一种用于铅合金铸锭线的无回流自动浇注装置的设计

Vol. 29 ,Suppl 1
June 2020
第29卷增刊1
中国矿业
2020 年 6 月
CHINA MINING MAGAZINE
一种用于铅合金铸锭线的无回流自动
浇注装置的设计
周朴S 付薛洁2姜勇3
(1.株洲火炬工业炉有限责任公司，湖南株洲412005；
2.烟台南山学院工学院，山东烟台265713；
3.矿冶科技集团有限公司，北京100160)
摘 要：本文就一种用于铅合金铸锭线的无回流自动浇注装置进行了详细阐述。

此装置通过变频电机及
驱动装置的控制，能实现和铸锭机同步运动；通过液位检测装置与铅泵的连锁控制实现铅液不回流，从而
实现跟随铸锭机的无回流自动浇注，代替人工浇注％
关键词：铅合金；直线铸锭机；变频电机；液位检测装置
中图分类号：TF748. 4
文献标识码：A 文章编号：1004-4051(2020)S1-0201-04
Designofanon-reflowautomaticpouringmechanismfor
aplumbumaloyigotcastingline
ZHOU Pu 1 , FU Xuejie 2 , JIANG Yong 3
(1.
Zhuzhou Torch Industrial Furnace Co. , Ltd. , Zhuzhou 412005, China ；
2. Engineering College, Yantai Nanshan University, Yantai 265713 , China ；
3 BGRIMM TechnologyGroup !Beijing100160!China )
Abstract : This article describes a non-reflow automatic pouring mechanism for a plumbum alloy igot casting lineindetailthisdevicecanrealizesynchronousmovementwiththea l oyigotcastinglinethroughcontrolof
thevariablefrequency motorandtheactuatingdeviceitalsocancarryoutleadliquidnotreflowingbyliquid leveldetectiondeviceandcoordinatedcontrolofleadpumps !soit wi l makeautomaticpouring withnon-
reflowigotcasting mechanismtoreplacemanualpouring
Keywords : plumbum alloy ； linear ignot casting machine ； variable frequency motor ； liquid level detection
device
铅合金具有极好的铸造性、抗腐蚀性等特点，被 广泛运用于蓄电池制造、机械制造、船舶制造等行 业，市场前景广阔，市场需求较大&T 。

目前，国内冶 炼厂的铅合金浇注主要采取人工浇注，浇注效率低
(7s/块)。

随着人工成本持续上涨，且浇注操作一
般处于高温及有害粉尘的环境，还面临着被铅液灼 伤的危险，这使人工浇注方式大大制约了企业的产
能及效益，所以用自动机械浇注方式替代人工浇注收稿日期：2020-03-20 责任编辑：宋菲
引用格式：周朴，付薛洁，姜一种用于铅合金铸锭线的无回流自 动浇注装置的设计[J].中国矿业，2020,29 (Sl) 201-204. di 10. 12075/j issn 1004-4051 2020 S1 120
方式是目前铅合金冶炼行业亟待解决的问题卩5 % 本文研究的无回流自动浇注装置能完全替代人工浇
注，本装置全部采用自动化控制，能实现连续浇注生 产以及防止铅液的回流造成合金产品不合格，极大
地节约了生产成本，提升了生产效率和产品合格率％ 1无回流自动浇注装置
无回流自动浇注装置主要由回转驱动装置、铅
液保温箱装置、浇注塞杆装置、定量浇注杯装置、液 位检测装置组成%总体布局如图1所示％
工作流程如下：浇注实现过程:铅泵将铅液打入
铅液保温箱+铸锭机滚轮拨动行程开关+变频电机 启动+铅液保温箱装置转动+浇注塞杆提升+铅液
通过定量浇注杯装置进入铸锭机模具+旋转到极限
202
中国矿业
第29卷
位+变频电机反转+铅液保温箱装置返回原位+铸 锭机滚轮拨动行程开关+……
无回流实现过程：铅泵开机将铅液打入铅液保 温箱+铅 箱 上升+ 装置浮起到上极限位置+铅 + 下降+ 装置下降到下极限位置+铅泵开机将铅液打入铅：温
箱......
通过铸锭机滚轮依次拨动行程开关，实现自动
浇注。

通过 装置与铅泵的连锁控制，实现铅液的无回流。

1.1回转驱动装置
回转驱动装置由底板、回转驱动、驱动电机、支 撑座、连接螺栓组成，如图2所示。

底板由Q235B
钢板加工而成，整体呈圆形，内部有通孔便于安装连 接
，主要 定 。

回转驱动为 ，型号
为SE17102。

驱动电机为 ，选用变频电机，
根据实际需要 度。

支撑座由Q235B 钢板加工焊接而成，上钢板、下钢板都有通孔，便于安装
接
，主要
撑连接上部的铅
箱，
箱能跟着驱动装置转动。

1
丄
fz
a 铅液保温箱
回转驱动装置
浇注塞杆
液位检测装置
铸锭机模具定量浇注杯\\
图1无回流自动浇注装置总图
Fig. 1 General drawing of automatic pouring device
without backflow
支撑座底板
回转转盘
驱动电机
连接螺栓
图2回转驱动装置
Fig. 2 Rotary drive
1.2铅液保温箱装置
铅 箱装置由 Q235B 钢 焊接 成!
3
，由 、箱体 层中的 棉组成，主要
个铅液的 ，且起到
，不让铅液
过快凝固。

13 浇 装置
浇
装置主要由塞杆、调节装置、气缸组
成，如图4 。

浇 装置的主要 通过
气缸的
，控制 对 箱底部的漏铅孔进行
开，使铅液按节奏
箱流出，进行浇
%其中，气缸为
， 选。

装
置由45.钢 工而成，调节装置上 纹，便于调节
浇 装置的长度，通过长度的
，保证
能
住漏铅孔。

盖板
保温棉
图3 回转驱 装
Fig. 3 Rotary drive
气缸
调节装置 塞杆
图4浇注塞杆装置
Fig. 4 Pouring plug rod device
1.4定量浇注杯装置
定量浇注杯装置主要由气缸、连杆、浇注杯组
成，如图5 %定量浇注杯装置的主要 通
过气缸的 ，控制 的摆动，再控制浇注杯的抬
头与低头，让 铅 缓 铸锭 具中％其
中，气缸为
， 选％
浇注杯由
Q235B 钢 工焊接 成%
1 5
装置
装置 要由浮动 、
、定
成，
6 % 装置的 要
测铅 的高度，通过 高度的 控制铅泵
的启停，
箱内铅液液面高度始终 在一个稳定区段，既能不影响浇注，又不使铅液回流％其
中，浮动块要
铅液，所以用不锈钢制
成，底
部为不锈钢圆球，能在铅液里面浮动％ 定
由 Q235B 钢 工焊接 成%
2理论计算
2. 1驱动电机功率计算
功率公式计 转动浇注装置所需功率
，
增刊1周朴，等：一种用于铅合金铸锭线的无回流自动浇注装置的设计203
图5定量浇注杯装置
Fig.5Quantitative pouring cup device
图6液位检测装置
Fig.6Liquid level detection device
见式（1）。

P=FV（1）式中！为所需功率;：为载荷重量;V为转动线速度。

浇注装置移动速度要与铸锭机同步，一般直线铸锭机运行速度为25mm/s#10万t/a）,要求一箱铅液为3000kg,箱体总重500kg%入数据得P=0.7kW。

一般计算功率需要乘以一个系数虹可取1.2〜2倍）所得的功率为使用功率，取1.3,所得使用功率需大于0.91kW，所以驱动电机选用1.1kW变频电机。

2. 2铅箱保温层厚度计算
由于铅箱需要对铅行保温，避免铅液降温过快对浇注造成影响，所以要对铅I 箱进行，铅果的好坏主要决定
的厚度，所以需要通过计算得i 的层厚度。

热公式估层厚度，见式（2）。

Q&⑵
式中:Q为损失热量；4为保温箱铅液初始温度4为箱外度；S为层厚度；0为保盜
热系数;F为箱。

般铅体度为550C，箱外壁温度要求为不超过100C，一般选用硅酸铝棉，导热系数为0.15,假设厚度为40mm,钢板忽略不计，计箱为1.4m2。

入数据得Q=2368J%
再根据验证公式进行验证，见式（3）
4=—1741（3）
aA
式中：为箱内铅液温度；Q为损失热量；a为导热系数A为保温面积41为保温箱外壁温度。

代入数据验算得到4=590C，验度与铅度550C接近，所以说明选用40mm厚的硅酸铝棉可以达到保果，且使铅箱外度不超过100C。

3现场应用
过理论设计与制作，无回流自动浇注装置很快组装完［，在某铅厂房内进行了安装试用（图7）。

图7现场安装图
Fig.7Siteinsta:ation
安装调试完成后，进行了铅合金锭的实际浇注（图8）,经过实际验证，此装置可以进行的自动浇注，且可以通过与铅泵的连锁控制，避免铅液的回，减少渣量。

浇得的锭好,无飞边毛刺，锭重基本,求。

4结语
无回流自动浇注装置是根据某铅合金厂实际需求而自主开发设计的全自动浇注设备，设计制
2
204中国矿业第29卷
图8浇注铅合金锭
Fig.8Casting lead alloy ingot
成后，在实际生产中验证了设计合理性，该设备目前已经在某铅厂投入，据现场人员反馈,该装置的投入使用，极大地提高了率和:率，降低了成本,产生了很大的。

I
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(上接第168页)
规范》等法规要求，是保证尾矿库安全运行的基础。

同时,的为尾矿库的安4
供了更多改和思路，只靠先进的科不断改进提升现有系统和装备、研先进的风和评估，才能实现的高效和实效，真正做到尾矿库永久，确保尾矿库周边地区和居民的。

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