双圆盘浇铸包异常浇铸分析与研究.pdf

总第2 1 1 期2023年第8 期经验交流摘要：双圆盘浇铸机自使用以来频繁出现动态浇铸起点负值异常浇铸、齿形带异常等问题，严重影响该系统浇铸的阳极板合格率。基于浇铸包动态失重数值以及浇铸包驱动运行速度曲线的分析，通过机构运行数据（浇铸速度、浇铸等待时间、机构平衡间隙值)的调整，恢复浇铸起点零点值，保障了浇铸精度以及正常运行，并提出在问题出现过程中的临时处理方法，以期为同行业人员提供参考。关键词：双圆盘浇铸机；称重机构；阳极板；齿形带中图分类号：TF8110引言双圆盘浇铸包是当前国内较为先进的铜冶炼阳极板浇铸设备，引进于芬兰奥图泰双1 8 模圆盘浇铸机。圆盘浇铸包近两年频繁出现负值起点浇铸、齿形带等异常问题，严重影响到生产质量和生产效率,且存在严重的安全隐患1浇铸包基本结构与工作原理圆盘浇铸包由浇铸驱动机构和称重机构组成，浇铸驱动机构由伺服电机、减速机、齿形轮、齿形带、同步轮组成，如图1 所示；称重机构由重量传感器、承载支架、平衡调节杆、碟簧等组成，如图2 所示。图1浇铸包驱动平衡调节杆碟簧间原测点图2 称重及机构结构图与受力原理图收稿日期：2 0 2 3-0 3-0 3第一作者简介：杨年（1 9 9 0 一），男，江西九江人，本科,毕业于江西理工大学机械工程及自动化专业,机械工程师,研究方向为机械工程及自动化。山西冶金ShanxiMetallurgy双圆盘浇铸包异常浇铸分析与研究杨年，宫仁仕，吴树君（铜陵有色金属集团股份有限公司金冠铜业分公司，安徽铜陵2 4 4 0 2 1）文献标识码：A支架上承受的重量都会汇聚在秤架重心的传感器上，承载支架与基础支架之间有四个间隙点，用作电子秤承载支架发生形变时的间隔余量，承载支架在负满载状况下会产生大约1.5mm的下沉形变，空载状况下与基础支架间隙一般调整为2.4 2.6 mm，确保重量不会分离，如图2 所示。相同间隙的存在不仅可以保证浇铸包处于水平状态，使得重心不偏离传感器，以保障浇铸精度，而且还可以确保电子称上端浇铸包的重量都负在传感器上。当开始浇铸时，通过浇铸包伺服驱动，移动浇铸包后移，铜水沿浇铸包口流人到铜模中，然后根据传感器设定的失重重量，待重量减少到3 8 0 5kg时，浇铸包复位到待浇铸位，进人下一5X个循环，完成一个浇铸过程。同步轮齿形轮齿形带重量传感器FTotal 211No.8,2023DOI:10.16525/14-1167/tf.2023.08.095文章编号：1 6 7 2-1 1 52(2 0 2 3)0 8-0 2 4 0-0 4当浇铸包的铜包安放到电子称上时，电子秤承载2浇铸包异常浇铸原因分析2.1负值起点浇铸现象表现形式1)负值起点浇铸，静态校秤正常现象（如图3-2所示，B盘浇铸包校秤记录偏差最大值与最小值差不超过0.5kg），运行时浇铸开启较早，-1 5-2 0 kg范围内起步负值浇铸，峰值超过设定重量值，经阳极板称重，发现重量与数据显示一样超重，且浇铸包运行行程小于正常运行，不能后退到位，与曲线显示浇铸时间一致，浇铸总时间小于正常运行时间，如图4所示。0.20.0-0.2-0.40.60.8-1.0-1.2磁码质量/kg3-1A盘浇铸包校秤记录2023年第8 期杨年，等：双圆盘浇铸包异常浇铸分析与研究2410.450.400.350.300.250.200.150.100.050.000.05-0.10WHESTARTON4-1浇铸时间短图4 浇铸包运行曲线异常图2)负值起点浇铸，静态校秤异常现象，重量显示波动范围在1 kg左右，如图3-1 A盘浇铸包校秤记录所示，开始浇铸起点负值，浇铸过程重量峰值较正常值偏大，将浇铸等待时间延长后，情况稍有好转，但异常情况仍存在。3)静态校称异常明显，偏差很大，浇铸时起点值显示为-9 9 9 kg，出现持续浇铸不回位现象，峰值显示为负值。2.2异常现象原因分析电子称在失重时，失重模拟量信号同时传输到重量模块，PLC控制程序会控制伺服电机的浇铸动作，闭环控制，以保障传感器在感应到失重与设定值一致时，浇铸包停止浇铸并回到等待浇铸位置，根据该运行原理以及故障产生的可能性总结以下原因：1)驱动齿形带摩擦同步轮边缘，阻碍了浇铸包正常移动，导致浇铸包驱动伺服电机扭矩增大、电机运行电流增大、伺服电机温度升高，并且浇铸曲线显示不顺畅，会有锯齿形波段，但不会造成负值起点浇铸。2)电子称传感器异常，会使浇铸重量显示异常，同时也会使静态校称值不正常，显示的重量与阳极板实际重量有差别，导致负值起点浇铸、静态校称异常明显，偏差较大。3)传感器控制模块工作异常，信息反馈迟缓或控制线路接触异常，从而导致控制系统不能及时控制伺服电机抱闸开合，抱闸开启较早，可能造成浇铸包提前浇铸，曲线峰值尖锐突出，由于保持在浇铸位置时间延长，因此浇铸速度增大，浇铸总时间可能会缩短，浇铸行程也相应缩短，通过控制连锁的同时也会影响传感器重量感应输出，造成负值起点浇铸、静态校秤正常现象与负值起点浇铸、静态校秤异常现象等故障。4)控制系统中的双圆盘浇铸速度与等待时间调整过快，由于信号反馈异常，伺服电机接受信号迟钝，容易造成阳极板偏重，该参数正常情况下操作人员不能改动。5)电子称机构不平稳，机构间隙相差太大，电子磁码质量/kg称传感器不能精确感应到失重重量，浇铸阳极板偏轻3-21B盘浇铸包校秤记录图3浇铸包校秤记录78497.5LOWONOFF或偏重,间隙虽然在正常范围内,但由于机构水平度偏离太大会导致传感器不能精确感应到设定值，造成1800-2256-AUTOMATICTARTMANUAL4-2超重起点负值偏轻或偏重，从而出现负值起点浇铸、静态校秤正常现象与负值起点浇铸、静态校秤异常现象，如表1 所示。表1 电子秤机构间隙调整前后检测日期前端（东）前端(西）中间（东）中间（西）11-142.511-16调整后2.556)若机构间隙偏小，小于1.5mm就会导致负值浇铸，重量被基础支架分走，安装浇铸包后重量持续显示为负值，最大可达到-9 9 9 kg，造成负值起点浇铸故障，静态校称异常明显，偏差较大。7)伺服电机编码线损坏或工作异常，导致位置反馈信号异常，浇铸包移动位置不能与失重重量对应；重量传感器信号线损坏或工作异常，导致反馈的失重模拟量数据有误；浇铸包浇铸重量显示异常，会出现负值起点浇铸故障，静态校秤正常时负值起点浇铸，静态校称异常明显，偏差较大。综上分析,出现起点负值浇铸的原因一般为上述2）、3）、5）、6）、7 原因，若传感器感应失重量超出设定值范围后才停止浇铸，并且阳极板称重校验，重量与显示重量偏差不大，由此可知电子称重量感应正常，因此传感器与机构间隙值正常，但各间隙若有偏差则可能会产生数值跳动现象。将等待时间延长后，感应重量与控制信号读取可靠性、稳定性、精度均有提高。将机构间隙重新调整后，机构平稳性可提高失重量感应精度，重新紧固感应器重量模块各连接处，并将参数调整为与B盘一致，校称发现静态A盘波动在0.2kg,较之前有好转,通过浇铸查看，重量曲线正常，重量显示稳定。2.3改进措施1)确认浇铸情况，若出现负值起点浇铸且静态校秤正常现象、负值起点浇铸且静态校秤异常现象，基本每次浇铸的阳极板重量均有偏差，可适度将浇铸重量按照负值或正值数降低或增加，确保浇铸重量符合单位:mm运行现象-15-20kg.范围内2.52.32.552.52.52.55起步负值浇铸，校秤1kg波动，偏差大起点0 kg浇铸，校秤显示0.2 kg波动，运行正常山西冶金242E-mail:第4 6 卷要求,例如浇铸开始为-5kg,可以将浇铸预设重量适当降低至3 kg左右，此办法可作为应急措施。2)检测电子秤承载支架机构间隙，空载情况下正常值为2.4 2.6 mm,且四个点均一致,若间隙值偏差大，则需要对其进行调整，平衡调节杆，使承载支架四点间隙值一致。若机构间隙过小,空载情况下 F/50mm=368.5N/mm。图6为齿形带结构图,根据结构显示,齿形带包布与芯绳拉伸强度 3 6 8.5N/mm，才能满足现场使用需求。1一带背;2 一包布;3 一带齿;4 一芯绳图6 齿形带结构图前期在国产化备件时，使用过芯绳为纤维的齿形带，在运行过程中经常被拉断，后改回钢丝芯绳齿形(1)(2)2023年第8 期带,故障未发生，因此重新改为国产备件,齿形带要求钢丝芯绳的包布与芯绳强度 3 6 8.5N/mm。2.4.3.2同步轮凸缘改为斜边齿形带橡胶皮撕裂与同步轮凸缘的切边有关系，原设计同步轮凸缘为直角，在运行过程中容易切齿形带边缘，一旦齿形带出现撕裂，很容易造成整根橡胶皮裂开，进而导致其将同步轮凸缘改为斜边，如图7 所示，修改后同步轮凸缘向外成一定斜度，避免了切边。修改前图7 同步轮修改前后对比图2.4.3.3规范齿形带安装后的张紧程度齿形带安装后的张紧程度由检修人员根据经验在安装过程中调整,齿形带安装好后,检修人员正常按压，齿形带在上下2 3 mm范围内弹性变化为正常，超过该范围为过松，低于该范围为过紧。2.4.3.4制度伺服电机过载检查步骤伺服电机检测主要包括：检查浇铸包原点位置是Analysis and Research on Abnormal Casting of Double Disk Casting Ladle(Jinguan Copper Branch of Tongling Nonferrous Metals Group Co.,Ltd.,Tongling Anhui 244021,China)Abstract:Since its use,the dual disc casting machine has frequently encountered problems such as abnormal negative values of dynamiccasting starting points and abnormal tooth shaped belts,which seriously affect the qualification rate of the anode plate cast in the system.Based on the analysis of the dynamic weight loss value of the casting ladle and the driving speed curve of the casting ladle,the zero pointvalue of the casting starting point was restored by adjusting the mechanism operation data(casting speed,casting waiting time,andmechanism balance clearance value),ensuring the casting accuracy and normal operation.Temporary handling methods were proposedduring the problem occurrence process,in order to provide reference for personnel in the same industry.Key words:double disc casting machine;weighing mechanism;anode plate;toothed belt(上接第2 3 9 页）线选择 J.金属世界,2 0 2 2(1):2 0-2 4.2徐小刚,刘华,刘仕桃,等.3#高炉炉渣处理系统改造实践及思考J四川冶金，2 0 2 2,4 4(3)：2 1-2 4.3尹晓莹，何遵义，范志刚，等宁波钢铁2 50 0 高炉炉渣处理系统工艺设计 J.冶金能源，2 0 2 0,3 9(5)：1 9-2 1.Installation,Commissioning,Using and Maintenance of New Bottom Filtration Slag Process inAbstract:The application status of the new bottom filtration process is introduced,the key points of installation and commissioning of themain equipment is discussed,and system test,using and maintenance of the main equipment are summarized in this paper.Technicalmeasures of energy saving,emission reduction,improving labor productivity for new bottom filtration technology are emerging.But thecorresponding specifications and guidance documents of energy saving,emission reduction,automation targets are lack.Each plant shallformulate specific installation,operation and maintenance regulations in accordance with the actual conditions of the factory.Key words:bottom filtration process;installation;commissioning;using;maintenance杨年，等：双圆盘浇铸包异常浇铸分析与研究3结语双圆盘浇铸包浇铸异常分析中，对起点负值浇铸与齿形带异常现象进行了针对性的分析,机构间隙异常、PLC控制系统以及传感器的异常都会导致机构负修改后值浇铸并伴有各种异常现象，齿形带的抗拉强度、同步轮的结构对齿形带的使用有很大影响。通过现场检测,异常现象与数据采集可能产生的问题进行系统归纳与判别，并提出针对性的应急措施与解决方案,有效解决浇铸包异常浇铸问题。参考文献1成大先.机械设计手册 M北京：化学工业出版社，2 0 0 8.Yang Nian,Gong Renshi,Wu Shujun4印民,尹晓莹,范志刚,等.一种虹吸式底滤高炉水渣处理系统：ZL201721091782.XP.2018-03-30.5 队陈生利,万新.韶钢8 号高炉降低水渣系统结渣的实践分析 J.中国资源综合利用，2 0 2 2,4 0（9）：53-55,(编辑：杨光辉）BF EngineeringYin Xiaoying,Xu Xiaogang,Li Xueqin,Liu Huaqiang,Fan Zhigang(CISDI Engineering Co.,Ltd.,Chongqing 401122,China)243否漂移，可通过手动驱动浇铸包至等待位置，重新按压原点设定按钮至绿色，而后自动运行浇铸包查看电机温度是否下降；若温度仍持续上升，可检查浇铸包与称重机构周围是否有冷铜或其他杂物堵塞,如有杂物需清理后恢复试运行；将电机从驱动上拆卸，空试电机,查看制动与运行是否正常,且在制动情况下，可由专业人员手动转动电机驱动轴，检测制动是否正常，若有问题则重新更换电机后重新找原点校零，即可恢复运行。(编辑：杨光辉）