一种阳极板浇铸系统的制作方法

[0001]
本实用新型属于浇铸模具技术领域，具体是一种阳极板浇铸系统。


背景技术：

[0002]
在铜火法冶炼工艺中，铜阳极板铸模是非常重要的浇铸工艺装备，它直接关系着阳极铜的质量及浇铸成本。现在国内外铜阳极板铸模主要用铸铁模、铸钢模及铜模三种材质。现在国内外铜阳极板铸模主要用铸铁模、铸钢模及铜模三种材质。(1)铸铁模导热性、抗激冷激热性低，在高温铜水浇铸后再进入强制冷却后很容易开裂甚至整体断裂，使用寿命短且安全性差，并且耐腐蚀性差，浇铸温度过高时，铸铁模中的fe3c将与铜液中残余的cu2o作用，使铸壁产生蚀斑，放出的co还将增加阳极铜的气孔率，虽然铸铁模造价不高但其使用成本较高，目前正逐渐退出市场；(2)铸钢模有较好的抗激冷激热性，不易变形，热稳定性好于铜模，所浇铸的阳极板物理外观规整，悬垂度好。但导热性较铜模差，在浇铸过程中易出现降温不够而出现铸模型腔的浇铸冲刷区烧损和龟裂；(3)铜模导热性好，浇铸过程中不与铜液作用，使用厂家可以用母模自行铸造，制造简便，废模具还可及时回炉重熔等优点，在不考虑资金占用的情况下大型铜冶炼企业较多用自铸铜模生产铜阳极板；但铜模在使用时其浇铸冲刷区很容易与高温铜水粘连而出现粘模，故在使用时需要用大量的脱模剂喷涂于铜模型腔表面，以阻止浇铸粘模。脱模剂作为化工原料的其价格近些年一涨再涨，导致生产成本也在不断增加，而且脱模剂附着在阳极板表面易对电解及后序工艺造成不利影响，进而影响企业终端产品的质量及成本，并且脱模剂喷涂不均匀或配比不佳还会造成黏膜，形成废板。同时铜模长时间使用容易发生变形和开裂，导致阳极板板面厚薄不均以及背筋增多的不良现象，从而大大降低了阳极板的品质，增加下道工序电解生产品质及成本控制难度。
[0003]
随着钢模的综合性价比优势不断被接受和认可，越来越多的企业改为采用钢模浇铸阳极板，但铸钢模的导热性较铜模差，因此如何提高铸钢模的导热性是亟需解决的问题。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种阳极板浇铸系统。
[0005]
一种阳极板浇铸系统，包括浇铸圆盘和用于提供冷却介质的冷却系统；
[0006]
所述浇铸圆盘包括若干个钢模以及与钢模配套的托盘；所述钢模包括模具本体，所述模具本体上形成有用于浇铸铜阳极板的模具型腔，所述模具本体内部还具有水流通道，所述水流通道位于所述模具型腔下方且与模具型腔不连通，所述模具本体上还具有与所述水流通道连通的进水口和出水口；所述托盘包括用于承托钢模的托盘本体，所述托盘本体上形成有用于储存冷却介质的凹槽，所述钢模的下端位于所述凹槽内，所述托盘本体的底部具有与所述凹槽连通的第一进水管；
[0007]
所述冷却系统与所述进水口和第一进水管连通。
[0008]
进一步地，所述凹槽底部还设置有开口朝上且与所述进水口位置相对应的第二喷头，所述第二喷头与所述进水口连通且，所述托盘本体的底部具有与所述第二喷头连通的第二进水管。
[0009]
进一步地，所述冷却系统包括主流管、分流管、三通接头以及分配器，主流管的进水端连通冷却介质，出水端通过一旋转接头与三通接头连通，三通接头的出水端连接分流管，分流管的出水端连接分配器，分配器的出水端连接有支管，支管的出水端分别与托盘上的第一进水管和第二进水管连通。
[0010]
进一步地，所述第二喷头上还连接有开口朝上的喷管，所述喷管的顶端与所述钢模底部抵接，所述喷管与进水口连通，且喷管的顶端开口的宽度大于所述进水口的宽度。
[0011]
进一步地，所述喷管开口的宽度从底端至顶端逐渐增大，所述喷管为弹性材质。
[0012]
进一步地，所述水流通道沿模具本体宽度方向横向设置，且水流通道与模具型腔之间的距离为3～5cm，所述进水口位于所述模具型腔宽度方向的中心位置，所述出水口设置在所述模具本体的侧壁上，所述水流通道的两端均具有所述出水口。
[0013]
进一步地，所述钢模的底壁上具有开口朝下且呈三角形的卡槽，所述托盘本体的侧壁卡在卡槽内。
[0014]
进一步地，所述模具本体上还具有贯穿其底壁的顶杆孔，所述托盘本体的底壁还贯穿设置有与所述顶杆孔相适配的顶杆筒，所述顶杆孔和顶杆筒内设置有相适配的顶杆，所述顶杆的顶壁与模具型腔的底壁齐平，且顶杆在外力的作用下能够沿顶杆孔和顶杆筒向上运动而将模具型腔内的铜阳极板顶起。
[0015]
进一步地，所述顶杆孔包括从上至下依序连接的第一顶杆孔、第二顶杆孔以及第三顶杆孔，第一顶杆孔的宽度大于第三顶杆孔的宽度，所述第二顶杆孔的宽度从上至下逐渐减小。
[0016]
进一步地，所述托盘本体的前侧壁上还设置有前顶板，所述前顶板位于钢模的外侧，所述前顶板的顶部高于钢模的顶部，所述托盘本体底部还设置有托盘固定板，所述托盘固定板上设置有倒勾。
[0017]
进一步地，所述凹槽底部还设置有开口朝上的第一喷头，所述托盘本体侧壁上还具有与凹槽连通的溢水口，所述溢水口位于所述钢模顶端的下方，所述凹槽底部还连接有排空管。
[0018]
本实用新型至少具有以下有益效果之一：
[0019]
1、本实用新型通过将传统的铜模设置成钢模和托盘配合结构，一方面通过在钢模内设置水流通道，通过底部的进水口向水流通道注入冷水，冷水沿水流通道向两端流动，从而能够带走热量，提高了钢模的散热效果，能够使模具型腔内的铜水尽快降温凝固形成铜阳极板；另一方面通过设置与钢模配套的托盘，钢模放置在托盘内并与凹槽内的冷却介质接触，进一步利用凹槽内的冷却介质对钢模下端进行降温，有利于钢模散热；并且利用第一喷头向上喷水，对钢模底部进行降温。本实用新型通过设置成钢模和托盘配合结构能够提高钢模的散热效果，有利于缩短铜水的凝固时间，且钢模结构简单，使用方便、安全；与现有技术中的铜模相比，本实用新型中的钢模减少了脱模剂的使用，不仅能够降低成本，而且可以减少脱模剂对阳极板对电解造成的不利影响。
[0020]
2、本实用新型设置了冷却系统与钢模和托盘连接，以向钢模和托盘提供冷却介
质，并且本实用新型中的分流管能够随着钢模和托盘同步旋转，从而能够始终向钢模和托盘提供冷却介质，有利于钢模散热。
[0021]
3、本实用新型还设置了第二喷头和喷管，通过喷管与钢模底部抵接以使得第二喷头与进水口连通，并且喷管采用弹性材质，当钢模底部倾斜时，由于弹性材料具有可伸缩性，从而喷管的顶端始终与钢模底部抵接在一起，使水能够尽量多通过进水口进入水流通道内，利于钢模降温。
[0022]
4、本实用新型还设置了前顶板用于保护钢模，在压模时只会压在前顶板上，再通过前顶板将压力传给圆盘模梁，从而避免钢模受力发生变形。
[0023]
5、本实用新型通过在模具本体上设置贯穿的顶杆孔，顶杆孔的上端与模具型腔连通，顶杆孔内设置相适配的顶杆，顶杆在外力的作用下能够沿顶杆孔向上运动而将模具型腔内的铜阳极板顶起，从而在铜水凝固形成铜阳极板后，通过电机等装置将顶杆顶杆孔向上顶起，顶杆能够将铜阳极板的一端顶起，便于机械手抓取而将制作好的铜阳极板取下。
附图说明
[0024]
图1为本实用新型优选实施例中阳极板浇铸系统的俯视结构示意图；
[0025]
图2为本实用新型优选实施例中阳极板浇铸系统的侧视结构示意图；
[0026]
图3为本实用新型优选实施例中钢模和托盘配合结构示意图
[0027]
图4为本实用新型优选实施例中钢模的俯视结构示意图；
[0028]
图5为本实用新型优选实施例中钢模的仰视结构示意图；
[0029]
图6为图4中a-a剖视结构示意图；
[0030]
图7为本实用新型优选实施例中托盘的俯视结构示意图；
[0031]
图8为本实用新型优选实施例中托盘的侧视结构示意图；
[0032]
图9为图7中b-b剖视结构示意图；
[0033]
图10为实用新型优选实施例中旋转接头的内部结构示意图；
[0034]
图11为本实用新型优选实施例中旋转接头的俯视结构示意图；
[0035]
附图标记：
[0036]
100、钢模；101、模具本体；102、模具型腔；103、水流通道；104、进水口；105、出水口；106、顶杆孔；1061、第一顶杆孔；1062、第二顶杆孔； 1063、第三顶杆；107、沉孔调节装置；108、卡槽；
[0037]
200、托盘；201、托盘本体；202、凹槽；203、第一喷头；204、顶杆筒； 205、第二喷头；206、喷管；207、溢水口；208、排空管；209、前顶板；210、顶杆筒支撑板；211、顶板固定板；212、托盘固定板；213、倒勾；
[0038]
301、主流管；302、分流管；303、旋转接头；304、弯头管；305、三通接头；306、分配器；307、波纹金属软管；308、法兰；309、支架；310、支管。
具体实施方式
[0039]
下面将结合本实用新型的实施例中的附图，对本实用新型的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前
提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0040]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0041]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0042]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0043]
如图1～2所示，本实施例提供一种阳极板浇铸系统，包括浇铸圆盘、用于提供冷却介质的冷却系统、计量装置、阳极顶起装置以及控制系统等。计量装置包括一个中间包和两个浇铸包，用于向浇铸圆盘浇铸铜水，阳极顶起装置用于顶起阳极板，控制系统用于控制整个系统，本领域技术人员清楚计量装置、阳极顶起装置以及控制系统的结构和原理，本实施例不再赘述。
[0044]
本实施例中的浇铸圆盘包括圆盘驱动系统和配套的钢模100和托盘200，圆盘驱动系统用于驱动钢模100和托盘200旋转；图3为钢模100和托盘200 的配合结构，钢模100放置在托盘本体201上，具体的，钢模100的底壁上具有卡槽108，托盘本体201的侧壁上与卡槽108相适配，从而卡在卡槽108 中，以防止钢模100侧向滑动，本实施例中，卡槽108呈三角形且开口朝下，托盘本体201的侧壁倾斜设置形成一个朝向钢模100的尖角，该尖角能够卡设在卡槽108内。每个浇铸圆盘上设置有若干个配套的钢模100和托盘200，本实施例中，每个浇铸圆盘上设置有18个配套的钢模100和托盘200，具体可以根据实际情况而定。
[0045]
如图4～6所示为本实施例中的阳极板浇铸用钢模100，包括模具本体101，所述模具本体101的上表面形成有用于浇铸铜阳极板的模具型腔102，模具型腔102的形状和深度可以根据实际需求而定。
[0046]
为了便于钢模降温，模具本体101内部还具有水流通道103，所述水流通道103位于所述模具型腔102下方，并且与模具型腔102不连通，从而水流通道103内的水与模具型腔102内的铜水不直接接触。水流通道103的数量为若干个，各水流通道103均匀间隔设置，本实施例中，水流通道103的数量为5个，5个水流通道103沿模具本体101宽度方向横向设置，本实施例中的宽度方向为图4和图5的左右方向。为了更进一步利于钢模降温，水流通道103与模具型腔之间的距离为3～5cm，通过减少水流通道103与模具型腔 102之间的距离，使水流通道103更加靠近模具型腔102，从而通过水流通道 103内水的流动能够尽量多的带走模具型腔102的热量，有助于模具型腔102 内的铜水凝固形成铜阳极板。所述模具本体101上
还具有与所述水流通道103 连通的进水口104和出水口105。本实施例中，每个水流通道103上均具有一个进水口104和两个出水口105，进水口104设置在水流通道103的侧壁上，且位于水流通道103长度方向的中心，进水口104设置在所述模具本体101 的底壁上，且位于模具型腔宽度方向的中心位置，即水流通道103长度方向的中心与模具型腔宽度方向的中心重合。两个出水口105分别设置在水流通道103的两端，且位于所述模具本体101的相对侧壁上。由于浇铸时，铜水先倒在模具型腔的中间位置，而后流动至模具型腔的四周，因此，本实施例将进水口104设置在模具型腔的中间位置，水流通道103沿模具本体101宽度方向横向设置，使得从进水口104进来的冷水先与模具型腔的中间位置接触，以利于铜水尽快散热，而后冷水沿着水流通道103向两端流动，与铜水流动方向保持一致，能够提高散热效果，使模具型腔内的铜水能够尽快凝固形成铜阳极板。
[0047]
所述模具本体101上还具有贯穿其底壁的顶杆孔106，顶杆孔的上端与模具型腔连通，所述顶杆孔内设置有相适配的顶杆，所述顶杆的顶壁与模具型腔102的底壁齐平，因此在浇铸的时候，顶杆不会影响铜阳极板的厚度和表面平滑度；顶杆在外力的作用下能够沿顶杆孔向上运动而将模具型腔内的铜阳极板顶起，从而在铜水凝固形成铜阳极板后，通过电机等装置将顶杆顶杆孔向上顶起，顶杆能够将铜阳极板的一端顶起，便于机械手抓取而将制作好的铜阳极板取下。本实施例中，所述顶杆孔包括从上至下依序连接的第一顶杆孔1061、第二顶杆孔1062以及第三顶杆孔1063，第一顶杆孔1061的宽度大于第三顶杆孔1063的宽度，所述第二顶杆孔1062的宽度从上至下逐渐减小，有利于减少碎渣等掉入顶杆孔内。
[0048]
所述模具本体101底部还设置有用于调节其水平度的沉孔调节装置107，具体地，沉孔调节装置107可以是具有螺纹的支撑脚，支撑脚的数量为3～4 个，螺接在模具本体101上，通过调节支撑脚的高度，即可调节模具本体101 的水平度，使模具本体101保持水平，减少由于模具本体101不水平导致铜阳极板厚度不均匀的情况。
[0049]
如图7～9所示为本实施例中的配套托盘，托盘包括用于承托钢模100的托盘本体201，所述托盘本体201上形成有用于储存冷却介质的凹槽202，所述钢模100的下端位于所述凹槽202内，但钢模100的上端高于所述凹槽202 侧壁，所述托盘本体201的底部具有与所述凹槽202连通的第一进水管，通过第一进水管向凹槽202充入冷却水，利用凹槽内的冷却水对钢模100进行降温。所述托盘本体201的底部还贯穿设置有与所述钢模100上的顶杆孔相适配的顶杆筒204，从而顶杆能够从顶杆筒204内穿过进入顶杆孔内；本实施例中，顶杆筒204通过顶杆筒支撑板固定在托盘本体201上。
[0050]
本实施例中，所述凹槽202底部还设置有开口朝上的第二喷头205，所述第二喷头205的位置与所述钢模100上的进水口104的位置相对应，所述托盘本体201的底部具有与所述第二喷头205连通的第二进水管，本实施例中，第二喷头205的数量为5个，且分别与进水口104的位置对应，用于向进水口104提供水。所述第二喷头205上还连接有开口朝上的喷管206，所述喷管 206的顶端与所述钢模100底部抵接，喷管206的顶端开口的宽度大于所述进水口104的宽度，进水口104位于所述喷管206开口的内侧，从而喷管206 的开口能够包裹住进水口104而与进水口104连通，本实施例中，所述喷管 206开口的宽度从底端至顶端逐渐增大。通过喷管206包裹住进水口104便于向进水口104输送水，使水能够尽量多通过进水口104进入水流通道103内，本实施例中，所述喷管206采用弹性材料，由于弹性材料具有可伸缩性，从而当钢模100底部倾斜时，喷管206的顶端始终与钢模100底部抵接在一起，使水能
够尽量多通过进水口104进入水流通道103内。
[0051]
本实施例中，所述凹槽202底部还设置有开口朝上的第一喷头203，所述第一喷头203与所述第二进水管连通，通过第一喷头203对钢模100底部喷洒水，以利于钢模100进行降温。
[0052]
本实施例中，所述托盘本体201侧壁上还具有溢水口207，所述溢水口 207位于所述钢模100顶部的下方，从而当凹槽202内水太满时可以通过溢水口207流出，避免凹槽202内水太满而进入模具型腔102。
[0053]
本实施例中，所述凹槽202底部还连接有排空管208，用于将凹槽202 内的水排净，排空管208上设置有排空阀。
[0054]
本实施例中，所述托盘本体201的侧壁上还设置有前顶板209，所述前顶板209位于钢模100的外侧，所述前顶板209的顶部高于钢模100的顶部。托盘本体201的底部安装有顶板固定板211，前顶板209安装在顶板固定板 211上。所述托盘本体201底部还设置有托盘固定板212，所述托盘固定板212 上设置有倒勾213，用于安装固定托盘。本实施例设置前顶板209是为了保护钢模100，在压模时只会压在前顶板209上，再通过前顶板209将压力传给圆盘模梁，从而避免钢模100受力变形。
[0055]
如图1～2所示，冷却系统设置在浇铸圆盘中间位置，通过支架309固定安装。冷却系统包括主流管301以及两个分流管302，主流管301的进水端与喷淋总管连接，出水端与弯头管304连接，弯头管304与直管连接，直管上连接有旋转接头303，旋转接头303的出水端连接有三通接头305，三通接头 305的出水端连接两个分流管302，分流管302的出水端分别连接有分配器306，分配器306的出水端连接有支管310，支管310的出水端连接有波纹金属软管 307，波纹金属软管307通过法兰308连接，波纹金属软管307的出水端分别与托盘200上的第一进水管和第二进水管连通，用于向第一进水管和第二进水管提供冷却介质，如冷却水，分流管302是通过旋转接头303连接在主流管301上的，从而分流管302能够随着钢模100和托盘200同步转动，从而能够始终向钢模100和托盘200内提供冷却介质以利于钢模100散热降温。
[0056]
本实施例通过将传统的铜模设置成钢模和托盘配合结构，一方面通过在钢模内设置水流通道，通过底部的进水口向水流通道注入冷水，冷水沿水流通道向两端流动，从而能够带走热量，提高了钢模的散热效果，能够使模具型腔内的铜水尽快降温凝固形成铜阳极板；另一方面通过设置与钢模配套的托盘，钢模放置在托盘内并与凹槽内的冷却介质接触，利用凹槽内的冷却介质对钢模下端进行降温，有利于钢模散热；并且利用第一喷头向上喷水，对钢模底部进行降温。通过设置成钢模和托盘配合结构能够提高钢模的散热效果，有利于缩短铜水的凝固时间，且钢模结构简单，使用方便、安全；与现有技术中的铜模相比，本实用新型中的钢模减少了脱模剂的使用，不仅能够降低成本，而且可以减少脱模剂对阳极板对电解造成的不利影响。由于钢模和托盘是使用过程中一直在旋转，因此本实用新型设置了冷却系统，分流管与钢模和托盘连接且能够同步旋转，从而能够始终向钢模和托盘提供冷源。本实施例还设置了第二喷头和喷管，通过喷管与钢模底部抵接，使得第二喷头喷出的水能够尽量多进入进水口，并且喷管采用弹性材质，当钢模底部倾斜时，由于弹性材质具客可伸缩性，从而喷管的顶端始终与钢模底部抵接在一起，使水能够尽量多通过进水口进入水流通道内，利于钢模降温。本实施例还设置了前顶板用于保护钢模，在压模时只会压在前
顶板上，再通过前顶板将压力传给圆盘模梁，从而避免钢模受力发生变形。本实施例通过在模具本体上设置贯穿的顶杆孔，顶杆孔的上端与模具型腔连通，顶杆孔内设置相适配的顶杆，顶杆在外力的作用下能够沿顶杆孔向上运动而将模具型腔内的铜阳极板顶起，从而在铜水凝固形成铜阳极板后，通过电机等装置将顶杆顶杆孔向上顶起，顶杆能够将铜阳极板的一端顶起，便于机械手抓取而将制作好的铜阳极板取下。
[0057]
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。