【摘要】：銅陽極板是電解精煉陰極銅的主要原料,銅陽極板圓盤澆鑄機(jī)是生產(chǎn)銅陽極板的關(guān)鍵工藝設(shè)備之一。合格的銅陽極板不僅要求化學(xué)成份達(dá)標(biāo),而且還要求物理規(guī)格達(dá)標(biāo),即表面光滑、平整,無鼓泡、飛邊、毛刺、粘渣等不良外觀。而影響銅陽極板物理規(guī)格好壞的主要因素就是圓盤澆鑄機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)性,以某冶煉廠設(shè)計(jì)研究制造的M16銅陽極板圓盤澆鑄機(jī)為研究對(duì)象,主要做了以下工作:(1)對(duì)M16銅陽極板圓盤澆鑄機(jī)的工藝過程、工藝系統(tǒng)作深入而細(xì)致的研究。按照澆鑄機(jī)工藝流程,系統(tǒng)的研究了圓盤澆鑄機(jī)系統(tǒng)的工作原理、工作機(jī)構(gòu)。(2)利用Solid Works軟件,建立圓盤澆鑄機(jī)的盤面裝置、驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置、提取機(jī)裝置、陽極板鎖模裝置、頂起裝置及其他工作裝置的虛擬樣機(jī)。然后完成圓盤澆鑄機(jī)總裝虛擬樣機(jī)的建模、裝配,并對(duì)澆鑄機(jī)整機(jī)進(jìn)行干涉檢查分析,驗(yàn)證了澆鑄機(jī)的虛擬樣機(jī)正確與否。(3)根據(jù)冶煉廠銅陽極板的物理規(guī)格要求,結(jié)合銅陽極板澆鑄過程,利用流體平衡理論,計(jì)算滿足陽極板物理規(guī)格要求下澆鑄機(jī)運(yùn)行的最大線加速度,最大角加速度。然后根據(jù)冶煉廠實(shí)際生產(chǎn)需求,計(jì)算M16銅圓盤澆鑄機(jī)運(yùn)行的理論最佳速度模型。為冶煉廠澆鑄作業(yè)提供了生產(chǎn)效率的最佳數(shù)學(xué)模型,減少了生產(chǎn)時(shí)間的浪費(fèi),提高了生產(chǎn)效率。(4)利用Adams軟件對(duì)圓盤澆鑄機(jī)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模仿真,得到了澆鑄機(jī)工作時(shí)的動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)。結(jié)合圓盤澆鑄機(jī)運(yùn)行過程,分析了外槽輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的嚙合過程。通過分析圓盤澆鑄機(jī)的工作角位移、角速度、角加速度,找出了圓盤澆鑄機(jī)運(yùn)行規(guī)律,繼而分析圓盤澆鑄機(jī)運(yùn)行狀態(tài)對(duì)銅陽極板飛邊,毛刺的影響。結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)質(zhì)量,對(duì)比仿真數(shù)據(jù),說明現(xiàn)有澆鑄機(jī)運(yùn)行過程中存在一定的晃動(dòng),影響銅陽極板生產(chǎn)質(zhì)量。(5)對(duì)澆鑄機(jī)的外槽輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)分析,以驅(qū)動(dòng)輪半徑r和槽輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝中心距a為設(shè)計(jì)變量,以澆鑄機(jī)角加速度最大值的最小化為目標(biāo)函數(shù),對(duì)原澆鑄機(jī)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)。求得設(shè)計(jì)變量r和a的最優(yōu)值分別為283mm和5132mm。然后對(duì)優(yōu)化后的澆鑄機(jī)模型進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真,對(duì)比優(yōu)化前后的仿真結(jié)果。優(yōu)化后的圓盤澆鑄機(jī)工作角位移為22.57°更加接近理論位移22.50°。優(yōu)化后的角速度最大值為3.78°/s,比優(yōu)化前降低了11.7%,角加速度方面,優(yōu)化后的澆鑄機(jī)在最大值和平均值上分別降低了86.8%和94.3%。優(yōu)化后的圓盤澆鑄機(jī)不僅更加滿足工作位移要求,而且運(yùn)行的過程更加平穩(wěn),很大程度的改善了澆鑄機(jī)工作時(shí)的動(dòng)力學(xué)特性,使得澆鑄出的銅陽極板板面更加平整,無明顯飛邊,毛刺,降低了不合格率。
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TF351
【圖文】：

圖 1.1 某冶煉廠 M16 銅陽極板圓盤澆鑄機(jī)澆鑄機(jī)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)澆鑄機(jī)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀板圓盤澆鑄機(jī)在剛出現(xiàn)的時(shí)候澆鑄方式為手動(dòng)澆鑄，從粗銅的冶煉到是由工人手動(dòng)操作。銅陽極板生產(chǎn)效率很低，而且對(duì)工人的人數(shù)，操要求較高，澆鑄出的銅陽極板板的質(zhì)量也參差不齊[8]。到了 20 世紀(jì)術(shù)的進(jìn)步，德國、蘇聯(lián)、意大利等國對(duì)圓盤澆鑄機(jī)的設(shè)計(jì)研究開始取也開始了自動(dòng)化的進(jìn)程[9]。1974 年，蘇聯(lián)研究制造的 MHD-6 自動(dòng)化用了自動(dòng)化技術(shù)，生產(chǎn)效率得到了質(zhì)的飛躍。與此同時(shí)，做為機(jī)械強(qiáng)哈茲列特連續(xù)澆鑄機(jī)，由于哈茲列特在效率、質(zhì)量方面的巨大優(yōu)勢(shì)，大型冶煉廠的市場(chǎng)，而且昂貴的造價(jià)只能讓小企業(yè)望而卻步[10,11]。代蘇聯(lián)，日本、芬蘭等國都曾使用過中心齒輪傳動(dòng)[12]，但這種傳動(dòng)方性力大、制動(dòng)時(shí)易晃動(dòng)等缺陷，后來就很少采用，且將舊的也進(jìn)行了

第二章 M16 銅陽極板圓盤澆鑄工藝過程及系統(tǒng)組成第二章 M16 銅陽極板圓盤澆鑄工藝過程及系統(tǒng)組成盤澆鑄系統(tǒng)工藝及系統(tǒng)組成陽極板圓盤澆鑄系統(tǒng)工藝過程火法冶煉[33]為間歇性周期作業(yè)，根據(jù)冶煉中所進(jìn)行的物理、化學(xué)反應(yīng)的法冶煉的工藝過程分為四個(gè)階段：第一階段為加料、熔化期；第二階段第三階段為還原期；第四階段為澆鑄期。本文主要研究的為第四階段，，其主要工藝流程見圖 2.1:

圖 2.2 M16 圓盤澆鑄機(jī)系統(tǒng)極板的澆鑄過程：粗銅的熔煉完成后，陽極爐中的高溫銅液經(jīng)過安裝在然后通過固定流槽流入中間包。當(dāng)中間包內(nèi)銅液重量達(dá)到設(shè)定值時(shí)，中包中傾倒銅液，澆鑄包的定量澆鑄系統(tǒng)對(duì)澆鑄包內(nèi)銅液實(shí)時(shí)計(jì)量稱重，到閥值時(shí)，中間包會(huì)停止傾倒銅液，同時(shí)澆鑄包向圓盤的鑄模內(nèi)澆鑄銅后，澆鑄包返回，此時(shí)澆鑄圓盤開始啟動(dòng)，然后轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)模位，然后澆來的鑄模中澆鑄銅液。包的銅液澆鑄完成后，圓盤啟動(dòng)，鑄模中的銅液經(jīng)過初凝后，將會(huì)隨著極板噴淋冷卻區(qū)，還未徹底冷卻成型的銅陽極板在噴淋冷卻區(qū)將會(huì)被均冷卻。經(jīng)過噴淋冷卻后的陽極板已經(jīng)冷凝成型，然后將會(huì)在鎖模裝置與被頂起一次，用以檢查有無較大缺陷。存在較大缺陷的廢品陽極板將會(huì)陽極料斗，無明顯缺陷的合格陽極板則繼續(xù)隨著圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)入陽極板在自動(dòng)提取機(jī)位置，陽極板將再次被圓盤的頂起裝置頂起，然后自動(dòng)提放入冷卻水槽內(nèi)冷卻至室溫。當(dāng)銅陽極板在冷卻水槽中堆積達(dá)到設(shè)定值被水槽中的輸送鏈輸送到水槽尾部的陽極板提升裝置，提升裝置將銅陽

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