双圆盘浇铸包异常浇铸分析与研究.pdf
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1、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
2、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
3、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
4、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
5、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
6、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
7、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
8、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
9、)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
10、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
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