报告人/赵怀善1;胡亮毅2;王世明3
洛阳豫港龙泉铝业有限公司，河南 洛阳 471000
摘要：针对洛阳豫港龙泉铝业有限公司所使用的，由沈阳市汇丰机械厂生产的kh-L2*22T/I型 25kg铝锭连续铸造生产线 ,对其主机--铸造机堆垛机翻转机构、传动系统、控制系统等进行了分析。找到了影响铸造机平稳性的主要因素及其解决方法 ,为进一步提高铸造机的运行平稳性提供了理论依据。
关键词：铝锭铸造机;技术性能分析;铸造生产线;堆垛机翻转机构;运行平稳性
1.引言
近两年来,我国铝加工不断扩大生产规模,对上游产品铸锭的需求日益增多。为此,我们在对原有kh-L2*22T/I型铝锭铸造机的理解及使用过程存在问题进行技术性能分析。本文主要介绍kh-l2*22T/I型 25kg铝锭连续铸造生产线机架结构、传动系统、控制系统等，找到了影响铸造机平稳性的主要因素及其解决方法 ,为进一步提高铸造机的运行平稳性提供了理论依据。
2.铝锭生产流程
铝电解槽生产入地铝液,用真空抬包吸入后倒入到混合炉中,经过配比、搅拌、静置和除渣后,混合好的铝液(720-760℃)均匀浇铸到铝锭模中,经自然冷却成型，脱模后被放在冷却运输机的水槽中进行强制冷却，冷却低于60℃后从水槽出来自然干燥，然后使用堆垛机堆垛，最后捆扎后由叉车送至仓库。电解铝厂的生产流程见图1。
3.设备的组成及主要技术参数
kh-L2*22T/I型 25kg铝锭连续铸造机组是集机、电、光、液、气于一体的专门用于普通重熔用铝锭连续铸造的自动化生产线，该机组主要由铸造机、冷却运输机、堆垛机、成品运输机、打包机及打印机和铝液分配器以及气动系统、水冷却系统和电控系统组成。该铸造机组为固定式设备，从混合炉中流出的铝液经出铝溜槽和浇铸溜槽流入分配器，从而使铝水均匀地注入安装在水平链式铸造机的铸模内，对铸模的底部进行水浴冷却，直到使受到间接冷却的铝锭内部达到充分冷却而凝固后，再移到冷却运输机上进行二次直接水冷却，然后把25kg(正负1.5kg)重的成品锭按规定的排列形状自动地堆成垛，在成品运输机上用气动打捆机进行打捆.然后入库。
3.1 出铝溜槽
出铝溜槽是为了将从混合炉流出的铝液引向铸造机而设置的，混合炉的出口处设有铝液流量的自动控制装置，为了使铝液在溜槽中能顺利流动，将溜槽做有一定的斜度。为了控制铝液流量，在出铝溜槽出口和船形浇注溜槽间做有流量自动调节器，它是一个浮子杠杆装置，其原理是利用杠杆原理和浮力原理，通过对流量的检测，自动控制出铝溜槽出口的大小，从而使铝液流量稳定、均匀。
3.2 船形浇铸溜槽和迥转分配器
船形浇铸溜槽安装在铸造机的机架上，正常工作情况下，铝液流向分配器，紧急情况下，可在气缸的作用下进行倾翻，使铝液改向，流入铸机侧面的金属容器内，金属容器的容量应大于出铝流槽中全部铝水的体积，(金属容器所需数量由工艺人员决定)，天平控制流量大小有人员手动进行操作，有迥转分配器是一个圆形的金属结构件，通过中心部位设有的轴孔，将其架设在铸造机之上，在铸模的带动下作迥转运动，迥转分配器可使铝液连续不断，均匀而又平稳地流入铸模。
3.3 铸造机
这是一个水平鳞板运输机式的铸造机，来自出铝流槽的铝水经船形浇注溜槽和分配器连续不断地注入25kg铝锭铸造机的铸模内，并使之冷却，凝固而成型，铸模的底部浸在水里，以达到对铝锭进行间接冷却的目的，铸造机的组成大致可分为铸模、运输、冷却、打印、脱模、驱动装置等几个部分。铸模被安装在运输机链条的附件上，是一个接受铝液并使其冷却凝固的容器，它为铸造25kg铝锭所专用，其上面可根据客户的要求，设计出客户的标志;运输机部分这是能使链条及安装在链条附件上的铸模作平移运动的装置，运动速度可调，根据铸造机产能的大小，操作者可以由改变操作盘上的旋钮位置来调整电动机的转速，从而获得在规定范围内的任意铸造速度，传动装置包括调速电动机、减速器和传动链条;冷却部分在铸造运输机机架的内部安装有水槽，铸模的底部浸泡在水面下做平移运动，从而实现了对铝锭的间接冷却，经过澄清的冷却水，自厂房外面的冷水池用管道送至铸造机旁，然后又分四处从水槽的底部进入水槽内，对铸模进行冷却，热水经溢流堰流出并汇集于溢流口进入下水道，回至铸造循环水凉水池;自动打印机部分自动打印机安装在铸造机的机架上，可以把产品的批号和生产日期的数码打印在铝锭的端头，一次可打出7个数码，打印机由打印头，转臂和气缸三部分组成，浇铸铝锭时，每过一个铝锭，打印一次;脱模装置其装置安装在铸造机的头部，由气缸驱动抬起或下落脱模装置的锤击臂，从而带动锤头锤击铝模背后，使铝锭离型，脱锭效果好坏与锤击的力量，锭块在模内的结晶状态和冷却程度有关，每过一个铝模锤击一次。
3.4 冷却输送机
从铸造机头部落下来的铝锭，通过接收装置被放到冷却运输机的链条上，然后被拖进水槽，进行直接水冷后再送到堆垛机上进行堆垛。
3.5 堆垛机
堆垛机是一个将从冷却运输机送来的铝锭按照事先设计好的程序进行堆垛的自动化装置，它可分为牵引、翻转、整列和堆垛等部分。每垛每层5块层数9层，每垛重量1100kg正负5kg。
3.6 成品运输机
成品运输机将一排整齐的铝锭用夹具将其从整列运输机上移放到堆垛运输机上来，按照规定的程序进行堆垛，堆垛运输机实际上是一个链条式的平板运输机，在运输机上每隔一定距离设置一组凸出板面的台，这一凸台既便于夹具的张开，又便于打捆时穿钢带和叉车叉板的插入，整个运输机上共设有12个台，在运输机的板面上总会保持有6个台，可以同时停放6垛铝锭，运输机由摆线减速机作间歇移动。
3.7 半自动气动打捆机
气动打捆机安装在堆垛运输机的上方，可沿其工字形轨道移动，能在堆垛运输机的全长范围内工作，但通常情况下是在第二、三、四垛处进行打捆作业，第一垛正在堆入，而第五、六垛已捆好待运，每垛铝锭共9层45块，沿纵向捆二道，横向捆二道，气动打捆机由一人工直接操作，钢带进行拉紧，锁扣和切断是由打捆机来完成，当压缩空气为0.6MPa时，将对钢带产生1000N的拉力，铝带断面尺寸为:宽×厚=32×0.9mm 气动打捆机用钢丝绳吊装在弹簧式的平衡器下面。
4.堆垛机翻转机构的操作说明
堆垛机翻转机构有引锭钩及气缸、托架及气缸、两台顶紧器及气缸、两台翻转器及气缸等组成，在生产过程中易卡锭、人员处理卡锭时易发生绞伤、且维修成本高，投入人工多，影响正常生产。
堆垛机翻转机构技改前照片
自主创新后翻转机构照片
5.运行问题分析及改进
改进前，操作工人工作量大，设备实际产能仅为设计能力1/3。改进后，操作工人由3人减为1人，改造所需资金投入仅为700元，经济效益十分显著。堆垛机翻转经我们研究对翻转机构进行自主创新，车间立即成立技术骨干专项公关小组，经过多次试验和论证，安装一支气缸利用自动行走的惯性，设计成人手臂式倒钩;使铝锭达到180度翻转利用整列机自转;可将铝锭翻转操作简单化，维护维护更加方便简捷，此次改进是原有铝锭产量并结合现有设备进行，对电解铝厂设备改造有借鉴意义。
6.结语
通过kh-l2*22T/I型 25kg铝锭连续铸造生产线，堆垛机翻转机构机在生产应用中的分析、总结，找到了影响铸造机平稳性的主要因素及其解决方法 ,为进一步提高铸造机的运行平稳性提供了理论依据，并制定出相应的检修工艺。进行一步修改了《铸造车间运行规程》和《铸造车间检修规程》，使工作具有可操作性，从而在经济效益方面，由于生产能力的提高(多产出5T—AL/H)，节约了大量的人力、物力，为公司创造出不可估量的经济效益。
参考文献
[1] 《铸工实用技术手册》作者杜西灵，杜磊机械工业出版社 2012年2月
[2] 《铸造车间运行、检修规程》洛阳豫港龙泉铝业有限公司，企业标准 2020年12月
[3] 《大型预焙电解槽生产实践》李清主编，中南大学出版社 2005年8月
[4] 《大型预焙槽炼铝生产工艺与操作实践》作者田应甫，机械工业出版社 2004年12月
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作者：赵怀善
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特邀编辑：魏青
