摘要:铝锭出厂前需经过码垛、称量、打捆等道工序。目前许多厂家铝锭码垛由人工完成劳动强度大且码垛不齐以至以称重、保管、运输中出现散包现象。本文介绍一种结构简单工作可靠且自动化程度高的新型全自动铝锭码垛机阐述了该机的组成生产工艺和技术参数。使用结果表明该机可完全替代人工码垛从而大大降低了工人的劳动强度提高了劳动生产率。同时由于采用了合适的铝锭外形码垛质量提高杜绝了散包现象。
铝锭出厂前需经过码垛、称量、打捆、包装等道工序。目前多数铝厂铝锭采用连续铸造机铸造而随后的码垛工序主要由人工完成。铸造的铝锭重20kg温度约400℃每两名工人一组用钩子钩铝锭进行码垛劳动强度很大且码垛不齐影响码垛质量以至在称重、保管、运输中出现散包现象造成经济损失。目前国内一些铝厂虽然使用国外生产的码垛机但国外产品结构复杂造价昂贵国内某些厂家生产的产品则存在着自动化程度不高可靠性差等问题。采.D级远景储量可能开采40%，矿石回采率露天开采按95%，地下开采按80%。
我国经济发展规划至下世纪中叶达到中等发达国家水平。假定届时人口为15亿人均年消费铝515kg需年产铝锭约825万t。再假定其中10为再生铝则需产原铝743万t。1995年底原铝产量预计约近170万t。按年平均增长率计算至下世纪中叶四省区现探明的矿量将全部用完。
从国家安全考虑铝工业应保有较长时期的最低战略年产量。须由国家有关方面研究商定并须随铝产量的增长速度与保有储量情况进行调整。但可以肯定在下世纪较早时间必需作好应用国外铝矿的技术上、贸易上和建设上的准备和具体计划安排好长期用国内矿和进口矿的铝生产能力获取最可靠和最经济的效果在社会主义道路上和市场经济体制下建设和发展我国的铝工业。我们在研究现有码垛机结构的基础上联合开发研制出了结构简单且自动化程度高的新型全自动铝锭码垛机。1 铝锭码垛方式的确定1.1 铝锭外形结构的改造
目前大部分铝厂使用15kg铝锭模锭的外形不能构成铝锭之间的相互联锁捆后的锭垛易散包。我们按照国际标准铝锭重20kg/块设计出了锭间既有横向定位槽又有纵向定位槽的新型铝锭结构图1打捆后具有很强的整体刚性锭捆从1m高度倾斜落下仍完好如初。
我们设计的码垛机即是按这种新型铝锭结构进行锭间相互联锁码垛的。
图1新型铝锭结构及联锁方式1.2 码垛方式
a.最下层铝锭为四块反锭并排放置以便于打捆叉运
b.第二层至第十一层为正反正反正五块铝锭并排且相互联锁放置
c.相邻层互成90°放置见图2。
图2码垛方式2 全自动铝锭码垛机的结构组成及工作程序2.1 结构组成
a.锭块输入系统由接锭装置、拉锭装置、提锭装置、推锭装置和翻锭装置组成。
b.锭垛堆码系统由机械手、升降装置、回转装置和行走装置组成。
c.锭垛输出系统
d.气压系统
e.计算机控制系统2.2 工作程序
脱离铝锭连铸机的热铝锭由接锭装置接往并放入水槽中冷却拉锭装置将水槽中的铝锭间歇地拉到提锭位置然后提锭装置将到位的铝锭提至规定的高度此高度有两个:低位为正锭上排锭台位置高位为反锭上排锭台位置此处利用重力偏心翻锭暂停推锭装置再将其推至排锭台上排列(图3)。当排锭台上排满规定的一层铝锭时机械手完成下降抓锭、上升、回转、行走动作将该层铝锭抓至输出系统的码垛工位码垛(图4)。如此连续码完一垛铝锭输出系统启动将锭垛移至打捆、运输工位。至此即完成一垛铝锭的码垛过程(图5)。
图3提锭、推锭装置
图4 码垛系统3 控制原理
本码垛机采用可编程序控制器PLC控制。3.1 输入信号的拾取
a.铝锭连铸机决定了铝锭出模的频率接锭、拉锭信号由连铸机上拾取以保证它们之间动作的协调。b.每块锭在垛中的位置是确定的因而预知每块从水槽中提出的铝锭在垛中应正位或反位c.每垛计块信号从提锭装置上有无铝锭来拾取。各工作装置到位信号及上述信号均采用光电开关。3.2 输出控制
码垛机共有气缸8个均采用两位五通单电控阀。电机2个其中一个可正反转另一个为单向转动。接锭接取脱离连铸机的铝锭并放入水槽→拉锭将铝锭拉至提锭位置→提锭将铝锭提至规定高度→推、翻锭将铝锭推至排锭台上→码垛将排好的层铝锭抓至输送机码垛→输出将码好的锭垛移至打捆叉运工位4 码垛机主要技术参数
图5铝锭码垛机工作流程图5 设计特点
5.1 为使相邻正反铝锭定位槽联锁在一起在高于排锭台20mm处安装两块平板反锭位于其上图3b由推锭装置向前推进与前方正锭并行当从平板上倾斜下滑时其定位槽即搭接在正锭定位槽上当后一正锭被推上排锭台时将推动此反锭继续前行当反锭后部从平板上滑下时其定位槽又搭接在后面正锭的定位槽上。该装置结构简单工作可靠。
5.2 输出系统为一链板输送机它有两个工位:码垛工位打捆搬运工位。为防止输出系统发生意外在打捆搬运工位特设检测铝锭垛有无装置。如在码垛位置已码好垛此时如打捆工位有锭垛存在则输送机不能运行且自动报警提醒操作人员。锭垛运走后则该线自动恢复工作。
5.3 随锭垛的逐渐增高机械手下降高度的变化由卷扬高度限位开关控制此种控制易于实现稳定性好。
5.4 本码垛机的设计考虑到铝厂目前的情况最大限度地使用便于维护动作可靠的气动元・22・轻金属1997年№1件翻锭、联锁装置设计巧妙结构简单实现方便。6 实际运行效果
本码垛机已于1995年6月在石家庄铝厂正式投入运行从使用情况看各项性能指标均已达到设计要求。
6.1 从连铸机铸模上脱下的铝锭经由接锭装置、拉锭装置、提锭装置、推锭装置至排锭台以及机械手将每层铝锭抓至输出系统码垛、输出整个过程均自动执行生产效率明显提高且大大降低了工人的劳动强度
6.2 由于对铝锭外形的改进加之码垛的全自动过程使得码垛质量得到提高杜绝了散包现象。
6.3 采用PLC可编程控制器控制可靠性高且有工作状态显示操作极为方便。