阳极铜定量浇铸的研究与应用

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1、阳极铜定量浇铸的研究与应用周长勇郭传福（葫芦岛有色金属集团有限公司辽宁葫芦岛125003）摘要：研制、开发的国产化自动定量浇铸技术，经过生产实践证明，工艺合理，技术先进，系统运行稳定，为国内中小企业实现阳极铜浇铸提供了一个工程应用的实例。关键词：阳极板，定量浇铸、减重法前言国内阳极铜浇铸常由工人凭经验进行控制，劳动强度大，环境恶劣，产出的阳极板薄厚不均，飞边毛刺多，废品率很高，对电解精炼有较大的负面影响，同时影响阳极板加工费用。近年来，国际上较多采用定量浇铸技术，即可避免大量体力劳动，又可获高品质的阳极

2、板。我国的贵溪冶炼厂和金龙公司亦引进了该项技术，效果极佳。但此项技术与该厂的现状不符，同时价格昂贵，无法引进。为进一步提高阳极质量，降低废品率，研制和开发适合我国粗铜火法精练现状的定量浇铸有着十分重要的意义。1、自动定量浇铸技术方案的确定。引进定量的浇铸称重系统由机械电子称、放大器、数模转换器组成。其称重是利用机械杠杆原理，用配重铁将装置重量平衡掉，传感器承重按1∶8比例与被称实物重量相当。此方案工艺合理，技术先进，但其结构复杂，尤其机械加工件精度高，杠杆材质要求严格。故方案虽好却难于实现。为此，将其机

3、械装置取消，直接将传感器置于浇铸包底座，称其重量，并采用特殊方法进行处理，以满足工艺要求。该厂阳极板重量要求控制在180—190kg，而装置净重约2.5t浇铸时总量约2.8t因称重铜液的变化量较小，精度要求高（1kg）,而一般传感器最佳称重为量程的30%—70%，故选用量程5t精度为0.03‰的进口原装传感器为主要检测元件，其称重仪表精度达到二十五万分之一，即系统静态时理论精度为0.025kg。为解决浇铸包升降，其重心不断变化造成误差，利用动平衡器，对传感器信号分时采样，累计求平均值的数值处理技术，使称

4、重精度提高了一个百分点。为避免称重信号受干扰，将传感器称重信号变为电信号再经放大送控制室转换成数字信号而输入微机。定量浇铸板重量的95%—98%取决于浇铸曲线的稳定性，2%—5%取决于收包后余流量的相对稳定性。因此必须规范浇铸包、中间包的规格。而液压系统的油压、油温、油质及伺服阀零位漂移等稳定与否，直接关系到浇铸曲线是否稳定。为确保浇铸曲线的相对稳定，一方面在伺服阀供电回路串联一电位器，以免在更换阀时因其线圈的内阻差异，调整浇铸曲线电位器组；另一方面取消浇铸包复位后零电流控制，避免零电流时自动起包，造成

5、生产事故。2、自动定量浇铸过程及原理2.1过程自动定量浇铸装置主要由中间包、浇铸包、称重系统、液压系统、微机控制系统、圆盘铸锭机、取排板机等组成。整个过程可手动，自动进行。自动定量浇铸的关键是浇铸包、液压系统及微机控制系统。浇铸时铜液自炉体出口连续地注入溜槽，经中间包，再通过浇铸包，支架底座称，定期、定量、间断地控制中间包注入浇铸包铜液量。当达到设定值时，中间包复位，停止倾注，此时浇铸总重量被记录。若圆盘铸锭机处于待铸位，浇铸包便开始倾动浇铸。浇铸速度由慢逐渐变快，再由快逐渐变慢，在达到板重设定值时浇铸

6、包复位，结束浇铸。复位后，其总重量又被记录，两次重量之差值为阳极板重量。后经圆盘铸锭机顶板、取板排板，叉车或吊车外运。其流程见图1。排板机阳极板出炉铜液捞板机微机固定溜槽取板机液压站中间包冷却铸锭机浇铸包工艺流程控制流程图1自动定量浇铸流程2.2、原理定量浇铸是利用浇铸包增重法控制包内净液量，利用减重法控制单板重量。定量浇铸可分为恒流量和变流量两种，前者因喷溅原因一般不采用，后者因其很好地满足工艺要求而被采用。中间包往浇铸包倾注铜液，浇铸量由微机控制，达到设定值时，停止注液。同时检索铸锭机是否到位，若到

7、位，则给伺服阀供电，开始浇铸。伺服阀得到不同电流，其阀芯处于不同位置，并给予相应开闭度，浇铸包倾动速度以控制伺服阀的电流大小进行调节。电流愈大，倾动速度愈快，反之则愈慢。电流为零保持原状。若供反向电流，浇铸包复位，反向电流愈大，复位速度愈快，反之则慢。浇铸全过程一般分10个阶段，由相应程序进行控制。其中3个是浇铸包处于等待的联动控制程序（即中间包倾动、复位浇铸机运行状态位），后7个是浇铸速度控制程序，即以电位器组分档切换，供伺服阀不同电流来控制铜液浇铸速度。档位切换按各浇铸段设定浇铸量与实际值进行比较来

8、实现，若实际值与设定值相同，则换下一档位，最终完成整个浇铸过程。浇铸状态曲线见图2。S0S1S2S3S4S5S6S7S0+I0-G10G203、定量浇铸方式3.1、手动定量浇铸。实现手动定量浇铸目的有：一、验证称重装置的可行性和可靠性；二、弄清手动浇铸板重状况，减少板重识差，，提高合格率；三、搞清影响板重合格率的因素，采取措施及时解决。浇铸包、中间包均用手操控制，不受接近开关信号制约，浇铸包由电位器控制手操起包，当铜液减至微机设定值时，自动