铸造水平铸造机是用来生产不同规格的电解槽铝母线、阳极铝导杆的主要设备,它是将注入混合炉内的铝液,经溜槽流入中间包,再经导流板流到根据母线或导杆规格选定的结晶器内冷却结晶,在牵引机的牵引下,连续不断地从结晶器内结晶成型而产生出来。
该设备原电气线路采用继电器控制,其牵引速度是通过减速比实现的定速值,所以生产母线的规格受到限制,规格太大,铝水还未完全结晶,牵引机已将其拉出结晶器,会出现漏铝,无法生产出母线;规格较小,会出现堆铝或母线表面不光滑,生产出废品,只能生产一定规格的母线和导杆。采用变频器来控制,可以根据所生产母线或导杆规格设定牵引机的速度,可以更好地解决上述问题。为了保证连续生产,产品生产到一定长度必须将其按所需尺寸锯断,保证母线生产继续进行。与之配套的同步锯进锯速度,原采用继电器控制,进锯速度无法控制,锯断大规格尺寸的母线会由于进锯速度过快,将锯片损坏,出现“爬锯”现象,小规格母线或导杆会由于速度不匹配,使截面不光滑,不符合产品要求,同样,进锯电机控制由继电器控制改为变频器控制,可以根据需要设定任意规格母线或导杆所需要的进锯速度,因此通过两种控制方法的比较,这种改造具有显著优点。经改造后不仅保证连续生产,生产效率高,工艺流程简单,投资少,而且较大程度地保证了产品生产的合格率,更好地利用技术改造解决了实际生产难题。
一、工艺流程
铸造水平铸造机结构图如图1所示,混合炉内的铝液,经溜槽流入中间包,再经导流板流到根据母线或导杆规格选定的结晶器内冷却结晶,在牵引机的牵引下,连续不断地从结晶器内结晶成型而产生出来。在牵引机的拖动下,生产出母线沿着辊轮经过同步锯小车连续前进,当铝母线长度符合实际需要或长度为基准母线的倍数时,将同步锯小车推向起始位置,用压盘固定,启动锯片电机实现进锯,小车在母线的推动下前进,当小车行止终点前锯片将母线锯断,这样,可以连续生产出不同规格的铝母线或铝导杆。
二、继电器电气
控制系统原理
铸造水平铸造机牵引机及锯片进锯控制原理如图2所示,其电路控制完全采用继电器控制,M1为牵引机电动机,生产需要牵引机一般只需要单相运行。M2为进、退锯电机,其电路为正反转。其保护装置只采用了热继电器进行保护,保护性能差,若出现严重夹锯,电机过载过度,较大地破坏其电气性能,更有甚者会使电机烧坏。
不仅如此,还存在速度无法调整,在实际生产中存在不同截面尺寸的铝母线在铸造时,所要求的板式水平输送机的前进速度不同,而继电器控制速度无法调节,对于大规格母线,会由于速度太快,容易在结晶器处将母线拉断,外表虽光滑,但在母线内部易出现裂纹,影响导电流量,无法生产出合格的母线。对于小规格母线,会由于速度太慢,造成中间包铝水外溢,温度下降等问题。同步锯在锯断大规格尺寸的母线时会由于进锯速度过快,将锯片损坏,出现“爬锯”现象,小规格母线或导杆会由于速度不匹配,造成截面不光滑等缺陷,所以必须对其进行改造。
三、改进措施
铸造水平铸造机牵引机进、退锯电气控制系统改造原理图如图3所示,该设备选用MF-7.5K-380V型变频器,其性能较好。工作原理如下:当需要生产铝母线或阳极导杆时,安装好结晶器、引锭头后,需启动牵引机,按下按钮SB2,接触器KM1吸合,变频器1得电,变频器频率通过面板操作设定值为生产母线规格估计值的最小值,当引锭头将母线拉出结晶器,逐渐升高频率直到母线表面比较光滑符合生产要求为止,一般引锭头处1米左右为允许废品。此时的频率为生产这种规格母线的设定频率,牵引机就保持在此频率下连续运行,直到同一规格的母线生产任务完成为止,从而也得到了经验频率值。当生产母线长度达到生产需要或为规定长度的整数倍时,需将其锯断,启动锯片电机,再按下按钮SB4,变频器2得电,它的初始频率为0HZ,待锯片旋转稳定后,按下变频器2的正转按钮,再缓慢按升频率按钮,进、退锯电机正转,带动丝缸完成进锯,使其频率慢慢升高,观察截面比较光滑,符合产品要求,此时的频率为这种规格母线进锯频率,将其作为经验值,当锯断母线后,按下变频器2操作面板上的停止按钮,将所锯母线移走后,按下变频器2反转按钮,退锯频率一般设定为工频,退到位设计了到位限位,使接触器KM2断电,变
频器2失电,完成退锯工作。如此循环连续生产,圆满完成生产所需要的不同规格的铝母线、阳极导杆等产品。
四、效果分析
铸造水平铸造机初始设计后,由于采用继电器控制,牵引机、进退锯速度不可调,只能限制生产单一规格的产品,因此对该设备进行改造,将牵引机、进退锯采用变频器控制,调整电机频率,改变牵引速度、进锯速度,可生产出多种规格的铝母线,同时,也可生产出电解槽阳极导杆,不仅解决了新型电解槽扩容急需新规格母线的难题,也为生产规模扩大急需增加阳极数量所需导杆提供保证。所以此项改造看起来较小,但较好地利用技术改造解决了实际生产难题。
通过两种控制方式的比较,采用变频器控制的优越性充分体现出来,不仅生产范围扩大,生产效率提高,而且对电机保护性能提高。