CN112605369B - 一种提高铜阳极板质量的浇铸装置 - Google Patents

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Abstract

本发明一种提高铜阳极板质量的浇铸装置，包括底座、上磁极转盘、下磁极转盘和铸模转盘，所述上磁极转盘的中心处设有贯穿下磁极转盘和铸模转盘中心与底座相接的主轴，在底座上安装有转盘安装架，所述上磁极转盘、下磁极转盘和铸模转盘分别通过支撑架与转盘安装架相接，在支撑架上安装有上磁极转盘驱动装置和带动下磁极转盘转动的从动装置，在支撑架上还安装有铸模转盘驱动装置。本发明通过在铸模转盘上下部位添加转动方向相反上下磁极转盘，一方面由于磁场梯度力的作用可降低阳极板表面被氧气氧化的概率，另一方面通过洛仑磁力降低铜阳极板疏松现象。二者协同作用提高铜阳极板质量，从而达到提高铜冶炼工艺的目的。

Description

一种提高铜阳极板质量的浇铸装置
技术领域
本发明涉及冶炼行业火法冶炼，具体地说是一种提高铜阳极板质量的浇铸装置。
背景技术
铜冶炼行业火法冶炼浇铸阳极板，目前大型冶炼厂普遍采用进口的全自动圆盘浇铸机，如芬兰奥托昆普公司生产的，实现了阳极板定量自动化浇铸，但随着矿源的复杂化加剧，阳极板在浇铸过程中会产生气孔，疏松以及铜水的二次吸氧的现象。存在于铜阳极板内部的气体孔穴，称作气孔，气孔的存在降低了铜阳极板的体积密度。气孔对电解生产的影响没有阳极板物理外形质量指标飞边毛刺、弯扭、夹渣、鼓包、背筋、厚薄等直接，在阳极板生产中也没像上述指标严格控制，往往被忽略。但在实际生产中，铜阳极板内存在的气孔也会对正常电解产生影响，例如气孔会引发阳极钝化、阴极板上会产生铜粉粒子以及电解液上会产生气孔。因此，在铜阳极板生产过程中，应尽可能避免气孔形成。同时，阳极表面产生钝化和阴极上产生大量粒子都与阳极板含氧高于控制标准有关，阳极板表面铜粉量多，会恶化电解工况。另外，阳极板疏松会导致阴极铜质量下降。铜阳极板产生气孔的原因很多，气孔或多或少、或深或浅地存在铜阳极板面上，现有技术彻底消除铜阳极板上的气孔是不可能的。气孔属于隐性质量问题，相对于铜阳极板外形质量，气孔对电解生产的影响有时更严重。
发明内容
本发明的目的是提供一种将磁场施加在铜阳极板的浇铸过程可以大大改善铜阳极板质量，防止阴极铜表面出现阳极泥粒子和铜粉粒子，给铜冶炼行业带来巨大的经济效益的提高铜阳极板质量的浇铸装置。
为实现上述目的，本发明所述一种提高铜阳极板质量的浇铸装置，其特点是：包括底座、上磁极转盘、下磁极转盘和铸模转盘，所述上磁极转盘、下磁极转盘和铸模转盘沿竖向方向间隔放置，且铸模转盘是位于上磁极转盘、下磁极转盘之间，所述上磁极转盘、下磁极转盘和铸模转盘之间互相平行且同心设置，所述上磁极转盘的中心处设有贯穿下磁极转盘和铸模转盘中心与底座相接的主轴，主轴轴向竖向设置，在底座上安装有转盘安装架，所述上磁极转盘、下磁极转盘和铸模转盘分别通过支撑架与转盘安装架相接，在上磁极转盘的底部与支撑架之间、下磁极转盘的底部与支撑架之间、铸模转盘的底部与支撑架之间均安装有拖轮，在支撑架上安装有驱动上磁极转盘转动的上磁极转盘驱动装置和带动下磁极转盘转动的从动装置，所述上磁极转盘的转动方向与下磁极转盘的转动方向相反；在支撑架上还安装有驱动铸模转盘转动的铸模转盘驱动装置。
本发明一种提高铜阳极板质量的浇铸装置技术方案中，进一步优选的技术方案特征是：
1、所述上磁极转盘驱动装置包括驱动电机和驱动电机带动旋转的上磁极齿轮，在上磁极转盘的外沿上设有与上磁极齿轮啮合的上磁极齿条体；
2、所述从动装置包括安装在驱动电机输出轴一端的下磁极齿轮，以及安装在下磁极齿轮与下磁极转盘之间的中间传动齿轮，中间传动齿轮分别与下磁极齿轮、下磁极转盘啮合，在下磁极转盘的外沿上设有与中间传动齿轮啮合的下磁极齿条体；
3、所述铸模转盘驱动装置包括伺服电机和伺服电机带动旋转的铸模转盘齿轮；
4、在上磁极转盘上设有安装上磁体用的上磁体安装槽，上磁体安装在上磁体安装槽内；
5、在下磁极转盘上安装有与上磁体安装槽配合的下磁体安装槽，在下磁体安装槽内安装有下磁体；
6、在铸模转盘上周向开有若干阳极铸模。
与现有技术相比，本发明通过在铸模转盘上下部位添加转动方向相反上下磁极转盘，一方面由于磁场梯度力的作用可降低阳极板表面被氧气氧化的概率，防止生成的Cu2O通过流动的铜水向铜内部扩散，减少铜粉、铜颗粒和铜皮的形成量。阻止CuO与Cu2S接触，防止因其接触反应形成SO2逸出而造成阳极板面鼓包。另一方面通过洛仑磁力降低铜阳极板疏松现象。二者协同作用提高铜阳极板质量，从而达到提高铜冶炼工艺的目的。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种提高铜阳极板质量的浇铸装置，包括底座、上磁极转盘1、下磁极转盘8和铸模转盘10，所述上磁极转盘1、下磁极转盘8和铸模转盘10沿竖向方向间隔放置，且铸模转盘是位于上磁极转盘、下磁极转盘之间，所述上磁极转盘、下磁极转盘和铸模转盘之间互相平行且同心设置，所述上磁极转盘的中心处设有贯穿下磁极转盘和铸模转盘中心与底座相接的主轴14，主轴14轴向竖向设置，在底座上安装有转盘安装架，所述上磁极转盘、下磁极转盘和铸模转盘分别通过支撑架16与转盘安装架相接，在上磁极转盘的底部与支撑架之间、下磁极转盘的底部与支撑架之间、铸模转盘的底部与支撑架之间均安装有拖轮15，在支撑架上安装有驱动上磁极转盘转动的上磁极转盘驱动装置和带动下磁极转盘转动的从动装置，所述上磁极转盘的转动方向与下磁极转盘的转动方向相反；在支撑架上还安装有驱动铸模转盘转动的铸模转盘驱动装置。所述上磁极转盘与下磁极转盘的转动方向相反，上磁极转盘的转动速度为10-25 r/min，下磁极转盘的转动速度为30-75 r/min。所述铜水进入铸模后磁处理时间为10-20min。
所述上磁极转盘驱动装置包括驱动电机3和驱动电机带动旋转的上磁极齿轮4，在上磁极转盘的外沿上设有与上磁极齿轮啮合的上磁极齿条体。所述从动装置包括安装在驱动电机输出轴5一端的下磁极齿轮6，以及安装在下磁极齿轮6与下磁极转盘8之间的中间传动齿轮7，中间传动齿轮7分别与下磁极齿轮6、下磁极转盘8啮合，在下磁极转盘的外沿上设有与中间传动齿轮啮合的下磁极齿条体。所述铸模转盘驱动装置包括伺服电机12和伺服电机带动旋转的铸模转盘齿轮13。在上磁极转盘上设有安装上磁体用的上磁体安装槽2，上磁体安装在上磁体安装槽内。在下磁极转盘上安装有与上磁体安装槽配合的下磁体安装槽9，在下磁体安装槽内安装有下磁体，若上磁体为S极拿下磁体就为N极，反之亦然，上磁体与下磁体之间为匀强磁场，其磁场强度为1.5-2T，磁感线垂直向上。在铸模转盘上周向开有若干阳极铸模11。所述铸模转盘的转动为间歇式，根据实际生产要求而定，不会受到上下磁极转盘的影响，阳极铸模的个数为28-30个。所述上下磁体表面均敷有隔热材料，上磁体与阳极铸模以及下磁体与阳极铸模均设有循环冷却水管道。
本发明所述铸模转盘上设有28-30格阳极铸模，各阳极铸模的顶针导孔内均设有一顶针，顶针液压缸位于铸模转盘的下方，铸模转盘间歇式停顿时，顶针液压缸与其中一个顶针的位置对应。所述铸模转盘下端面上设有环形钢轨，机槽上设有若干个托轮。所述顶针与顶针导孔上下滑动连接，顶针液压缸相对于机槽中心与顶针同半径。该装置的结构形式为主轴中心定位、中心支撑，采用大齿圈中间驱动，依托伺服电机驱动，实现转盘的驱动和在任意位置停留。具有环形钢轨和托轮，增强转盘稳定性和解决转盘倾翻和沿周向晃动。根据现场铜水进入阳极铸模的速度调节铸模转盘的转动，同时，浇铸开始时，上磁极转盘与下磁极转盘的也开始转动，二者的转动方向相反，上磁极转盘的转动速度为10-25 r/min，下磁极转盘的转动速度为30-75 r/min。进入铸模后的铜水经过匀强磁场处理10-20min后进入下一工序，开始冷却阳极板。
本发明采用结构形式为主轴中心定位，以主轴为主要中心支撑，采用大齿圈外驱动，大齿圈水平固定在铸模转盘框架下边缘上，伺服电机固定在支撑梁上的结构架上，依托伺服电机驱动，小齿轮与大齿圈的啮合，实现铸模转盘的驱动和在任意位置停留即间歇式转动和间歇式停顿。自动顶板机构由插在阳极铸模内可垂直滑动的顶针，顶针液压缸，在液压站的驱动下，通过计算机控制实现自动顶板。在该方法中，上磁体与下磁体之间为匀强磁场，其磁场强度为2T，磁感线垂直向上。上磁极转盘的转动速度为20 r/min，下磁极转盘的转动速度为60 r/min，铜水进入铸模后磁处理时间为20min。选择使用硫酸钡、骨粉、石墨粉、瓷土粉4 种耐高温脱模剂。铜水从浇注包依次进入1号铸模至28号铸模，待铜模温度将由冷却状态上升到100 ℃以上，逐步打开下部冷却水，随着浇铸的进行，调整上、下模水的量，控制模温在15 0土30 ℃范围，25min后利用自动化设备取出阳极板，进行铜电解工序。浇铸的铜阳极板的表面几乎没有气孔，将其阳极板应用铜电解精炼时阴极铜质量得到极大改善。
以上所述，仅为本发明专利优选的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明专利构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。

Claims (7)

1.一种提高铜阳极板质量的浇铸装置，其特征在于：包括底座、上磁极转盘、下磁极转盘和铸模转盘，所述上磁极转盘、下磁极转盘和铸模转盘沿竖向方向间隔放置，且铸模转盘是位于上磁极转盘、下磁极转盘之间，所述上磁极转盘、下磁极转盘和铸模转盘之间互相平行且同心设置，所述上磁极转盘的中心处设有贯穿下磁极转盘和铸模转盘中心与底座相接的主轴，主轴轴向竖向设置，在底座上安装有转盘安装架，所述上磁极转盘、下磁极转盘和铸模转盘分别通过支撑架与转盘安装架相接，在上磁极转盘的底部与支撑架之间、下磁极转盘的底部与支撑架之间、铸模转盘的底部与支撑架之间均安装有拖轮，在支撑架上安装有驱动上磁极转盘转动的上磁极转盘驱动装置和带动下磁极转盘转动的从动装置，所述上磁极转盘的转动方向与下磁极转盘的转动方向相反；在支撑架上还安装有驱动铸模转盘转动的铸模转盘驱动装置。
2.根据权利要求1所述一种提高铜阳极板质量的浇铸装置，其特征在于：所述上磁极转盘驱动装置包括驱动电机和驱动电机带动旋转的上磁极齿轮，在上磁极转盘的外沿上设有与上磁极齿轮啮合的上磁极齿条体。
3.根据权利要求2所述一种提高铜阳极板质量的浇铸装置，其特征在于：所述从动装置包括安装在驱动电机输出轴一端的下磁极齿轮，以及安装在下磁极齿轮与下磁极转盘之间的中间传动齿轮，中间传动齿轮分别与下磁极齿轮、下磁极转盘啮合，在下磁极转盘的外沿上设有与中间传动齿轮啮合的下磁极齿条体。
4.根据权利要求1所述一种提高铜阳极板质量的浇铸装置，其特征在于：所述铸模转盘驱动装置包括伺服电机和伺服电机带动旋转的铸模转盘齿轮。
5.根据权利要求1所述一种提高铜阳极板质量的浇铸装置，其特征在于：在上磁极转盘上设有安装上磁体用的上磁体安装槽，上磁体安装在上磁体安装槽内。
6.根据权利要求5所述一种提高铜阳极板质量的浇铸装置，其特征在于：在下磁极转盘上安装有与上磁体安装槽配合的下磁体安装槽，在下磁体安装槽内安装有下磁体。
7.根据权利要求1所述一种提高铜阳极板质量的浇铸装置，其特征在于：在铸模转盘上周向开有若干阳极铸模。
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