淺談OUTOTEC陽極整形聯動機組優化改造

劉連文

（金隆銅業有限公司，安徽銅陵 244000）

0.概述

OUTOTEC陽極整形聯動機組是金隆公司2006年從芬蘭OUTOTEC公司引進的電解銅陽極板整形裝置、排列裝置，主要有陽極板批量接受站，批量臺車及鏈運機構，壓耳機構、轉運與橫送鏈運機構，整形壓力機，吊耳切削機構，提升鏈運機構，陽極板排列鏈運機構，輸出臺車，準備架機構。設計能力為500塊/小時。

1.優化改造前主要存在的問題

（1）目前金隆陽極板基準控制長為1089mm左右，電銅下沿偏薄，根據產生的要求，希望陽極板能夠在現有的基礎上盡量加長，陽極板在機組某些機構內通過困難，同時陽極板在通過1#、2#轉運時倒板現象時有發生，嚴重影響整個聯動機組作業效率。（2）聯動機組底銑機構夾鉗各鉸鏈銷軸斷裂頻繁，1#、2#轉運機構、橫送鏈導向裝置設計缺陷等問題，造成設備及物料故障較多，機組作業效率較大。陽極板外型尺寸與設計尺寸存在一定的偏差，壓耳機構及陽極切削機構存在一定的設計缺陷，切削穩定性差，切削效果不理想，造成陽極板整形加工后懸垂對生產造成一定的影響。

2.主要改造內容

2.1 聯動機組適應陽極板加長改造

改造前，基準控制長為1089mm左右，根據公司要求，陽極板需要加長21mm，按照陽極機組現有情況，加長后的陽極板在機組某些機構內通過，為了解決問題，滿足生產的需要。對如下機構進行局部改造[1]。

（1）1#轉運裝置改造：陽極板加長21mm后，陽極板通過轉運機構時與下沿防倒裝置容易碰撞，造成倒板現象，將轉運裝置托板由755mm加高到777mm，有效解決加長后的陽極板能夠順利通過1#轉運裝置。（2）2#轉運裝置改造：陽極板加長15mm后，陽極板通過2#轉運機構時與下沿防倒裝置容易碰撞，造成倒板現象，將轉運裝置托板由400mm加高到415mm，有效解決加長后的陽極板能夠順利通過2#轉運裝置。（3）側銑下沿頂起機構改造。在陽極板加長21mm以后，陽極板無法通過此機構托板，為了保證陽極板被頂起時其在側銑機構位置不變，采取將陽極板下沿托板進行改造，托板固定螺栓孔位置不變，托板V型口下降20mm，托板高度由200mm減少到180mm。（4）清掃鏈鏈板改造。陽極板在切削機構移動時，吊耳切削后的削通過清掃鏈進行排削，改造前陽極板下沿與過清掃鏈之間有26mm的距離，陽極板加長改造后距離只有5mm左右，沒有足夠安全距離的情況下，陽極板有時會被清掃鏈頂起。吊耳無法正常切削。有時陽極板在切削鏈與提升過渡機構位置由于陽極板跑位，陽極板一邊能夠被提升鏈帶起，另外一邊沒有被帶上造成掉板現象。通過對鏈板上部分高度減少5mm，下部分高度不變，這樣陽極板下沿與清掃鏈之間的距離將增加到10mm左右，能夠保證陽極板下沿與清掃鏈之間足夠的安全距離，較好的解決陽極板被清掃鏈頂和切削鏈與提升過渡機構位置的掉板問題。

通過以上問題的解決，陽極板加長21mm以后，陽極機組能夠滿足生產的需要。

2.2 提升聯動機組作業效率、加工質量的改造

金隆公司PC電解陽極板儲備能力只有4槽，聯動機組作業效率是保證正常生產的前提，這要求整改機組運行平穩、故障低，特別是不能有影響時間長（1h以上）的故障。改造前主要故障有1#、2#轉運機構位置掉板多，驅動軸斷裂頻繁，橫送鏈磨損、斷銷、卡板，底銑機構夾鉗各鉸鏈銷軸斷裂頻繁問題，切削質量不穩定，影響機組的作業效率及加工質量。主要改造如下。

（1）橫送鏈的改造。由于陽極板粉塵多，橫送鏈潤滑環境差，橫送鏈導向輪軸套、鏈銷及銷套磨損快，橫送鏈使用壽命只有一年左右，陽極機組驅動軸容易斷裂，斷裂時檢修時長。改造措施是將橫送鏈導向鏈的軸套改為免潤滑的軸承，如圖1所示，解決了潤滑環境差造成導向輪軸套磨損快的問題，同時整改后鏈條阻力減少，解決了橫送鏈驅動軸、從動軸容易斷裂的問題。通過改造，鏈條的使用壽命達到2年以上，鏈銷斷裂問題得以解決。

圖1 橫送鏈導向滾結構圖

（2）1#、2#轉運機構改造。陽極機組轉運裝置的驅動軸處于非對稱性循環應力工作狀態，驅動軸太小（φ30），軸的強度滿足不了使用要求，容易斷裂。上下從動軸鎖緊螺母容易松動。改造前轉運裝置齒輪軸固定螺栓容易松動、軸斷裂、定位不準確等，嚴重影響陽極機組正常作業。改造措施：將驅動軸和小齒輪做成一體，驅動軸的直徑由φ30加大到φ55。材質改為40Cr，調質到260HB～280HB，齒輪表面高頻淬火到40HRC等改善軸的受力條件，同時選擇抗沖擊的材料和合適的熱處理方式。上下從動軸鎖緊螺母容易松動，將軸與鎖緊螺母處的螺紋改為正反螺紋，并配置正反螺母，取代鎖緊墊圈+螺母的形式。

（3）底銑夾鉗改造。陽極板耳部切削時通過上部兩個吊耳夾鉗與下部兩個下沿夾鉗進行定位。吊耳切銑時對耳部下沿進行平行切削，銑刀推進速度為0.5m/s，轉數為2950rpm，耳部切銑寬度60mm，在推進切銑時，耳部將會受到一個較大的水平力與向上推擠力，合成后形成斜向上的力。如圖2所示。

圖2 陽極板吊耳切銑推進受力圖

如果夾鉗夾緊力不夠、切銑時耳部的定位穩定性差，造成切銑平整性差，切銑面成弧型，陽極板加工后懸垂差，電解裝槽作業速度得以提高，出銅操作員工的勞動強度大，對生產影響較大。改造措施是陽極機組底銑夾緊機構安裝尺寸與原裝一致，各個鉸鏈軸銷由原來的φ25加大到φ30，油缸缸徑由φ50加大到φ60，活塞桿由φ28加大到φ32mm，并保證能順利安裝在原來夾緊上。夾緊力由原來的2.4噸增加到3.5噸。通過改造，夾緊力增加60%，由于底銑夾緊的夾緊力提高，陽極板切削時的穩定性較好，有利于切削刀力量的平穩，提高吊耳切削的平整度。陽極板懸垂有效改善。由于陽極板懸垂狀況得以改善，作業速度得以提高，出銅操作員工的勞動強度減少。

（4）壓耳動壓板力量優化集中。由于銅模尺寸偏差較大，陽極板吊耳下部相對圓弧往上翹，如果壓耳機構不能及耳下部壓平，切銑時無法銑到或者切銑量大大增加，都將對陽極加工懸垂造成影響，嚴重影響裝槽質量。根據耳部情況，將動壓板靠外增加厚度6mm，使壓板的力量向耳部外邊進行力量集中優化。通過優化能夠有效增強類似耳部的校平能力，提高陽極板總體加工懸垂。

3.結語

通過以上機構改造，聯動機組的效率由250塊/小時左右提高到現在的400塊/小時以上，能夠滿足現有生產350塊/小時的要求，在陽極板備能力很低的情況下很少影響PC電解生產作業，陽極板整形、切削后懸垂得到了有效保障，同時實現了陽極板加長21mm的目標。