圆盘浇铸机的优化改进

徐沛乙

山西北方铜业有限公司垣曲冶炼厂，山西 垣曲，043700

摘要：圆盘浇铸机的平稳运行直接影响阳极板的质量，文章通过对圆盘浇铸机机械装置的改进，保证圆盘浇铸机的平稳运行，降低故障率，生产出质量合格的阳极板。

关键词：圆盘浇铸机；晃动；稳定性；结构

1引言

圆盘浇铸机是国内铜冶炼工艺中浇铸阳极板的主要设备，目前被国内大型铜冶炼企业普遍使用。与其他浇铸设备相比，圆盘浇铸具有自动化程度高、稳定性好、生产能力大、劳动强度低等诸多优点。山西北方铜业股份有限公司垣曲冶炼厂现有18模双圆盘浇铸机一台，浇铸能力为60-65t/h，阳极板重量精度控制在±1%以内，圆盘浇铸机运行的平稳与否，直接影响到阳极板质量。

2  圆盘晃动

精炼车间圆盘浇铸机的传动方式为中心定位、中心支撑、中心传动，具有结构简单、紧凑等优点，但在使用中容易产生圆盘晃动的情况，造成阳极板飞边毛刺较多、厚薄不均匀等现象，影响阳极板的质量。

2.1圆盘浇铸机传动方式

圆盘浇铸机的传动方式见图1，每个圆盘由两台伺服电机驱动，一台为主驱动，另一台为辅助驱动。伺服电机带动减速机工作，减速机下部的小齿轮带动圆盘中心支承的大齿圈旋转，悬挂在旋转中心上的辐射梁跟着转动。当电机停止工作时，旋转中心随即停止。为了增加浇铸机运行的平稳性，电机运行的速度曲线分别设置了启动加速段、匀速段和停止减速段。由于浇铸机没有制动装置，当传动机构之间出现较大间隙或突然启停时，由于惯性作用，大架容易产生晃动。

图1 圆盘浇铸机本体结构图

2.2晃动原因分析

经过对圆盘浇铸机的运行情况进行分析后发现，引起圆盘晃动的原因主要为传动系统的传动间隙。包括：（1）减速机底座地脚螺栓松动，地脚螺栓与预留螺栓孔存在间隙；（2）小齿轮与大齿圈的啮合间隙大；（3）齿轮润滑效果不佳。

2.3改进措施

针对传动系统的传动间隙，将地脚普通螺栓更换为铰制孔螺栓，减小螺栓与螺栓孔的间隙；在驱动装置安装座两侧和后部增加顶紧装置；调整小齿轮与大齿圈的啮合间隙。

优化中心驱动大齿圈润滑方式，在大齿轮内侧，加装一套小齿轮，小齿轮由大齿圈带动，在小齿轮的齿底部位开孔，通过轴与中心驱动干油润滑系统连接，由干油润滑系统给小齿轮加油，并在小齿轮的齿底部位开孔，大齿轮带动小齿轮转动，通过小齿轮的油孔向大齿轮的齿面加注润滑脂，此润滑方式可以将润滑脂均匀地加注至齿面上，连续的为齿面提供润滑脂，润滑效率高，可有效延长回转支承的使用寿命，并减轻了人员的劳动强度。

3  中间包联轴器

原有的膜片联轴器刚性强，启动扭矩大，虽然能补偿一定的轴向和径向偏移，但当偏移量较大时，不锈钢膜片容易损坏，经常对生产造成影响。

将膜片联轴器替换为梅花型联轴器，联轴器中间采用梅花型弹性体连接，缓冲能力强，可吸收一定程度的振动。且顺时针与逆时针回转特性完全相同，并能补偿更多的轴向和径向偏移，符合中间包的作业条件，对伺服电机和减速机能起到更好的保护作用。

4  顶针杆自动复位装置

由于长期处于高温环境，阳极模会产生一定的变形或裂纹，顶起装置落回后，存在顶针杆不能完全回位的现象，操作人员需要用大锤击打将顶针杆复位，而且阳极模周边温度高，位置狭窄，员工的工作环境差，劳动强度大。

为减轻员工的劳动强度，利用现有的条件进行改造，在喷涂一侧增加一套顶针杆自动复位装置（图2），压缩空气通过电磁换向阀将动力输出至气缸，气缸一端装有快速排气阀，可以使气缸迅速伸出，气缸伸出后，重锤在重力作用下，击打顶针杆，将顶针杆复位。并在气缸下方设有安全阀，与上方气缸联动，安全阀气缸收回时，上方气缸才能伸出，可以防止气缸意外动作砸伤人员和设备。

图2 顶针杆复位装置

5  阳极板传送链条支架的改进

阳极板传送装置是将取板机提取的阳极板经过水槽降温，并输送至水槽尾部举升装置处，将阳极板举起的装置，由电机减速机、链条、链条支架、链轮等装置组成。原来的链条支架与水槽的固定方式采用单列六条螺栓固定，由于有重心偏移，稳定性差，单列螺栓固定容易松动。长期使用，导致链条以及导轨偏磨严重，掉板现象时有发生。

将原来的单列固定方式改为双列螺栓固定，增强链条支架的稳定性。经长期实践表明，此固定方式稳定性良好，再无螺栓松动的现象发生，支架保持稳定，链条和导轨不再产生偏磨，不仅延长了使用寿命，而且不再产生掉板现象。

6  喷涂摆动架的驱动方式改进

喷涂系统是保证阳极板质量的关键设备，浇铸阳极板时，如果出现不喷或喷不均匀的现象，会直接导致阳极板脱不了模、断耳、飞边、厚薄不均匀等现象。喷涂系统的故障率对阳极板质量和阳极模的寿命都会产生不良影响。并且阳极模喷涂作业时会产生大量含有硫酸钡的高温蒸汽，环境恶劣，而原喷涂摆动架的驱动装置由电机、减速机和摆臂组成，结构复杂，对环境的要求高，故障率高，且维护保养困难。

将喷涂摆动架的驱动方式改为气缸驱动，气缸活塞通过鱼眼接头与摆动架相连，通过气缸的伸缩运动驱动摆动架的摆动，摆动架上的摆臂由套管组成，可以调节长短，从而调节阳极模喷涂位置。此驱动方式结构简单，消除了多个故障点，并且对环境的要求也不高，稳定性好，免维护，同时减轻了员工的劳动强度。

7  结语

结合我厂圆盘浇铸机的工况特点，对其存在的问题进行分析，提出有针对性的改造方案并实施，使其稳定性、可靠性得到提升，减轻人员的劳动强度，确保其浇铸出质量合格的阳极板。

参考文献

[1]王艳桢.圆盘浇铸机的运行状况分析及优化改进[J].矿冶工程,2010,(3):110-113.

[2]蒋晓敏，夏柳飞.圆盘浇铸机喷涂系统改进[J].铜业工程,2009,(1):41-43.