杜先有,范容凡,陳國瑞
(云南云鋁海鑫鋁業(yè)有限公司,云南 昭通 657000)
鋁錠連續(xù)鑄造機是電解鋁廠生產重熔鋁錠的專用設備,配置在鑄造車間的混合爐后,將混合好的鋁液澆鑄成重熔鋁錠成品。該設備為重熔鋁錠連續(xù)鑄造設備。鑄造、冷卻、堆垛、捆扎、打標、計量等生產工序全部在線按序一次自動完成,安全、可靠,自動化程度高。
鋁錠連續(xù)鑄造機(34t/h)是一種通過分配器將鋁液均勻分配在鑄模內,再由環(huán)形鏈接錠裝置轉接到冷卻運輸機上的固定式鑄造設備。鑄造出來的鋁錠由噴淋裝置對鋁錠進行二次水冷卻,冷卻后的鋁錠運輸至整列運輸機進行整列,碼垛機器人將整列后鋁錠在成品輸送機上逐層碼垛;碼垛完成后,成品輸送機將步進至稱重工位完成自動稱重;稱重裝置預留數據上傳標準接口;然后經過自動打包機打捆入庫。
鋁錠半連續(xù)鑄造機組成:1臺水平鑄造機(含鋁錠模、水平船形澆注溜槽、鋁液分配器(直通單流口、鏈輪驅動)和冷卻系統(tǒng)等)、1套印錘式打印裝置、1套自動接錠裝置(即圓盤接錠裝置)、1臺噴淋冷卻運輸機(含冷卻系統(tǒng))、1臺層運輸機、1臺專業(yè)碼垛機器人系統(tǒng)、1臺成品輸送機(含1臺自動鋁錠稱重裝置、2臺自動打包機(井字形打捆、配伺服打包升降旋轉臺,亦可切換只打其中2道,且預留激光自動打標裝置位置)、標簽打印機(帶電腦和相應軟件)、1套氣動系統(tǒng)、1套水冷卻系統(tǒng)、1套PLC控制系統(tǒng),以及安全護欄、檢修平臺、跨機通道組成。
鋁錠連續(xù)鑄造機(34t/h)鑄造機組的設計、制造、原理方面的缺陷對澆鑄過程中模具中的鋁液成型存在一定的影響,如鑄機運動過程中鋁液表面產生波紋。由于運輸系統(tǒng)的不穩(wěn)定導致生產出的鋁錠表面存在較為明顯的“水波紋”,嚴重影響了鋁錠的外觀質量。如何提升鋁錠鑄造機運輸鏈系統(tǒng)的穩(wěn)定性,減少鋁液面表面“水波紋”現象,是目前相關研發(fā)人員亟待解決的關鍵問題之一。
評價鋁錠質量主要從鋁錠的形狀、外觀質量、化學成分3個要素來判斷,鋁錠中化學成分含量直接決定了鋁錠的品級,其外觀質量則是對鋁錠生產過程精細作業(yè)的綜合評價。從澆鑄過程來說一般情況下重熔鋁錠在鑄造過程中常見的缺陷有:氣孔量、夾渣的多少、飛邊毛刺的光滑度、有無裂紋、波紋等。
氣孔形成主要因為澆鑄溫度過高,鋁液中氣體含量多,在鋁錠凝固過程中少量氣泡來不及排除,在鋁錠表面形成氣孔(針孔),內部應力釋放不及時,從而產生熱裂紋。
模具中鋁液最終穩(wěn)定成型有以下幾個方面的原因,一個是未按規(guī)定鋁液除渣劑,二是澆鑄工藝控制不精確。另外飛邊,毛刺,冷裂紋也是影響模具中鋁液最終成型的因素。其次,溫度過高導致鋁錠表面熱裂紋也是影響鋁液最終成型的因素之一。
通過上述分析,模具中鋁液最終穩(wěn)定成型的影響因素主要有以下幾個方面:
一是鋁液除渣劑使用未達標。
二是工藝控制不精確操造成的缺陷。
三是澆鑄溫度控制不當,如澆鑄溫度與實際工藝要求溫度不匹配,過高或過低都會使鋁液不穩(wěn)定成型,澆鑄溫度一般在680℃-720℃,高于鋁液凝固溫度30℃-50℃。
四是鑄造機鏈條運行的平穩(wěn)性。
輸送鏈平穩(wěn)運行是影響鋁液穩(wěn)定成型的另一個原因。鑄模輸送鏈運行過程中的速度不均、抖動、不同步直接反應在模具的運動狀態(tài)上。所以保證鑄模輸送鏈的穩(wěn)定運行實際上是解決“鋁液面有水波紋”最有效的方法。
模具鏈條維護是最主要的手段之一。其關鍵是檢查其兩鏈條張緊度是否一致,各套筒滾子是否靈活,間隙是否合適,鏈板之間滑動是否無卡滯現象,要將其上因飛濺的鋁液渣清除,并按規(guī)定潤滑。平時維護時主要檢查其滾輪滾動靈活性、是否軸向有竄動、潤滑油是否有溢出現象等等。
改進方案一:改進鑄模軸與滾輪配合處軸的結構,改善潤滑條件
改進方案二:使?jié)L輪在導軌上的運動狀態(tài)盡量平穩(wěn),保證滾輪與導軌面的接觸情況和摩擦力情況相同,滾輪內表面與套筒不得出現滑動現象。
具體措施和建議:
一是保證導軌上表面平整,潤滑度一致且均勻,導軌表面不得有凹坑和凸起點。
二是使套簡和滾輪的潤滑條件在控制范圍內,讓套筒相對滾輪內表面地正常轉動。
通過上述分析,影響鋁錠連續(xù)鑄造機(34t/h)模具中鋁液成型的因素如下:
一是藝控制不當。
①鋁液除渣劑使用未達標。
②工藝控制不精確操造成的缺陷。
③澆鑄溫度控制不當,如澆鑄溫度與實際工藝要求溫度不匹配,過高或過低都會使鋁液不穩(wěn)定成型,澆鑄溫度一般在680℃-720℃,高于鋁液凝固溫度30℃-50℃。
④鑄造機鏈條運行的平穩(wěn)性。
二是鑄機模具輸送鏈運行的不穩(wěn)定性。
①鑄模軸與滾輪配合處軸的結構及潤滑條件。
②鑄模鏈條滾輪與導軌之間的摩擦力。
③鑄模鏈條導軌上表面平整度,即導軌上表面的平面度誤差。
④鑄造機電機減速機機的轉矩波動和電機振動帶來的不穩(wěn)定性。
⑤鑄模鏈條老化導致軌道上各點摩擦力不均勻影響輸送鏈的穩(wěn)定性。
影響鋁錠連續(xù)鑄造機(34t/h)模具中鋁液成型的因素呈多樣性且隨著時間推移而加重,分析的影響鋁錠連續(xù)鑄造機(34t/h)模具中鋁液成型的因素從多方面分析判斷,找到問題的要點再對癥處理。