铝电解阴极炭块磷生铁浇铸机组及浇铸方法与流程

本发明属于铝电解槽技术领域，具体涉及一种铝电解阴极炭块磷生铁浇铸机组及浇铸方法。

背景技术：

阴极炭块组装是将阴极炭块和阴极钢棒紧密结合在一起的工艺过程。阴极炭块的组装主要有三种方法:炭糊捣固组装法是用炭糊填充钢棒两侧的缝隙，然后用风动工具将其捣固压实；磷生铁浇铸法是使用融化的磷生铁浇铸它们之间的缝隙，冷凝后使之成为一体的方法；粘结法是用黏结剂或炭胶把阴极炭块和钢棒粘结在一起的方法。目前国内普遍使用炭糊捣鼓组装法，粘结法使用较少。然而磷生铁浇铸法因其组装牢固、导电效率高等特点受到极大的关注。但是该方法在多次试验后发现浇铸易开裂、合格率低的问题，难以实际推广。对于磷生铁组装来说，其在浇铸过程中磷生铁的温度高达1320℃，而炭块和钢棒的温度相对较低，使得炭块会发生开裂现象，从而影响炭块的正常使用。而炭块的开裂，增加了电解铝的生产成本，同时也减低了电解槽的使用寿命。因此，如何解决这一技术问题，是磷生铁浇铸法推广应用的关键。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种铝电解阴极炭块磷生铁浇铸机组及浇铸方法，能够实现阴极炭块与钢棒整体预热、磷生铁浇铸、冷却等工艺的装置。

本发明采用了如下技术方案：

首先，本发明采用了这样一种铝电解阴极炭块磷生铁浇铸机组，它设有移动车，该移动车沿轨道移动并设有一个门架系统，门架系统的横框上设有提升机构，门架系统的横框下方设有浇口分流系统；门架系统的一侧面设有浇包系统，另一侧面设有控制柜；整个系统的所有动力都由液压站来提供。

其中，提升机构是由一组油缸负责所有垂直提升运动。这里的所有垂直提升运动包括加热罩、浇口分流系统和成品阴极炭块组的垂直提升运动。这里的成品阴极炭块组是由阴极炭块和阴极钢棒组装浇铸为一体后的产品。

其中，一个加热罩内放置四块阴极炭块，一块阴极炭块由四根阴极钢棒组装，每根阴极钢棒对应一个浇口。

进一步的，浇口分流系统有四组，每组有四个浇口，刚好和阴极钢棒对应；浇口分流系统通过提升装置的驱动实现升降。浇包系统有水平移动和转动倾倒的功能，同时还有四个分流口，通过四个腔的容积相等来保证四个分流口的流量。

该铝电解阴极炭块磷生铁浇铸机组的浇铸方法包括如下步骤：

步骤1：沿移动车的轨道设定七个工位，其中工位一为磷生铁浇铸机组等待工位，工位二到工位七为施工工位，施工工位中三个为加热工位，一个为组装工位，一个为浇铸工位，一个为冷却工位；

步骤2：当某加热工位的加热温度达到要求时，磷生铁浇铸机组接收到指令，则驱动移动车前进到该加热工位；提升机构下降勾住加热罩的四个吊点，并将加热罩提升超过阴极炭块上表面；此时该加热工位变成待浇铸的工位；

步骤3：磷生铁浇铸机组将加热罩搬运到组装工位，放下加热罩罩住组装好的阴极炭块和阴极钢棒，加热罩开始对其加热；此时该组装工位变成加热的工位；

步骤4：磷生铁浇铸机组去高频炉处，往浇包系统中添加磷生铁铁水，然后回到步骤2中的由加热工位变成的待浇铸的工位进行浇铸；浇铸过程：提升机构驱动浇口分流系统下降，到位后浇包系统向内部平移然后旋转开始浇铸；铁水由一分为四，四分为十六，浇铸完成；此时该由加热工位变成的待浇铸的工位又变成冷却的工位；

步骤5：磷生铁浇铸机组如果还有等待时间，则回到等待工位，反之则继续重复上述动作，周期进行。

与现有技术比较，本发明的有益效果在于采用全液压系统，减少动力成本，同时使得移动车的平凡启停更加平稳，延长使用寿命。本发明的有益效果还在于由一对油缸驱动，实现加热罩、浇口分流系统、成品阴极炭块组升降控制。本发明的有益效果还在于利用6+1的工位形式，实现节拍式的自动浇铸。

附图说明

图1为磷生铁浇铸机组主视图；

图2为磷生铁浇铸机组俯视图；

图3为磷生铁浇铸机组右视图；

图4为磷生铁浇铸机组轴测图。

附图标记说明：1-移动车，2-浇包系统，3-门架系统，4-提升机构，5-浇口分流系统，6-控制柜，7-加热罩，8-液压站，9-轨道，10-阴极钢棒，11-阴极炭块，12-工作台。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1-图4所示，本发明的磷生铁浇铸机组构成是由移动车1、浇包系统2、门架系统3、提升机构4、浇口分流系统5、控制柜6、加热罩7、液压站8、轨道9、阴极钢棒10、阴极炭块11、工作台12等零部件组成。

整个系统的所有动力都由液压站8来提供。一个加热罩7内放置四块阴极炭块11，一块阴极炭块11需要四根阴极钢棒10来组装，每根阴极钢棒10对应一个浇口。

浇口分流系统5有四组，每组有四个浇口，刚好和阴极钢棒10对应。浇口分流系统5通过提升装置4的驱动能够实现升降。

浇包系统2有水平移动和转动倾倒的功能，同时还有四个分流口，通过四个腔的容积相等来保证四个分流口的流量。

提升机构4是由一组油缸负责所有垂直提升运动，包括加热罩7、浇口分流系统5、成品阴极炭块组(即阴极炭块11和阴极钢棒10组装浇铸为一体后的产品)。

本发明是这样实施的：

如图1所示，工位一为磷生铁浇铸机组等待工位；工位二-工位七为施工工位，其中三个为加热工位，一个为组装工位，一个为浇铸工位，一个为冷却工位。为了便于表述，假定这时间段工位二、工位三、工位四为加热工位，工位五为组装工位，工位六为浇铸工位，工位七为冷却工位。磷生铁浇铸机组在工位六浇铸完后，如果还有等待时间，则回到等待工位一。与此同时工位五人工已经组装完成，等待加热。

首先，当工位二加热温度达到要求时，磷生铁浇铸机组接收到指令，则驱动移动车1前进到工位二，见图1所示。提升机构4下降勾住加热罩7的四个吊点，并将加热罩7提升超过阴极炭块11上表面。此时工位二变成待浇铸的工位。

其次，磷生铁浇铸机组将加热罩7搬运到工位五，放下加热罩7罩住组装好的阴极炭块11和阴极钢棒10，加热罩7开始对其加热。此时工位五变成加热的工位。

最后，磷生铁浇铸机组去高频炉(图中未画出)处，往浇包系统2中添加磷生铁铁水，然后回到工位二进行浇铸。浇铸过程：提升机构4驱动浇口分流系统5下降，到位后浇包系统2向内部平移然后旋转开始浇铸。铁水由一分为四，四分为十六，浇铸完成。此时工位二又变成冷却的工位。磷生铁浇铸机组如果还有等待时间，则回到等待工位一，反之则继续重复上述动作，周期进行。

当然，以上只是本发明的具体应用范例，本发明还有其他的实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求的保护范围之内。