆,如果圓盤停車不準或銅水粘結性太強,就會造成銅陽極闆頂起歪斜。現場解決要求調整圓盤停車精确度,抱耳完全打開行程,基本上實現了全部取闆作業。
抱耳裝置長時間運轉後出現抱耳夾持誤差現象,仔細檢查分析.發現足氣缸安裝支座強度不夠。氣缸夾持工作過程導緻支座後彎,使氣缸受力不均,出現歪斜無法同步工作,從而出現抱耳夾持誤差現象,及時對支座重新設計,将鋼闆厚度改為
,銷軸端部直徑改為,重新安裝後不在出現此問題。生産過程銅陽極闆冷卻排闆一定數量後,隻能人工挂鍊子指揮吊車提取,勞動強度較大,觀察發現需要增設一套托闆裝置。改進措施
本取闆機設計由于設計周期較短,隻完全考慮冶煉廠當時的生産要求,沒有進行充分深思,存在一些不足。結合現場運轉過程中暴露的問題,我們深入研究和考察,認為要真正實現取闆動作的方便化.更可靠運轉,首先要對抱闆裝置進行改進,将取闆方式設計成抱闆身,仍利用龍門回轉臂(或單臂)回轉取飯行程,單氣缸(或油缸)控制抱爪作業,取闆時抱爪抱住銅陽極闆闆身,提取放人冷卻水槽排闆鍊條上,避免頂起銅陽極闆傾斜不能正常取闆作業;第二、雙齒條油缸油路控制部分設計行程調速閥(
),限制回油口的流量,形成多級流量,實現龍門回轉臂取闆、落闆作業時的振動消除;第三、推闆裝置設計成單液壓缸驅動回轉架擺動形式,整體推動銅陽極闆闆身,實現陽極闆平穩運行;第四、排闆裝置設計成液壓馬達驅動,用周邊編碼器和比例方向閥控制鍊條運動和排闆,其動作更為可靠,運行更加平穩;第五、在冷卻水槽尾部加裝一套由HSG工程缸控制的托闆裝置,将排好的要求數量的銅陽極闆垂直托起,用叉車直接取運,降低勞動強度。