CN109014097A - 一种锌锭连铸设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锌锭连铸设备，它包括熔锌电炉、中间包、结晶器和锌锭成型机构，所述的锌锭成型机构包括支架、压坯器和拉坯断块器；压坯器包括压坯刀和驱动压坯刀垂直移动的压坯驱动机构；拉坯断块器包括刀座、驱动刀座前后和垂直移动的拉坯断块驱动机构，刀座的后侧下部设有拉坯刀，刀座的前侧下部设有断坯刀。它能够完成锌锭的连续浇注，而且自动化程度高，运行稳定可靠，能耗低，锌锭直收率高、表面光洁度高、外观质量好。
Description
技术领域
本发明属于锌冶炼技术领域，尤其是一种锌锭连铸设备及使用该设备进行锌锭连铸的方法。
背景技术
锌冶炼行业中，阴极锌片要通过熔锌电炉熔化，铸造成标准形状及重量的锌锭。目前铸锭均采用链排式铸模依次充模铸锭，机械或人工扒渣。这种浇铸过程中炽热的锌液无法与空气隔绝，氧化率比较高，扒皮过程出现一些没氧化的锌液被带出或暴露在空气中被氧化，扒出的渣重新熔化时还有一部分锌被氧化，因此直收率低；另外，这种传统式浇铸方式为了使浇铸过程中氧化的锌渣顺利浮起，扒渣顺利等原因，浇铸温度相对控制的比较高，吨锌铸锭电耗比较高。因浇铸锌液温度高，造成锌锭底面出现黑印，激冷形成麻坑等铸造缺陷。二十世纪五十年代在欧美国家出现的连铸技术是一项把钢水直接浇注成形的先进技术，到了八十年代，连铸技术作为主导技术逐步完善，并在世界各地主要产钢国得到大幅应用，锌冶炼行业最早用于锌板连铸，由于锌锭是一个个单块，连续浇铸出大块头锌锭对运输、使用都存在问题，因此一直没有连铸锌锭的设备和方法。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的问题，提供一种锌锭连铸设备，它能够完成锌锭的连续浇注，而且自动化程度高，运行稳定可靠，能耗低，锌锭直收率高、表面光洁度高、外观质量好。
本发明的目的是这样实现的：一种锌锭连铸设备，它包括熔锌电炉、中间包、结晶器和锌锭成型机构，其特征在于：所述的锌锭成型机构包括支架、压坯器和拉坯断块器；压坯器包括压坯刀和驱动压坯刀垂直移动的压坯驱动机构；拉坯断块器包括刀座、驱动刀座前后和垂直移动的拉坯断块驱动机构，刀座的后侧下部设有拉坯刀，刀座的前侧下部设有断坯刀。
进一步，在压坯刀下部的支架上设置凹槽形状的下模具。
进一步，所述的压坯驱动机构包括固定在支架上的压坯座，压坯座中部垂直安装其活塞杆连接下部压坯刀的压坯油缸，压坯油缸两侧的压坯座上设有压坯套筒，压坯刀的上部固定两个伸入到压坯套筒的压坯滑杆；所述的拉坯断块驱动机构包括在支架上前后方向安装的相互平行的两个拉坯滑杆和一个丝杠，在两个拉坯滑杆和一个丝杠上安装由电机通过丝杠驱动沿着拉坯滑杆前后滑动的拉坯座，拉坯座的四个角上设有断坯套筒，在丝杠两侧的拉坯座上分别垂直安装其活塞杆连接下部刀座的断坯油缸，刀座的上部固定四个伸入到断坯套筒的断坯滑杆。
进一步，它还包括智能控制器，熔锌电炉设有放锌口，放锌口设有流量调节阀，中间包设有电加热装置、液位传感器和温度传感器；液位传感器和温度传感器分别与智能控制器的信号输入电路连接，智能控制器的信号输出电路分别与流量调节阀、电加热装置、压坯油缸、断坯油缸和电机电控连接。
进一步，它还包括引锭器，引锭器包括主体，主体的前部和后部分别设有容纳断坯刀和拉坯刀伸入的前拉坯槽和后拉坯槽，主体的后端连接拉杆，拉杆的后端连接封堵结晶器出口的封堵盖，封堵盖后面连接锚件；封堵盖包括封堵面、石棉绳和石棉板。
使用本发明锌锭连铸设备连铸锌锭的方法包括如下步骤：
1）熔锌电炉加电将锌片熔化；
2）将引锭器放置在锌锭成型机构前端，锚件伸入到结晶器出口内并由封堵盖封堵住结晶器出口；
3）启动智能控制器进行设备初始化检测；
4）打开熔锌电炉放锌口设置的流量调节阀，锌熔液流入到中间包；
5）智能控制器循环检测液位传感器，中间包的液位到达上限值时，关闭流量调节阀，中间包的液位到达下限值时，打开流量调节阀；使中间包内的液位始终保持一定的高度；
6）智能控制器循环检测温度传感器，中间包的锌液温度到上限值时，关闭电加热装置，中间包的锌液温度到下限值时，启动电加热装置；使中间包内的锌熔液始终保持在430℃～450℃；
7）启动结晶器，锌液从中间包流入到结晶器里，锌液降温凝固，引锭器的锚件与锌液凝结在一起；
8）智能控制器依次发出六条指令，①启动电机驱动拉坯座到达起始位置；②启动断坯油缸驱动刀座落下，拉坯刀落入后拉坯槽，断坯刀落入前拉坯槽；③启动电机驱动拉坯座前移到达终止位置；④启动断坯油缸驱动刀座抬起；⑤启动压坯油缸驱动压坯刀落下，在拉出的锌坯上压出第一个浅凹槽；⑥启动压坯油缸驱动压坯刀抬起；
9）智能控制器依次发出六个指令，①启动电机驱动拉坯座到达起始位置，②启动断坯油缸驱动刀座落下，拉坯刀落入第一个浅凹槽，断坯刀落入后拉坯槽；③启动断坯油缸驱动刀座抬起；④启动电机驱动拉坯座前移到达终止位置；⑤启动压坯油缸驱动压坯刀落下，在拉出的锌坯上压出第二个浅凹槽；⑥启动压坯油缸驱动压坯刀抬起；
10）智能控制器依次发出六个指令，①启动电机驱动拉坯座到达起始位置，②启动断坯油缸驱动刀座落下，拉坯刀落入第二个浅凹槽，断坯刀落入后第一个浅凹槽，并将锌坯从此切断；③启动断坯油缸驱动刀座抬起；④启动电机驱动拉坯座前移到达终止位置；⑤启动压坯油缸驱动压坯刀落下，在拉出的锌坯上压出第三个浅凹槽；⑥启动压坯油缸驱动压坯刀抬起；将切掉的引锭器留存，完成引锭作业，重复该步骤的①～⑥控制动作，就能进行连续的铸锭作业。
本发明和现有技术相比其优点在于：
1）本发明的锌锭连铸设备采用的锌锭成型机构能够实现连续铸锭作业，替代了传统的充模铸锭方法，减少了工序和成本，降低了工人劳动强度，提高了工作效率；
2）使用本发明的锌锭连铸设备，锌液从熔锌电炉前室通过管道流入中间包，熔锌电炉前室液面上有一层浮渣即保温又防氧化，中间包锌液液面控制在高于进口、低于熔锌电炉锌液液面，且锌液上面覆盖木炭灰，即起到隔绝空气又有保温作用；锌液从中间包底部出锌口流入结晶器过程也不与空气接触，因此整个浇铸过程中几乎不存在氧化，能够提高铸锭直收率1～1.5个百分点。
3）使用本发明的锌锭连铸设备，锌液的温度只需430～450℃，只要保证电炉锌片熔化即可，锌液是从熔锌电炉隔墙底部锌液通道进入的，因此前室锌液没有浮渣。锌液都是在渣层下流动，上面的渣层始终保持稳态从而起到保温、隔绝空气的作用，减少热量散失，最大限度节约能耗。中间包底下带有电加热器，微调锌液温度。基于超高的直收率、低温铸锭、保温性能优越等优点，本发明锌锭连铸工艺比传统铸锭方式节能15%左右。锌坯经模压器模压成锭坯过程中，锌坯并未完全凝固，因此模压所需能耗较低；锭坯被切成锌锭时温度还在395℃以上，此时的固体锌极其柔软容易剪切，剪切耗能小。
4）连铸过程可以实现计算机自动控制，没有扒皮作业，铸锭过程不产生氧化渣及飞溅锌液，因此机械化和自动化程度比较高，作业现场干净整洁最大限度改善工人劳动环境及劳动强度。
5）由于连铸过程中不产生氧化，不会造成锌锭夹渣；锌锭是经过模压出来的，表面光洁度高，外观质量好。
附图说明
图1是本发明锌锭连铸设备侧面结构示意图；
图2是本发明锌锭成型机构立体结构示意图；
图3是本发明锌锭成型机构工作状态立体结构示意图；
图4是本发明压坯器立体结构示意图；
图5是本发明拉坯断块器立体结构示意图；
图6是本发明引锭器立体结构示意图。
图中：1-熔锌电炉，2-中间包，3-结晶器，4-支架，5-压坯刀，6-刀座，7-拉坯刀，8-断坯刀，9-压坯座，10-压坯油缸，11-压坯套筒，12-压坯滑杆，13-拉坯滑杆，14-丝杠，15-电机，16-拉坯座，17-断坯套筒，18-断坯油缸，19-断坯滑杆，20-智能控制器，21-放锌口，22-流量调节阀，23-电加热装置，24-液位传感器，25-温度传感器，26-主体，27-前拉坯槽，28-后拉坯槽，29-拉杆，30-封堵盖，31-锚件，32-封堵面，33-石棉绳，34-石棉板,35-压坯器，36-拉坯断块器,37-引锭器，38-下模具。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
如图1至图6所示，一种锌锭连铸设备，它包括熔锌电炉1、中间包2、结晶器3和锌锭成型机构，所述的锌锭成型机构包括支架4、压坯器35和拉坯断块器36；压坯器35包括压坯刀5和驱动压坯刀垂直移动的压坯驱动机构；在压坯刀5下部的支架4上设置凹槽形状的下模具38；所述的压坯驱动机构包括固定在支架4上的压坯座9，压坯座9中部垂直安装其活塞杆连接下部压坯刀5的压坯油缸10，压坯油缸10两侧的压坯座9上设有压坯套筒11，压坯刀5的上部固定两个伸入到压坯套筒11的压坯滑杆12。
拉坯断块器36包括刀座6、驱动刀座6前后和垂直移动的拉坯断块驱动机构，刀座6的后侧下部设有拉坯刀7，刀座6的前侧下部设有断坯刀8；所述的拉坯断块驱动机构包括在支架4上前后方向安装的相互平行的两个拉坯滑杆13和一个丝杠14，在两个拉坯滑杆13和一个丝杠14上安装由电机15通过丝杠14驱动沿着拉坯滑杆13前后滑动的拉坯座16，拉坯座16的四个角上设有断坯套筒17，在丝杠14两侧的拉坯座16上分别垂直安装其活塞杆连接下部刀座6的断坯油缸18，刀座6的上部固定四个伸入到断坯套筒17的断坯滑杆19。
它还包括智能控制器20，熔锌电炉设有放锌口21，放锌口21设有流量调节阀22，中间包2设有电加热装置23、液位传感器24和温度传感器25；液位传感器24和温度传感器25分别与智能控制器20的信号输入电路连接，智能控制器20的信号输出电路分别与流量调节阀22、电加热装置23、压坯油缸10、断坯油缸18和电机15电控连接。
它还包括引锭器37，引锭器37包括主体26，主体26的前部和后部分别设有容纳断坯刀7和拉坯刀8伸入的前拉坯槽27和后拉坯槽28，主体26的后端连接拉杆29，拉杆29的后端连接封堵结晶器出口的封堵盖30，封堵盖30后面连接锚件31；封堵盖30包括封堵面32、石棉绳33和石棉板34。
使用本发明锌锭连铸设备连铸锌锭的方法包括如下步骤：
1）熔锌电炉1加电将锌片熔化；
2）将引锭器37放置在锌锭成型机构前端，锚件31伸入到结晶器3出口内并由封堵盖30封堵住结晶器3出口；
3）启动智能控制器20进行设备初始化检测；
4）打开熔锌电炉1放锌口21设置的流量调节阀22，锌熔液流入到中间包2；
5）智能控制器20循环检测液位传感器24，中间包2的液位到达上限值时，关闭流量调节阀22，中间包2的液位到达下限值时，打开流量调节阀22；使中间包2内的液位始终保持一定的高度；
6）智能控制器20循环检测温度传感器25，中间包2的锌液温度到上限值时，关闭电加热装置23，中间包2的锌液温度到下限值时，打开电加热装置23；使中间2包内的锌熔液始终保持在430℃～450℃；
7）启动结晶器3，锌液从中间包2流入到结晶器3里，锌液降温凝固，引锭器37的锚件31与锌液凝结在一起；
8）智能控制器20依次发出如下六条指令，①启动电机15驱动拉坯座16到达起始位置；②启动断坯油缸18驱动刀座6落下，拉坯刀7落入后拉坯槽28，断坯刀8落入前拉坯槽27；③启动电机15驱动拉坯座16前移到达终止位置；④启动断坯油缸18驱动刀座6抬起；⑤启动压坯油缸10驱动压坯刀5落下，在拉出的锌坯上压出第一个浅凹槽；⑥启动压坯油缸10驱动压坯刀5抬起；
9）智能控制器20依次发出如下六个指令，①启动电机15驱动拉坯座16到达起始位置，②启动断坯油缸18驱动刀座6落下，拉坯刀7落入第一个浅凹槽，断坯刀8落入后拉坯槽28；③启动断坯油缸18驱动刀座6抬起；④启动电机15驱动拉坯座16前移到达终止位置；⑤启动压坯油缸10驱动压坯刀5落下，在拉出的锌坯上压出第二个浅凹槽；⑥启动压坯油缸10驱动压坯刀5抬起；
10）智能控制器20依次发出如下六个指令，①启动电机15驱动拉坯座16到达起始位置，②启动断坯油缸18驱动刀座6落下，拉坯刀7落入第二个浅凹槽，断坯刀8落入后第一个浅凹槽，并将锌坯从此切断；③启动断坯油缸18驱动刀座6抬起；④启动电机15驱动拉坯座16前移到达终止位置；⑤启动压坯油缸10驱动压坯刀5落下，在拉出的锌坯上压出第三个浅凹槽；⑥启动压坯油缸10驱动压坯刀5抬起；将切割掉的引锭器37留存，完成引锭作业，重复该步骤的①～⑥指令动作，就能进行连续的铸锭作业。
最后应当说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (7)
1.一种锌锭连铸设备，它包括熔锌电炉、中间包、结晶器和锌锭成型机构，其特征在于：所述的锌锭成型机构包括支架、压坯器和拉坯断块器；压坯器包括压坯刀和驱动压坯刀垂直移动的压坯驱动机构；拉坯断块器包括刀座、驱动刀座前后和垂直移动的拉坯断块驱动机构，刀座的后侧下部设有拉坯刀，刀座的前侧下部设有断坯刀。
2.根据权利要求1所述的锌锭连铸设备，其特征在于：在压坯刀下部的支架上设置凹槽形状的下模具。
3.根据权利要求2所述的锌锭连铸设备，其特征在于：所述的压坯驱动机构包括固定在支架上的压坯座，压坯座中部垂直安装其活塞杆连接下部压坯刀的压坯油缸，压坯油缸两侧的压坯座上设有压坯套筒，压坯刀的上部固定两个伸入到压坯套筒的压坯滑杆；所述的拉坯断块驱动机构包括在支架上前后方向安装的相互平行的两个拉坯滑杆和一个丝杠，在两个拉坯滑杆和一个丝杠上安装由电机通过丝杠驱动沿着拉坯滑杆前后滑动的拉坯座，拉坯座的四个角上设有断坯套筒，在丝杠两侧的拉坯座上分别垂直安装其活塞杆连接下部刀座的断坯油缸，刀座的上部固定四个伸入到断坯套筒的断坯滑杆。
4.根据权利要求3所述的锌锭连铸设备，其特征在于：它还包括智能控制器，熔锌电炉设有放锌口，放锌口设有流量调节阀，中间包设有电加热装置、液位传感器和温度传感器；液位传感器和温度传感器分别与智能控制器的信号输入电路连接，智能控制器的信号输出电路分别与流量调节阀、电加热装置、压坯油缸、断坯油缸和电机电控连接。
5.根据权利要求1、2或者3所述的锌锭连铸设备，其特征在于：它还包括引锭器，引锭器包括主体，主体的前部和后部分别设有容纳断坯刀和拉坯刀伸入的前拉坯槽和后拉坯槽，主体的后端连接拉杆，拉杆的后端连接封堵结晶器出口的封堵盖，封堵盖后面连接锚件；封堵盖包括封堵面、石棉绳和石棉板。
6.根据权利要求4所述的锌锭连铸设备，其特征在于：它还包括引锭器，引锭器包括主体，主体的前部和后部分别设有容纳断坯刀和拉坯刀伸入的前拉坯槽和后拉坯槽，主体的后端连接拉杆，拉杆的后端连接封堵结晶器出口的封堵盖，封堵盖后面连接锚件；封堵盖包括封堵面、石棉绳和石棉板。
7.使用权利要求6所述锌锭连铸设备连铸锌锭的方法包括如下步骤：
1）熔锌电炉加电将锌片熔化；
2）将引锭器放置在锌锭成型机构前端，锚件伸入到结晶器出口内并由封堵盖封堵住结晶器出口；
3）启动智能控制器进行设备初始化检测；
4）打开熔锌电炉放锌口设置的流量调节阀，锌熔液流入到中间包；
5）智能控制器循环检测液位传感器，中间包的液位到达上限值时，关闭流量调节阀，中间包的液位到达下限值时，打开流量调节阀；使中间包内的液位始终保持一定的高度；
6）智能控制器循环检测温度传感器，中间包的锌液温度到上限值时，关闭电加热装置，中间包的锌液温度到下限值时，启动电加热装置；使中间包内的锌熔液始终保持在430℃～450℃；
7）启动结晶器，锌液从中间包流入到结晶器里，锌液降温凝固，引锭器的锚件与锌液凝结在一起；
8）智能控制器依次发出六条指令，①启动电机驱动拉坯座到达起始位置；②启动断坯油缸驱动刀座落下，拉坯刀落入后拉坯槽，断坯刀落入前拉坯槽；③启动电机驱动拉坯座前移到达终止位置；④启动断坯油缸驱动刀座抬起；⑤启动压坯油缸驱动压坯刀落下，在拉出的锌坯上压出第一个浅凹槽；⑥启动压坯油缸驱动压坯刀抬起；
9）智能控制器依次发出六个指令，①启动电机驱动拉坯座到达起始位置，②启动断坯油缸驱动刀座落下，拉坯刀落入第一个浅凹槽，断坯刀落入后拉坯槽；③启动断坯油缸驱动刀座抬起；④启动电机驱动拉坯座前移到达终止位置；⑤启动压坯油缸驱动压坯刀落下，在拉出的锌坯上压出第二个浅凹槽；⑥启动压坯油缸驱动压坯刀抬起；
10）智能控制器依次发出六个指令，①启动电机驱动拉坯座到达起始位置，②启动断坯油缸驱动刀座落下，拉坯刀落入第二个浅凹槽，断坯刀落入后第一个浅凹槽，并将锌坯从此切断；③启动断坯油缸驱动刀座抬起；④启动电机驱动拉坯座前移到达终止位置；⑤启动压坯油缸驱动压坯刀落下，在拉出的锌坯上压出第三个浅凹槽；⑥启动压坯油缸驱动压坯刀抬起；将切掉的引锭器留存，完成引锭作业，重复该步骤的①～⑥控制动作，就能进行连续的铸锭作业。
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