摘 要：在濕法鋅冶煉行業(yè)中，鉛銀合金的大型（3.2m2）陽極板如何有效處理陽極泥，是提高能耗及析出鋅指標(biāo)的關(guān)鍵。本文主要提出了一種高效的陽極板自動刷板機，成功的解決了大極板陽極泥、鈣鎂結(jié)晶難以處理的問題。

關(guān)鍵詞：大極板；刷板；陽極泥

中圖分類號：F426 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）29-0282-02

引 言

濕法鋅冶煉自20世紀(jì)初投入生產(chǎn)以來，其技術(shù)不斷發(fā)展改進，在鋅電積工序當(dāng)中，陰陽極板的管理成為能耗控制和析出鋅指標(biāo)提高的關(guān)鍵，尤其3.2m2鉛銀合金陽極板的處理，是鋅電積過程中的重點和難點。目前國內(nèi)采用3.2m2大陽極板的濕法鋅冶煉企業(yè)因陽極泥、鈣鎂結(jié)晶難以處理導(dǎo)致的電積過程中燒板鋅片析出質(zhì)量不佳、鋅錠鉛超標(biāo)品級率低、陽極板消耗快以及直流單耗居高不下成為該行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)上的突出問題，陽極板自動刷板機的應(yīng)用，成功解決了大極板陽極泥、鈣鎂結(jié)晶難以處理的問題。

1 設(shè)備系統(tǒng)組成

陽極板自動刷板機是由PLC控制的成套設(shè)備，該裝置主要有成套PLC控制柜、變頻器、帶減速器電機、滑輪組、牽引鋼絲繩、陽極吊架、刷鏈軸及刷鏈、刷鏈電機、接近開關(guān)和行程開關(guān)組成。

1.1 驅(qū)動裝置

（1）提升驅(qū)動裝置：JM2慢速卷揚機

提升驅(qū)動選型：3.2m2鉛銀陽極板重量約為220kg，刷板機吊架及豎直方向牽引鋼絲繩重量小于50kg，加上刷板時所受垂直方向離心力作用，豎直方向所受最大拉力不超過5kN；提升速度宜在7～10m/min比較合適，考慮提升時額外受力及安全可靠性選用JM2型慢速卷揚機。

（2）刷鏈驅(qū)動裝置：四級電動機驅(qū)動

因刷鏈需較高的轉(zhuǎn)速驅(qū)動才能有較好的板面清理效果，因此刷軸可直接用聯(lián)軸器與四級電機（電機轉(zhuǎn)速1400r/min）聯(lián)接，電機按轉(zhuǎn)速方向豎直向下接線。

1.2 牽引裝置：采用滑輪組牽引鋼絲繩

測量吊架鉛垂面中心線，找出最上方吊架水平方向零受力中心點。制作兩個定滑輪，一個依照吊架水平方向（南北向）零受力中心點為基準(zhǔn)焊接在設(shè)備頂部，作為鋼絲繩由水平方向牽引吊架升降的支撐點，一個等高度安裝在特制支架頂部，作為鋼絲繩由驅(qū)動卷筒向頂部的支撐點制作800mm高鋼結(jié)構(gòu)平臺，平臺由地腳螺栓固定，將制動卷揚機固定在800mm高平臺，鋼絲繩經(jīng)過兩組定滑輪牽引提升架，從而解決吊架在提升過程中水平方向受力造成設(shè)備運行異常的問題。

1.3 提升裝置：鋼制提升吊架，采用055～70.2Z復(fù)合軸承

（三向軸承）與80#槽鋼配合作為吊架升降的從動約束裝置因刷板時隨著結(jié)晶和陽極泥的厚度不同提高水平方面約束力、減小豎直方向摩擦力。

1.4 刷板裝置

該裝置采用不銹鋼鏈作為刷板機構(gòu)，刷鏈固定在特制支架并裝配在刷軸，支架與軸由鍵固定，在電機驅(qū)動下不銹鋼鏈做離心運動以達到除去陽極泥的效果。

1.5 控制裝置

（1）吊架升降及刷子啟停采用三個倍加福接近開關(guān)，分別設(shè)置下限位、中間限位、上限位。

下限位：24VDC，接常開點，作為提升電機反轉(zhuǎn)停止（吊架向下）繼電器的輸入點，作為陽極小車前進后退功率繼電器的輸入點；當(dāng)下限位激活，吊架停止下降，延時3s，陽極小車向前移動，當(dāng)下限位沒有激活陽極小車無法啟動。

中間限位：24VDC，接常開點，設(shè)置在吊架提起陽極板至可刷板合理位置，作為刷子驅(qū)動電機啟停的輸入點；當(dāng)?shù)跫芴嵘?，陽極板上沿至刷子位置中間限位激活，刷鏈驅(qū)動電機開始運行，進行陽極板刷板。

上限位：24VDC，接常閉點，作為電機正轉(zhuǎn)停止的輸入點和吊架反轉(zhuǎn)啟動的輸入點，即吊架提升至最高位開始向下運行；作為刷鏈驅(qū)動電機停止的輸入點。

（2）陽極小車與陽極刷板機聯(lián)鎖運行采用兩個行程開關(guān)進行控制。

2 主要結(jié)構(gòu)特點及優(yōu)勢

（1）采用定滑輪組，避免卷揚機鋼絲繩收放過程中在卷筒軸向位移帶來的諸多隱患，如鋼絲繩脫歪斜、吊架脫軌，吊架摩擦力過大電機過載卷揚機的結(jié)構(gòu)缺陷：電機帶動展開式減速器，減速機連接卷筒（卷筒為光滑圓柱體式），提升架鋼絲繩由卷筒牽引，由于整個提升裝置安裝于刷板機正上方，在提升過程中鋼絲繩在卷筒纏繞會與提升架中心面形成夾角，吊架落至最低位時與鉛垂面形成5°左右夾角，最高位時有15°左右夾角，導(dǎo)致提升架在升降過程中水平方向受力，造成軌道磨損嚴(yán)重，提升架容易脫軌，安裝定滑輪組很好解決了上述問題。

（2）采用三向軸承作為吊架在軌道內(nèi)受力及運動的約束裝置，完美解決了陽極板吊起時左右重量不一導(dǎo)致的吊架不水平問題，也增大了吊架在軌道三個接觸面上承受的應(yīng)力，在水平方向受較大力時依然可以保持垂直方向上的運行，大大降低了摩擦力帶來的影響。

（3）極板運動的平穩(wěn)性，如果提升速度太快，會使刷出來的板局部未刷完全，那樣對鋅冶煉中電積鋅會有影響，提升太快，力量較大，會對極板造成損壞。

（4）刷輪材質(zhì)的好壞，刷輪材質(zhì)即要耐腐蝕有不能太硬，但也不能太軟，太硬容易劃傷極板，造成極板消耗大，太軟會使極板上的雜物不能刷干凈。

3 結(jié)束語

在陽極板自動刷板機實際投入生產(chǎn)以后，使得陽極板上的的陽極泥及鈣鎂合金的結(jié)晶得到有效處理，降低了陽極板消耗率以及直流電耗，下一步將優(yōu)化該設(shè)備的自動化控制系統(tǒng)，做到與車間設(shè)備的整體聯(lián)動控制。

參考文獻

[1]鞏云鵬，田萬祿，等主編.機械設(shè)計課程設(shè)計.沈陽：東北大學(xué)出版社，2000.

[2]孫志禮，冷興聚，魏嚴(yán)剛，等主編.機械設(shè)計.沈陽：東北大學(xué)出版社，2000.

[3]劉鴻文，主編.材料力學(xué).北京：高等教育出版社，1991.

[4]哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研組編.理論力學(xué).北京：高等教育出版社，1997.

收稿日期：2018-9-5

作者簡介：牛永德（1990-），大學(xué)本科，從事機電專業(yè)工作。