阳极炉铜模浇铸机的研制

金民龙

江西铜业集团公司贵溪冶炼厂 江西贵溪 335424

贵溪冶炼厂共有3 台圆盘浇铸机均使用铜模作为阳极板的模具。阳极板浇铸时，高温溶体的侵蚀严重，铜模损耗大。铜模是阳极炉氧化还原的阳极铜浇铸而成。目前铜模采用行车浇铸铜模,液态阳极铜从阳极炉炉口倒至粗铜包，然后行车专职人员在地面人员的指引下进行铜模浇铸作业，浇铸完成后再由叉车进行脱模作业。现场人员交叉作业存在安全隐患，人工浇铸铜模质量不稳定，因此，我们设计研制了阳极炉铜模浇铸机。

1 问题分析

采用行车浇铸铜模的作业方式比较便捷，但是存在人员安全、铜模质量不稳定等问题。原因分析如下：①行车操作室距地面高12 米，铸模开口仅0.16 平方米，且浇铸时粗铜包完全遮挡住行车专职人员的视线，需他人指挥倾倒粗铜包浇铸铜模，浇铸难度大。指挥和操作人员交流不畅，步调不一致，存在交叉作业安全隐患，浇铸停顿导致液态阳极铜开始凝结，铜模分层，质量不佳。如未对准浇铸口则会导致液态阳极铜浇在模盖上四处飞溅。②粗铜包浇铸时，阳极炉表面带渣被浇入铸模内，导致铜模夹渣，质量不佳。③浇铸所用阳极铜由炉前操作人员在浇铸开始前从炉口倒出，具体重量则根据经验估计，大多数时倒铜量偏多，浇铸剩下的阳极铜由于被粗铜包内的包壳污染，只能作为粗铜返回另一台阳极炉，造成阳极铜浪费；若倒铜过少则会出现浇铸半块废模的情况。

2 工艺流程

阳极炉铜模浇铸机是将液态阳极铜浇铸成阳极炉圆盘浇铸机铜模的设备。在阳极炉后设计安装一台铜模浇铸机，从炉后活动溜槽出口处新开一个岔口，通过一段固定溜槽将阳极铜导流至浇铸机，在浇铸阳极板之间进行铜模浇铸作业，单工作日浇铸4 块铜模。铜模浇铸机主要由固定流槽、旋转机构和行走机构组成。

图1 1 阳极炉；2 固定溜槽；3 倾转机构；4 行走机构

液态阳极铜浇铸包放上倾转机构的浇铸托架，阳极炉倾转至指定角度后，开始浇铸。倾转机构进行倾转，使液态阳极铜由浇铸包溢出落入铸模，在逐渐倾转过程中，液态阳极铜落入铸模内。倾倒时的落点经过多次试验验证，不会产生飞溅现象。

每个铸模浇到铜模重量所需深度，此时倾转机构稍稍回位等待；行走机构移动至下一个铸模的浇铸区，倾转机构继续倾转对该铸模进行浇铸；以此类推，直至浇完。已浇铸到铸模中的液态阳极铜在铸模中自行冷却一分钟，专职人员的操作叉车进行脱模作业。倾转机构有限位控制，在指定角度下浇铸包液态阳极铜基本浇完，没有液态阳极铜残留。

3 主要技术方案

3.1 固定溜槽

在浇铸过程中，固定流槽引导液态阳极铜从阳极炉出铜口流至倾转机构的浇铸包上。固定溜槽由钢板焊接而成，固定在地面，固定溜槽内部敷设耐火泥，固定溜槽起点和重点处有一定落差，保证液态阳极铜可正常流动。

3.2 倾转机构

设置一个倾转机构在固定溜槽终点的下方承接液态阳极铜，倾转机构包含一个浇铸包、一个固定机架，一个承放浇铸包的支架，和一个电缸系统，电缸由伺服电机控制，倾转过程中速度和行程可根据需要调节。电缸系统通过一个杆机构驱动支架旋转，从而带动浇铸包旋转；支架上设置特殊的结构以便可以对浇铸包实行简单快速固定。

3.3 行走机构

设置一个旋转机构旋转机构的浇铸包下方，行走机构是一个电动平车和四个铸模组成。电动平车台面铺设一层耐火砖，并设置限位防止铸模移动。电动平车以电缆卷筒三相交流380V 供电。铸模放置在电动平车台面上。在浇铸前，移动电动平车，使铸模的开口移动至指定位置，与倾转机构的浇铸包开口的落点位置平齐，防止液态阳极铜飞溅。

3.4 电气控制

上述机构采用电气控制，为方便操作，设一个遥控器和控制柜，可任选一种操作方式。无线控制系统由一只接收器和一只发射器组成，可在50 米范围对设备进行操作。操作人员可以通过遥控器控制倾转机构和行走机构的动作，单人操作，避免通讯不畅造成的操作失误。

4 结语

该设备自投产以来，运行平稳，可稳定在半小时内完成铜模浇铸工作，达到预定的目标。该阳极炉铜模浇铸机有效提高了铜模的浇铸质量和稳定性，延长铜模的使用寿命；减少浇铸时液态阳极铜飞溅和残留，提高金属利用率。另一方面，减少行车工作量，减少了行车和叉车交叉作业的危险源。