一種輪式連鑄機的製作方法

2023-09-23 20:28:50

本發明涉及有色合金的連鑄設備，尤其是一種輪式連鑄機。

背景技術：

板柵是鉛酸蓄電池的重要組成部分，其作用包括作為電子集流體和固定活性物質。鉛酸蓄電池的使用過程中，多孔的活性物質會滲透硫酸，導致板柵發生腐蝕，影響板柵的循環使用壽命，進而對蓄電池的耐用性造成重要的影響；同時，電子的傳遞要求板柵具有良好的導電性，要求在使用過程中其腐蝕產物具有較低的阻抗，尤其是正極板柵。板柵的耐腐蝕性和晶體結構之間存在密切的關係，因此為了改進板柵的晶體結構，以改善板柵的腐蝕性能和鈍化產物，通常的方法包括加入銻等合金元素以及鑄軋成型工藝的採用。

與直接鑄造成型板柵相比，鑄軋成型首先鑄成鉛帶，然後對鉛帶進行壓延，並最終軋制形成板柵；由於增加了軋制步驟，所生產板柵的組織更緻密，機械強度高、耐穿透腐蝕、循環壽命延長。但鑄軋成型對性能的提高受到軋制壓縮比的限制，為了獲得好的性能，就需要大的軋制壓縮比，就需要鑄造更寬更厚的鉛帶。同時，由於連鑄的自動化程度高，通過連鑄連軋能夠極大的提高生產效率；且鉛液僅在結晶輪附近暴露，可通過集中抽風的方式降低鉛煙汙染，因此均希望採用連鑄設備生產鉛帶。在鉛帶生產中可供採用的連鑄設備主要包括浸鑄設備、熔料牽引連鑄設備、雙輥連鑄機、輪式連鑄機。

浸鑄設備又稱為鉛始極片製片機，通過將旋轉的冷卻成型輥筒浸入熔池中，在成型輥筒表面連續的形成具有一定厚度的金屬帶。熔料牽引連鑄設備，通過中間包和旋轉的冷卻成型輥筒相配合，中間包熔池中的鉛液不間斷地在旋轉的冷卻成型輥筒表面塗覆並形成具有一定厚度的金屬帶。浸鑄設備、熔料牽引連鑄設備，在用於製備具有較大厚度的鉛帶時，由於鉛的密度極大，一立方米的鉛重約11.3噸，重力會破壞熔化金屬在輥筒上的連續性，因此厚度越大成型越困難、厚度均勻性越差。因此，針對低銻鉛合金等凝固區間較寬的鉛合金，浸鑄設備、熔料牽引連鑄設備幾乎不能生產出合格的鉛帶；針對純鉛及鉛鈣或鉛鈣錫合金等凝固區間小的鉛合金，目前浸鑄設備、熔料牽引連鑄設備連鑄鉛帶的厚度通常為1mm左右。由於進一步軋制的空間小，因此目前浸鑄設備、熔料牽引連鑄設備主要用於直接連鑄板柵。

雙輥連鑄機，即目前常用於鋼板坯連鑄的連鑄機，兩輥相對設置，金屬液由兩輥上方澆入兩輥輥縫處形成熔池；隨輥的轉動，熔池內的金屬液經輥的冷卻形成連續的坯殼並進入輥下方的冷卻輥道；坯殼內未凝固的金屬液在冷卻輥道進一步冷卻，最終形成完整的鑄坯。雙輥連鑄機，坯殼內未凝固的金屬液需要在冷卻輥道進一步冷卻，由於鉛質軟，坯殼強度低、 易變形；且鉛密度大，會進一步加劇坯殼的變形。因此為了保證所生產鑄坯厚度的均勻性，就需要限制坯殼內未凝固金屬液的量，因此鑄坯的厚度難以提高，目前雙輥連鑄機連鑄鉛帶的厚度通常為5mm左右，不超過10mm。

綜上所述，浸鑄設備、熔料牽引連鑄設備以及雙輥連鑄機只能生產厚度較小的鉛帶，軋制壓縮比較小，而為了獲得組織緻密，機械強度高、耐穿透腐蝕、循環壽命延長的板柵，通常需要大的軋制壓縮比，就需要鑄造更寬更厚的鉛帶。目前，一般採用輪式連鑄機生產厚度、寬度較大的鉛帶，所述輪式連鑄機，包括機架、結晶輪、鋼帶輪系、無頭鋼帶、鑄坯輸送機構，所述結晶輪的外圓柱面上設置有內凹的結晶腔，所述鋼帶通過鋼帶輪系繃緊並繞過結晶輪，結晶輪安裝於鋼帶外側，結晶輪的部分外圓柱面與鋼帶外側面緊貼，並通過鋼帶封閉該部分的結晶腔形成沿結晶輪周向延伸的型腔，型腔兩端，一端為澆鑄口、另一端為拉坯口，還包括用於冷卻鋼帶、結晶輪的冷卻系統，通過冷卻系統對鋼帶、結晶輪的冷卻，由澆鑄口注入的金屬液在型腔內逐步凝固形成鑄坯，隨結晶輪、鋼帶的運動鑄坯由拉坯口拉出。由於通過鋼帶包圍結晶腔形成完整的密閉型腔，為鑄坯提供了良好的支撐，金屬液能自動對凝固收縮進行補液，因此保證了鑄坯形狀的穩定性，能夠生產厚度、寬度較大的鉛帶。但是，這種輪式連鑄機在使用過程中存在以下問題：首先，在開始由澆鑄口向型腔內注入鉛液時，鉛液在自重的作用下沿著型腔流向拉坯口，由於型腔的橫截面積較大，且型腔內沒有阻擋物，當鉛液流到拉坯口時還未完全凝固，未凝固的鉛液從拉坯口溢出，使得連鑄不能繼續進行。其次，在連鑄過程中，型腔內的鑄坯一般靠鑄坯輸送機構拉力將鑄坯與結晶腔分離，但是，在連鑄過程中，有時會出現鑄坯與結晶腔粘接在一起的現象，此時就需要很大的拉力才能將鑄坯與結晶腔分離，在這種情況下，很容易將鑄坯拉斷，影響連鑄的的正常進行。再者，現有的輪式連鑄機的澆注中間包和拉坯口位於結晶輪的同一側；同時，為了避免和澆鑄中間包及中間包的澆鑄傾斜平臺產生幹涉，通常輸送輥道位於結晶輪相對中間包的另一側並位於結晶輪上方，輸送輥道和拉坯口之間設置由拉坯口附近彎曲延伸至結晶輪上方輸送輥道起點端的弧形引橋，在拉坯口和輸送輥道之間的鑄坯，向上運動，受自重影響容易變形甚至斷裂。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種在連鑄開始時避免鉛液從型腔的拉坯口溢出的輪式連鑄機。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：該輪式連鑄機，包括機架、結晶輪、無頭鋼帶、鋼帶輪系，所述結晶輪的外圓柱面上設置有內凹的結晶腔，所述鋼帶通過鋼帶輪系繃緊並繞過結晶輪，結晶輪安裝於鋼帶外側，結晶輪的部分外圓柱面與鋼帶外側面緊貼，並通過鋼帶封閉該部分的結晶腔形成沿結晶輪周向延伸的型腔，型腔一端為澆鑄口、另一端為拉 坯口，還包括用於冷卻鋼帶、結晶輪的冷卻系統，所述型腔內設置有用於防止鉛液從型腔的拉坯口溢出的堵頭結構，所述堵頭結構包括用於防止鉛液從型腔的拉坯口溢出的擋板以及固定在擋板上的壓板，壓板上設置有彈簧，壓板的表面與型腔的內壁貼合，彈簧一端與壓板相連，另一端頂在鋼帶上，並且彈簧在型腔內呈壓縮狀態。

進一步的是，所述機架上設置有用於將板坯與結晶腔分離的楔形起錠劈尖，所述起錠劈尖位於拉坯口的上方，所述起錠劈尖的尖端與結晶輪的結晶腔底部接觸。

進一步的是，由過結晶輪軸向的縱向平面將結晶輪劃分為第一區域和第二區域，所述澆鑄口位於結晶輪第一區域的上部，所述拉坯口位於結晶輪第二區域的下部；所述機架上還設置有鑄坯輸送機構，所述鑄坯輸送機構包括引橋、輸送輥道、板坯支撐機構；所述引橋的輸送面為平滑的曲面且一端高於另一端，所述引橋高的一端位於結晶輪上方、低的一端位於結晶輪第二區域的外側；所述輸送輥道一端位於結晶輪上方並與引橋高的一端相連、另一端位於結晶輪第一區域的外側；所述板坯支撐機構由結晶輪第二區域的外側斜向下延伸至結晶輪的拉坯口位置的上方，由板坯支撐機構形成平行於結晶輪軸向的板坯支撐面；所述引橋低的一端位於板坯支撐機構遠離結晶輪一端的上方，所述板坯支撐機構靠近結晶輪的一端與起錠劈尖的尖端之間的距離同板坯厚度相適應。

進一步的是，所述在機架上安裝有推板機構，所述推板機構包括託輥軸、安裝在機架上的連接託輥、翻轉體、用於翻轉體的驅動機構；所述連接託輥設置在板坯支撐機構遠離結晶輪一端端頭的外側，且所述託輥軸軸向平行於結晶輪軸向；所述翻轉體一端與連接託輥的託輥軸鉸接，在驅動機構作用下翻轉體繞託輥軸轉動，所述翻轉體通過驅動機構和託輥軸安裝在機架上。

本發明的有益效果是：通過在型腔內設置堵頭結構，在開始由澆鑄口向型腔內注入鉛液時，由於堵頭結構的存在，會將鉛液擋住，避免未凝固的鉛液從型腔的拉坯口溢出，能夠保證連鑄工序的正常進行。由擋板、壓板、彈簧組成的堵頭結構，不但能夠有效防止鉛液從型腔的拉坯口溢出，同時，還能夠使堵頭自動與結晶腔分離。

附圖說明

圖1是本發明輪式連鑄機的結構示意圖；

圖2是本發明所述堵頭的結構示意圖；

圖中標記說明：機架100、引橋110、輸送輥道120、板坯支撐機構130、推板機構170、託輥軸171、連接託輥172、翻轉體173、驅動機構174、起錠劈尖180、尖端181、結晶輪200、結晶腔201、澆鑄口203、拉坯口204、無頭鋼帶301、鋼帶輪系302、堵頭結構400、擋板402、壓板403、彈簧404。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

如圖1、2所示，所述輪式連鑄機，包括機架100、結晶輪200、無頭鋼帶301、鋼帶輪系302，所述結晶輪200的外圓柱面上設置有內凹的結晶腔201，所述鋼帶301通過鋼帶輪系302繃緊並繞過結晶輪200，結晶輪200安裝於鋼帶301外側，結晶輪200的部分外圓柱面與鋼帶301外側面緊貼，並通過鋼帶301封閉該部分的結晶腔201形成沿結晶輪200周向延伸的型腔，型腔一端為澆鑄口203、另一端為拉坯口204，還包括用於冷卻鋼帶301、結晶輪200的冷卻系統，所述型腔內設置有用於防止鉛液從型腔的拉坯口204溢出的堵頭結構400。通過在型腔內設置堵頭結構400，所述堵頭結構400包括用於防止鉛液從型腔的拉坯口204溢出的擋板402以及固定在擋板402上的壓板403，壓板403上設置有彈簧404，壓板403的表面與型腔的內壁貼合，彈簧404一端與壓板403相連，另一端頂在鋼帶301上，並且彈簧404在型腔內呈壓縮狀態。在開始由澆鑄口203向型腔內注入鉛液時，由於堵頭結構400的存在，會將鉛液擋住，避免未凝固的鉛液從型腔的拉坯口204溢出，能夠保證連鑄工序的正常進行。由擋板402、壓板403、彈簧404組成的堵頭結構400，不但能夠有效防止鉛液從型腔的拉坯口204溢出，同時，還能夠使堵頭結構400自動與結晶腔201分離，當堵頭結構400處於型腔內時，彈簧404處於壓縮狀態，將壓板403與結晶腔201內壁緊緊貼合在一起，防止堵頭結構400在型腔內滑動，當堵頭結構400隨結晶輪200轉動到拉坯口204時，彈簧404恢復到原來狀態，不在壓緊壓板403，使得堵頭結構400與結晶腔201自動分離。

為了能夠有效避免拉坯口204和輸送輥道120之間鑄坯的變形甚至斷裂，由過結晶輪200軸向的縱向平面將結晶輪200劃分為第一區域和第二區域，所述澆鑄口203位於結晶輪200第一區域的上部，所述拉坯口204位於結晶輪200第二區域的下部；所述機架100上還設置有鑄坯輸送機構，所述鑄坯輸送機構包括引橋110、輸送輥道120、板坯支撐機構130；所述引橋110的輸送面為平滑的曲面且一端高於另一端，所述引橋110高的一端位於結晶輪200上方、低的一端位於結晶輪200第二區域的外側；所述輸送輥道120一端位於結晶輪200上方並與引橋110高的一端相連、另一端位於結晶輪200第一區域的外側；所述板坯支撐機構130由結晶輪200第二區域的外側斜向下延伸至結晶輪200的拉坯口204位置的上方，由板坯支撐機構130形成平行於結晶輪200軸向的板坯支撐面；所述引橋110低的一端位於板坯支撐機構130遠離結晶輪200一端的上方，所述板坯支撐機構130靠近結晶輪200的一端與起錠劈尖180的尖端181之間的距離同板坯厚度相適應。通過板坯支撐機構130的設置，使得引橋110拉坯口204一端外移，降低引橋110的坡度，增強了引橋110對其上鑄坯的支撐能力；同時，通過板坯支撐機構130在拉坯口204和引橋110之間形成良好的支撐，因此能 夠有效避免拉坯口204和輸送輥道120之間鑄坯的變形甚至斷裂。

最後，在所述在機架100上安裝有推板機構170，所述推板機構包括託輥軸171、安裝在機架100上的連接託輥172、翻轉體173、用於翻轉體173的驅動機構174；所述連接託輥172設置在板坯支撐機構130遠離結晶輪200一端端頭的外側，且所述託輥軸171軸向平行於結晶輪200軸向；所述翻轉體173一端與連接託輥172的託輥軸171鉸接，在驅動機構174作用下翻轉體173繞託輥軸171轉動，所述翻轉體173通過驅動機構174和託輥軸171安裝在機架100上。在開澆時，翻轉體173位於初始位置，隨連鑄的進行，鑄坯的坯頭在由板坯支撐面和翻轉體173的板坯翻轉面連接構成的面上延伸，通過板坯支撐機構130和推板機構170對鑄坯進行臨時支撐；當鑄坯達到一定的長度後，翻轉體173通過驅動機構174向上翻轉，從而帶動鑄坯向上翻轉，鑄坯坯頭在自重作用下掉落至輸送輥道120上，並通過鑄坯的自重保證了鑄坯同引橋110、輸送輥道120的配合，從而避免了通過人工將坯頭轉移至引橋110及輸送輥道120上時，可能的對鑄坯的損壞。