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昆明理工大学毕业设计（论文）课题报告题目：铜阳极浇铸顶板收集装置设计学院：机电工程学院专业：机械工程及自动化学生姓名：姚磊指导教师：周陶勇日期：2010年11月13日1关于铜阳极浇铸顶板收集装置设计的调研报告1选题背景在大学毕业临近之际，我参加了学院的提前一年毕业设计任务，我报选了周老师作为我的毕业指导教师。在确定指导教师后，我选择了铜阳极浇铸顶板收集装置设计这一毕业设计课题。毕业设计（论文）的目的和意义：毕业设计（论文）的教学过程是实现本科生培养目标的重要阶段，是使学生比较全面、系统地掌握和深化本专业的相关理论知识和实践经验的重要途径，是培养学生理论联系实际、综合运用所学理论知识进行工程实践的重要环节。通过本次毕业设计（论文）的教学过程，主要达到：(1)培养学生综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能，进行分析和解决实际工程问题的能力。(2)培养学生实事求是、认真负责的工作态度，相互配合、团结协作的团队意识，积极探索、开拓进取的创新精神。(3)培养学生学会学习、学会思考、学会实践、学会交流，为今后继续学习深造和工作生活做好必要的准备。因此，提前一年做毕业设计可以让我学到更多的东西。关于铜阳极浇铸系统的设计，导师将其分为了三个部分：(1)铜阳极浇铸圆盘驱动装置的设计(2)铜阳极浇铸去取板装置设计(3)铜阳极浇铸顶板收集装置设计。三个部分别由三个同学分别做，三个同学共同数据完成好自己的任务，协同完成铜阳极浇铸系统的设计任务。在确定好三个设计方向后，我选择了铜阳极浇铸顶板收集装置设计这一方向，确定研究方向后，开始准备、查阅、整理资料，以及同其他两个同学协同做好设计准备。2研究分析铜阳极浇铸系统在现在工业中应用很广泛，目前市场上主要有人工控制的圆盘浇铸机、奥托昆普的圆盘浇铸机和哈兹列特连续带式直线浇铸机三种浇铸机。通过学校图书馆、网络上进行搜索查阅资料，了解和认识各类圆盘浇铸系统的及其收集装置。2.1部分浇铸机的现状分析圆盘浇铸机在铜冶炼工艺中的主要作用，是将阳极炉熔融铜浇铸成重量规格2一致的阳极板，然后送电解车间电解。圆盘铸型机是电解精炼的关键设备之一，在有色金属冶炼厂的铜、铅系统中有着广泛的应用。它是一台能同时完成浇铸成型、平板、排板等功能的联合机组。铜液由熔铅锅内扬出到浇注、冷却、脱模、取板、平板直至阳极板等距离排板，全部动作自动化，取代了过去的手工、半手工操作，克服了由于手工操作生产出来的阳极板表面质量差，给电解指标带来不利等缺点，使劳动强度大大降低，劳动效率得到很大提高。国内浇铸铜阳极的圆盘浇铸机，绝大部分为间歇运转，铸模沿圆盘周边径向放置，用槽轮机构推动圆盘转位，在停歇状态下向铸模中浇铸铜水，然后，运转到取板位置取出凝固的阳极板，就圆盘浇铸机的本体来说，结果分析，有以下一些影响阳极板的产量和浇铸质量。如圆盘浇铸机工作时间间歇运转，启动和制动过程需要一定的时间，浇好铜水，启动圆盘转位之前，为防止浇出的阳极板产生荡边，往往让刚刚浇铸的铜水静置数秒钟进行冷却。因此，浇铸周期长，圆盘浇铸机的生产能力受到限制。总结下来，一些老的圆盘浇铸机都存在下列问题：1)圆盘运行时不平稳，尤其是起动和停止时晃动较大，阳极板两侧出现8～12mm高的荡边，从而影响电解电流效率和阴极铜质量；2)脱模采用斜轨顶板，铜模在浇铸机平模螺丝上摆放，无固模和压模装置。顶板时易造成铜模移动，铜模不水平，浇铸出的阳极板一边厚一边薄；3)因盘体直径较小，铜模摆放量较少，阳极板和铜模自然冷却时间短，靠强制冷却易使阳极板出现急冷收缩变形；4)采用气吊取板，速度慢，准确率低，安全性差。全部为人工操作。操作室在圆盘浇铸机中心，工作环境恶劣。目前，大型铜冶炼厂采用的圆盘浇铸机，按其结构和传动方式可分为以下3种：①中心定位，中心支撑，中心传动；②中心定位，中心支撑，槽轮传动；③中心定位，周边支撑，周边传动。第①、②类浇铸机在国内外铜冶炼厂普遍使用，但近几年新建大型铜冶炼厂已很少采用，第◎类浇铸机取而代之大量应用于国内外大型铜冶炼厂。第③类浇铸机有以下优点：运行平稳，阳极板物理规格质量非常稳定；浇铸机易大型化，可实现双包浇铸，其生产能力成倍提高。但周边传动对机械制造质量要求高，传动部分的控制系统为国外的专利技术，需引进。3第③类浇铸机符合白冶要求，但引进技术的费用太高，难以接受，因此，白冶结合②、③类浇铸机的优点．设计丁一种中心定位、周边支撑、外槽轮传动结构的浇铸机，同时针对原浇铸机存在的各种问题，在新浇铸机整体设计中给予解决。2.2关于圆盘浇注系统收集装置的分析目前市场上的圆盘浇铸机的收集装置大部分结构类似，现都一些常见的收集装置进行调研。如图为收集装置的整体形状。图1收集装置总图下面，对此收集系统进行一下研究分析：收集装置大体形状为一个槽状，在各个部分加上相应的部件，构成收集系统。首先，对主形状的槽进行分析。槽形状收集铜阳极板的主要装置，深槽是取板装置送过来的铜阳极板堆放的主要部件，同时也是对铜阳极板进行冷却的的重要部件。铜阳极板送过来后盛放在收集槽里，里面有冷却水，冷却水通过进出口水来控制槽内的水温，对送过来的高温铜阳极板进行冷却。当铜阳极板收集数达到一定程度的，冷却水将其进行冷却后就可以批量取出运往堆放处。因此对此主要部件的要求是尽量能够一次性收集多块铜阳极板，并且对冷却水的温度控制有比较严格的要求，保持好水温能够及时的对铜阳极板进行冷却。其次就是收集装置中的输送装置，大部分都是靠链式输送，即将取板机运送4过来的铜阳极板输送集中在收集槽里，部件图如下图：图2输送链主视图图3输送链俯视图依靠输送链将铜阳极板输送到收集槽的尾部，依次堆叠，堆叠到一定数量后统一取出收集槽。其输送形式及铜阳极板形状如下图：图4阳极板及输送链输送形式链带的运动依靠电动机来带动，电动机转动，带动传动轴（如图3所示），传动轴上安装链齿，链齿随着传动轴转动从而带动传动链。当铜阳极板被取板装5置送过来放下时，传送链将其输送到收集槽的另外一端，当铜阳极板数量购时，同时铜阳极板也得到冷却，再统一取出。因此，在对圆盘浇铸系统收集装置的设计中需要对输送链的配置和细节部分进行分析研究，保证输送链能够良好的输送铜阳极板。收集装置的令外一部分是顶板装置，现目前大部分的收集系统顶板装置才用的都是液压缸推动来将浇铸好的铜阳极板顶出浇铸模，也有一些采用气压缸。顶板装置的最关键作用就在于将铜阳极板顶出浇铸模槽，然后由取板装置取出铜阳极板，在传递给输送链。在大多数的浇铸系统中，顶板装置被规划在了收集系统当中，作为收集系统的一个部件。3结束语在通过前期的查阅资料调研中，得出了一些关于铜阳极浇铸机的一些结论，目前市场上的圆盘浇铸机制造商部多，且只有少部分企业能够生产。目前所生产的浇铸机的浇铸系统大多数都还需要改进。比如，工艺上在保证浇注温度足够高和铜液且有良好流动性的情况下，导致耳部浇注不足的主要原因是铜液的流动方向不甚合理。取板装置占用空间大，对操作人员的经验依赖性强，可靠性不高，维护不便等。因此，在接下来的设计当中，应该借鉴已有的浇注系统的设计结果，同时注意到目前这些系统的不足之处，在设计过程中尽量解决这些问题，争取做好自己的浇注系统收集装置部分，在协同另外两个同学共同完成对铜阳极浇铸系统的整体设计。参考文献【1】黄奇志．提高圆盘浇铸机阳极铜板质量的探讨[J]．中国期刊网．【2】王庆轮．圆盘浇铸机系统的改进[J]．中国期刊网．【3】范军，黄湘．铜阳极浇铸系统改造实践[J]．中国期刊网．【4】谷增卯．圆盘浇铸机的改进[M]．北京有色冶金设计研究总院．