一种阳极铜板生产加工系统及其方法与流程

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种阳极铜板生产加工系统及其方法。

背景技术：

在铜的冶炼工艺中，圆盘浇铸机是非常关键的浇铸设备，其作用是将熔融铜浇铸成规格一致的阳极铜板。由于阳极铜板的好坏直接影响着电解铜的质量，因此制备出合格的阳极铜板显得非常重要。

目前，冶炼企业通常利用圆盘浇铸机进行阳极铜板的生产，在阳极铜板的生产过程中，由于铜水的温度、对于浇铸包的控制、圆盘浇铸机的运行曲线以及铸模等多种原因，浇铸出来的阳极铜板不时有飞边、毛刺、鼓包以及背筋等现象产生，达不到下游厂家对产品质量的要求，以致于后期需要大量人工进行处理，不仅人工劳动强度大、生产效率低，浪费大量的人力和物力资源，而且还存在一定的安全隐患。

现有生产厂家采用的解决方案一般为：1、对现有的浇铸包定量精准控制浇铸，防止多余的铜水飞溅，从而引起阳极铜板飞边；2、对圆盘浇铸机进行改造，提高控制精度和运行稳定性，改外圆齿驱动圆盘为中心驱动，改变频器(vvvf)控制为伺服(servo)闭环控制，采用平滑s曲线运行圆盘浇铸机；3、增加液压阻尼器，对圆盘进行机械制动。通过上述一系列解决方案改造后，阳极铜板的质量得到了一定幅度的提升，阳极铜板的合格率达到85％以上。但是在大量的现场实际使用中，对于不合格的那部分阳极铜板，后期仍然要靠人工进行处理，依然存在上述所述的不足。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种阳极铜板生产加工系统及其方法，解决浇铸出来的阳极铜板带有的飞边、毛刺、鼓包以及背筋等问题，提高阳极铜板的质量。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种阳极铜板生产加工系统，包括圆盘浇铸机，所述圆盘浇铸机包括浇铸圆盘、冷却水槽，该阳极铜板生产加工系统还包括液压机、取板装置；所述取板装置设置于所述浇铸圆盘一侧，且位于所述液压机与冷却水槽之间；所述液压机包括主油缸、顶板、底板、中间板和立柱，所述主油缸安装于顶板上，顶板和底板通过立柱固定连接，中间板位于顶板的下方且由主油缸推动做上下方向的升降动作；所述中间板的底部表面固定安装运动模，底板的顶部表面固定安装静止模；所述静止模具有向内凹进的成型模腔，且成型模腔和运动模的形状尺寸均与浇铸圆盘上浇铸模的形状尺寸匹配；所述成型模腔的腔底活动设有顶杆脱模装置。

作为优选，所述取板装置为机械夹持手臂。取板装置用于将浇铸圆盘内经喷淋冷却后凝固成型的阳极铜板，提取至液压机的静止模中且经液压机热挤压后转移至冷却水槽中。

作为优选，所述圆盘浇铸机为双圆盘浇铸机或者是单圆盘浇铸机。

本发明的再一个目的是提供一种阳极铜板生产加工方法，采用上述所述的一种阳极铜板生产加工系统，该方法包括以下步骤：液态状的铜水浇铸后经冷却凝固成型为阳极铜板，且阳极铜板的温度为600℃-900℃时，将阳极铜板在垂直于阳极铜板厚度方向进行热挤压。

本发明中液态状的铜水利用圆盘浇铸机进行浇铸，浇铸后尚未完全成型的阳极铜板温度大约在1000-1100℃，此时由于阳极铜板尚未完全成型，因而不能取出送至热挤压工序。通过冷却装置对上述阳极铜板铸模进行冷却，控制冷却后的温度为600℃-900℃时，利用液压机将阳极铜板在垂直于阳极铜板厚度方向进行热挤压。本发明充分利用阳极铜板浇铸后余温较高的特点，在阳极铜板尚未完全冷却时进行热挤压，不仅可以消除阳极铜板带有的飞边、毛刺、鼓包以及背筋，而且能耗低，不用额外提供热能，具有较高的实用价值。当冷却后阳极铜板的温度为600℃以下时，此时对阳极铜板进行热挤压，仅能消除部分飞边、毛刺、鼓包以及背筋，而且随着阳极铜板温度的进一步下降，效果越来越差，直至没有效果；此时若通过额外热源对阳极铜板进行加热，则导致能耗较高。

作为优选，所述冷却凝固成型后的阳极铜板温度为650℃-800℃。在此温度条件下，可以充分地对阳极铜板带有的飞边、毛刺、鼓包以及背筋进行修复，不用额外提供热能，具有显著的技术效果。作为更优选，所述冷却凝固成型后的阳极铜板温度为700℃-750℃，在此温度条件下进行热挤压制备的阳极铜板，质量最好，取得了让人意想不到的技术效果。

作为优选，所述热挤压的挤压压力为0.18mpa-0.40mpa。

作为优选，所述热挤压的挤压时间为3s-7s。

本发明的另一个目的在于保护依据上述方法制得的阳极铜板。

本发明的有益效果是：

(1)本发明通过对浇铸后冷却成型的阳极铜板利用液压机进行热挤压，充分利用阳极铜板自身的余热，通过热挤压矫正阳极铜板的几何尺寸，消除阳极铜板的飞边和毛刺，对由于浇铸模的质量造成的背筋挤压以及对由于浇铸包以及铜水温度造成的鼓包进行挤压，可以大幅提高阳极铜板的成品合格率。本发明工艺合理、流程简单、操作方便、节约能源。

(2)现有技术中尚没有见利用热挤压工艺对阳极铜板进行处理的报道，本发明创造性的对浇铸成型后的阳极铜板进行热挤压工艺处理，取得让人意想不到的技术效果。经生产实践证明，本发明提出的阳极铜板的生产加工方法制备的阳极铜板，成品合格率在99％以上，大幅提高了现有阳极铜板制备方法的成品合格率，为企业节约了大量的人力、物力成本，值得推广使用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中，1-浇铸圆盘，1a-浇铸模，2-冷却水槽，3-液压机，4-取板装置，5-运动模，6-静止模，7-顶杆脱模装置，30-主油缸，31-顶板，32-底板，33-中间板，34-立柱，60-成型模腔。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1

如图1所示，一种阳极铜板生产加工系统，包括圆盘浇铸机(仅示出部分结构)，所述圆盘浇铸机包括浇铸圆盘1、冷却水槽2，该阳极铜板生产加工系统还包括液压机3、取板装置4；所述取板装置4设置于所述浇铸圆盘1一侧，且位于所述液压机3与冷却水槽2之间；所述液压机3包括主油缸30、顶板31、底板32、中间板33和立柱34，所述主油缸30安装于顶板31上，顶板31和底板32通过立柱34固定连接，中间板33位于顶板31的下方且由主油缸30推动做上下方向的升降动作；所述中间板33的底部表面固定安装运动模5，底板32的顶部表面固定安装静止模6；所述静止模6具有向内凹进的成型模腔60，且成型模腔60和运动模5的形状尺寸均与浇铸圆盘1上浇铸模1a的形状尺寸匹配；所述成型模腔60的腔底活动设有顶杆脱模装置7。

具体的，所述圆盘浇铸机为双圆盘浇铸机或者是单圆盘浇铸机。其中，双圆盘浇铸机可选为m-18双圆盘浇铸机或者是江铜集团(贵溪)冶金化工工程公司的m16自动双圆盘浇铸机。

利用上述所述的一种阳极铜板生产加工系统，生产加工阳极铜板的方法，该方法包括以下步骤：液态状的铜水在浇铸圆盘1的浇铸模1a中浇铸后，通过冷却水冷却凝固成型为阳极铜板，当阳极铜板的温度冷却至700℃时，通过取板装置4从浇铸模1a内取出阳极铜板送至液压机3上的成型模腔60中，启动主油缸30驱动运动模5向下运动至成型模腔60，其中控制热挤压的挤压压力为0.3mpa，在上述挤压压力下对阳极铜板挤压5s，即完成对阳极铜板的热挤压加工处理。热挤压完毕后，松开主油缸30，运动模5复位，通过成型模腔60的腔底活动设有的阳极铜板顶杆脱模装置7将热挤压后的阳极铜板向上顶起，完成阳极铜板的脱模。阳极铜板脱模后通过取板装置4抓取，运动到冷却水槽2进行冷却，冷却后的阳极铜板由叉车送至成品库。经检验，热挤压后的阳极铜板无飞边、毛刺、鼓包以及背筋现象，产品合格率达到99％。

需要说明的是，液态状铜水浇铸为阳极铜板的方法没有特别的限制，采用本领域技术人员熟知的常规浇铸方法即可。顶杆脱模装置7包括顶杆和用于驱动顶杆的油缸，为现有技术，在此不做进一步的赘述。对于液压机的选型，根据热挤压工艺的要求，选择相应型号的液压机，卧式液压液压机或者是立式液压液压机均可以。本实施例中的取板装置4为机械夹持手臂，当然所述取板装置4并不局限于上述结构，凡是可以实现将浇铸圆盘1的浇铸模1a中冷却后的阳极铜板提取至液压机3上的成型模腔60中，且再转移至冷却水槽系统2中的设备均可以。其中，机械夹持手臂可以采用授权公告号为cn202106020u，一种《16m浇铸圆盘机械夹持手臂》，该机械夹持手臂可以较好地适用于本发明。

实施例2

利用实施例1中图1所述的一种阳极铜板生产加工系统，生产加工阳极铜板的方法，该方法包括以下步骤：液态状的铜水在浇铸圆盘1的浇铸模1a中浇铸后，通过冷却水冷却凝固成型为阳极铜板，当阳极铜板的温度冷却至900℃时，通过取板装置4从浇铸模1a内取出阳极铜板送至液压机3上的成型模腔60中，启动主油缸30驱动运动模5向下运动至成型模腔60，其中控制热挤压的挤压压力为0.18mpa，在上述挤压压力下对阳极铜板挤压5s，即完成对阳极铜板的热挤压加工处理。热挤压完毕后，松开主油缸30，运动模5复位，通过成型模腔的腔底活动设有的阳极铜板顶杆脱模装置7将热挤压后的阳极铜板向上顶起，完成阳极铜板的脱模。阳极铜板脱模后通过取板装置4抓取，运动到冷却水槽2进行冷却，冷却后的阳极铜板由叉车送至成品库。经检验，热挤压后的阳极铜板无飞边、毛刺、鼓包以及背筋现象，产品合格率达到99％。

实施例3

利用实施例1中图1所述的一种阳极铜板生产加工系统，生产加工阳极铜板的方法，该方法包括以下步骤：液态状的铜水在浇铸圆盘1的浇铸模1a中浇铸后，通过冷却水冷却凝固成型为阳极铜板，当阳极铜板的温度冷却至600℃时，通过取板装置4从浇铸模1a内取出阳极铜板送至液压机3上的成型模腔60中，启动主油缸30驱动运动模5向下运动至成型模腔60，其中控制热挤压的挤压压力为0.40mpa，在上述挤压压力下对阳极铜板挤压5s，即完成对阳极铜板的热挤压加工处理。热挤压完毕后，松开主油缸30，运动模5复位，通过成型模腔的腔底活动设有的阳极铜板顶杆脱模装置7将热挤压后的阳极铜板向上顶起，完成阳极铜板的脱模。阳极铜板脱模后通过取板装置4抓取，运动到冷却水槽2进行冷却，冷却后的阳极铜板由叉车送至成品库。经检验，热挤压后的阳极铜板无飞边、毛刺、鼓包以及背筋现象，产品合格率达到99％。

对比例1

现有技术中传统阳极铜板的生产加工方法，包括以下步骤：液态状的铜水在浇铸圆盘的浇铸模中浇铸后，经喷淋冷却装置进行喷淋冷却，喷淋冷却后成型的阳极铜板经浇铸模下方的阳极铜板顶杆脱模装置顶起脱模后，由提取机提取送往冷却水槽中进行二次冷却，最终由叉车运送至加工车间通过人工清除阳极铜板上的飞边、毛刺、鼓包以及背筋，方得到合格的阳极铜板。该方法制备的阳极铜板合格率低于90％。

以上结合实施例对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。