鉛熔鑄自動(dòng)運(yùn)輸加料系統(tǒng)的改造

周文斌，段永紅

（江西銅業(yè)鉛鋅金屬有限公司，江西 九江 332500）

鉛熔鑄自動(dòng)運(yùn)輸加料系統(tǒng)是江銅集團(tuán)冶化工程有限公司和江銅鉛鋅金屬有限公司共同研發(fā)的鉛熔鑄自動(dòng)運(yùn)輸加料設(shè)備，上一道工序與日本TDE 公司生產(chǎn)的全自動(dòng)析出鉛生產(chǎn)線 對(duì)接，下一道工序與株洲火炬工業(yè)爐生產(chǎn)的20 萬(wàn)噸/年鉛自動(dòng)鑄錠線對(duì)接，從而實(shí)現(xiàn)了鉛電解---熔鑄全自動(dòng)運(yùn)行。自動(dòng)化程度和技術(shù)含量達(dá)到了同行業(yè)領(lǐng)先水平。但是具體在設(shè)備末端的加料環(huán)節(jié)，還有進(jìn)一步降低設(shè)備故障率和設(shè)備運(yùn)行成本的空間，具體羅列如下：

（1）三個(gè)電鉛鍋的加料機(jī)共有螺旋頂升機(jī)裝機(jī)數(shù)量12 個(gè)，故障率較高。

（2）螺旋頂升機(jī)備件費(fèi)用貴，0.8 萬(wàn)元/個(gè)。

（3）析出鉛的加料方式目前采用螺旋頂升機(jī)將每垛頂起來(lái)后，從運(yùn)輸線上經(jīng)過(guò)自由托輥組類似自由落體方式加入鍋中，1.51t/～2.1t/垛的析出鉛從螺旋頂升機(jī)頂部鍋加入鍋底對(duì)鉛鍋造成巨大的沖擊。螺旋頂升機(jī)頂部距鍋沿約1.5m，鍋沿距鍋底約1.2m，加料高差共計(jì)2.7m。

（4）析出鉛加料高差大，加料時(shí)的沖擊對(duì)鉛鍋使用壽命影響很大，鉛鍋備件價(jià)格昂貴，約7 萬(wàn)/口。

（5）加料高差大，加料時(shí)鉛液飛濺大，造成鉛液氧化渣增多，氧化渣的增加不僅提高了操作人員的撈渣的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且增加的氧化渣需要返回到精煉工段反射爐中處理，增加了生產(chǎn)成本。

（6）造成鉛鍋鍋邊易粘結(jié)，崗位操作人員清理鍋邊不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。

為解決上述問(wèn)題，進(jìn)一步降低設(shè)備故障率，降低設(shè)備運(yùn)行成本，充分挖掘設(shè)備潛力，我們針對(duì)析出鉛運(yùn)輸線加料機(jī)進(jìn)行了技術(shù)改造：

（1）將每口鉛鍋的加料機(jī)升降方式由螺旋頂升機(jī)改為液壓驅(qū)動(dòng)，每口鍋使用一個(gè)缸徑為125 mm*行程200mm 的液壓油缸驅(qū)動(dòng)，油缸四周配備直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向裝置四套，實(shí)現(xiàn)油缸升降平臺(tái)帶料2 噸升降時(shí)平穩(wěn)。

（2）降低加料的高低差。現(xiàn)空鍋時(shí)加料高低差為2.7m，鍋沿至鍋底1.2m 的距離我們不能進(jìn)一步壓縮，我們?cè)谶\(yùn)輸線的螺旋頂升頂端至鍋沿的1.5m 的高低差上做文章，增加一套升降機(jī)，料在螺旋頂升機(jī)升降平臺(tái)上通過(guò)輥?zhàn)訖M送到升降機(jī)上，升降機(jī)升降平臺(tái)經(jīng)過(guò)1.4m 行程的油缸下降至鍋沿上方0.1m 的距離，再通過(guò)鏈條驅(qū)動(dòng)送入鍋中，從而當(dāng)空鍋時(shí)，有效降低加料高度1.4m。

圖1 螺旋頂機(jī)械結(jié)構(gòu)圖

（3）變廢為寶。我們充分利用55#行車吊具技改換下來(lái)閑置不用的液壓泵，液壓油箱，液壓閥組，油管等總成一套作為油缸的動(dòng)力源部件，從而既節(jié)約了改造成本，又將閑置不用的設(shè)備使用起來(lái)。

（4）改造不降低設(shè)備的自動(dòng)化程度。

（5）改造分為兩部分，一是螺旋頂升機(jī)的改造，二是加料升降機(jī)的改造。

1 螺旋頂升機(jī)的改造

（1）原螺旋頂升升降機(jī)原理如下圖2，每口鉛鍋?lái)斏龣C(jī)由4個(gè)型號(hào)為SJB22-S-L1-100 的螺旋頂升機(jī)為鉛錠的升降驅(qū)動(dòng)部分。該螺旋頂升機(jī)主要存在頂升絲桿斷裂，齒輪磨損，輸出軸彎曲，銅渦輪磨損等故障。

圖2 加料機(jī)原設(shè)計(jì)圖

（2）將原每口鍋的四個(gè)螺旋頂升機(jī)更換為一個(gè)FFR-SA-1FB125BB200ABD 的油缸，油缸頭部受力點(diǎn)置于析出鉛重心部位，以減少偏載導(dǎo)致的升降不平穩(wěn)。油缸四周配四套直線導(dǎo)向裝置，防止頂升升降平臺(tái)帶有重達(dá)2 噸鉛錠升降動(dòng)作時(shí)不平穩(wěn)，導(dǎo)向裝置導(dǎo)銅套內(nèi)加工有螺旋形的黃油槽和黃滑嘴安裝孔，油缸上裝有兩個(gè)磁性感應(yīng)開(kāi)關(guān)，以檢測(cè)油缸是否升降到位?？傮w設(shè)計(jì)方案圖如下圖3。

圖3 總體設(shè)計(jì)方案圖

（3）油缸原始位置處于下降位置，油缸上的磁性開(kāi)關(guān)檢測(cè)是否到位。當(dāng)線上檢測(cè)物料到達(dá)時(shí)，PLC 程序控制油缸電磁閥得電，從而控制油缸上升，當(dāng)油缸上檢測(cè)磁性開(kāi)關(guān)檢測(cè)上升到位時(shí)，通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)輥?zhàn)域?qū)動(dòng)析出鉛垛前進(jìn)到后序的升降機(jī)鏈條上。

2 加料升降機(jī)的改造

（1）設(shè)計(jì)方案原理圖如下圖4。

圖4 設(shè)計(jì)方案原理圖

圖5 液壓原理圖

通過(guò)升降驅(qū)動(dòng)油缸來(lái)實(shí)現(xiàn)析出鉛的升降，油缸型號(hào)為：Y-HG1-E63/45*1400LZ2 油缸缸徑為63，油缸行程為1400。前進(jìn)驅(qū)動(dòng)減速機(jī)（型號(hào)為：RNYM1H-1420-30 1.1kw，減速比為30）。

（2）升降平臺(tái)的升降使用四組共計(jì)八個(gè)輥輪導(dǎo)向，輥輪為V型槽輥輪，配合在方鋼立柱上行走，使長(zhǎng)行程的油缸在負(fù)重2.5噸重量時(shí)能動(dòng)作平穩(wěn)。

（3）液壓原理圖如下圖5。

螺旋頂升油缸和升降機(jī)共用一套液壓泵和液壓閥座。

（4）電氣部分：入鍋裝置由升降機(jī)構(gòu)、平移機(jī)構(gòu)組成，升降機(jī)構(gòu)由油缸驅(qū)動(dòng)，平移機(jī)構(gòu)由變頻器控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)。增加五個(gè)限位開(kāi)關(guān)，分別為上升限位、下降限位、上升位檢測(cè)有料限位、上升位物料到位限位、下降位物料檢測(cè)限位，五個(gè)限位開(kāi)關(guān)作為PLC 輸入信號(hào)。PLC 輸出信號(hào)控制電磁閥和變頻器，增加兩組電磁閥、一臺(tái)變頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。升降機(jī)構(gòu)、平移機(jī)構(gòu)均可通過(guò)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)最佳運(yùn)行速度，使新加進(jìn)鉛裝置保持平穩(wěn)運(yùn)行。通過(guò)更改PLC 程序及觸摸屏畫(huà)面，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)聯(lián)機(jī)運(yùn)行與手動(dòng)單機(jī)運(yùn)行均可簡(jiǎn)單操作。手動(dòng)單機(jī)運(yùn)行時(shí)，通過(guò)觸摸屏操作，以太網(wǎng)通訊，省去鋪設(shè)電纜、操作箱及內(nèi)部電氣元件，減少改造成本。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）通過(guò)螺旋頂升機(jī)的技術(shù)改造，降低了設(shè)備的故障率。

（2）通過(guò)對(duì)加料各降機(jī)的改造，有效降低了鉛錠下料的高低差，由原來(lái)的下料高度2.7m，縮減為現(xiàn)在的1.3m，大大減少了對(duì)鉛鍋鍋壁的沖擊，由此帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益，一是減少了鉛鍋的鉛渣，二是延長(zhǎng)了鉛鍋的使用壽命。

（3）升降加料機(jī)對(duì)析出鉛進(jìn)行加料，減少了鉛渣的產(chǎn)生，降低鉛液飛濺，降低能耗。

（4）完善后的運(yùn)輸線降低了故障率和員工勞動(dòng)強(qiáng)度，改善作業(yè)環(huán)境，為員工及周邊居民的身心健康提供了有力保障。