摘 要：本设计以国内外铝锭连铸生产实践为基础，结合我国近几十年来铝锭连铸生产的新工艺，对铝锭连铸整条生产线做了的设计。铝锭型设计参考了加拿大锭型，同时也参照了日本锭型，并对铝锭的质量做了计算。机架的设计是参考了L D S—20—F型2 0 k g铝锭铸造机设计的，同时还配备有冷却池、机械手、码垛机等设备。本连铸机从浇铸到码垛完全机械化，大大提高了生产效率。混合炉的设计是根据铝锭连铸机的生产能力选取的，使整条生产线能够连续的运转。车间采用先进的环保屋顶通风设备。 关键词：铝锭 连铸机 混合炉
Abstract：The design practice of continuous casting of aluminum ingots at home and abroad, combined with the continuous casting of aluminum ingots produced in China in recent decades, new technology, on the whole production line of aluminum ingot casting design done. Design reference ingot in got of Canada, while also drawing on the Japanese ingot, and the quality of aluminum ingots was calculated. Rack is designed with reference to LDS —20—F Type 2 0 kg aluminum ingot casting machine, and continuous casting machine is also equipped with cooling pond, manipulator, stacking machines and other equi
pment. Fully mechanized tacking from casting to greatly improve the efficiency of production.蜂巢发动机 Mixing furnace design is based on aluminum ingot casting machine capacity selected, so that the entire production line can run continuously. Green roof workshop advanced ventilation.
Keywords: Aluminum ingot Caster Mixing furnace
第一章 无水洗手液文献综述
1.1国内外铝工业概况
1.2铝锭连铸技术发展
近50年来，铝连续铸造在世界铝工业中的地位变得越来越重要，铝连续铸造发展的驱动力是,与传统铸块热轧工艺相比,铝连续铸造工艺在经济上占优势；连续铸造工艺技术投资较低;耗能低；劳动力成本低; 因此加工成本也低。许多年来，人们一直认为铝连续铸造工艺技术在经济上的优势仅适用于那些产量低的工厂，但最近的较精确的研究结果表明,铝连续铸造工艺技术的成本节省适用于各类工厂，铝连续铸造工艺技术的投资成本总是比传统的铸块热轧工艺技术低，这是已经经过实践证明了的。
1.3 铝连续铸造机类型
（1）瑞铝Ⅱ型连续铸造机 （2）带式连续铸造机 （3）加铝双带铸造机
（4）双辊铸造机
1.4铸锭方法分类
1.4.1铝的连续铸锭法
1.4.1.1静模铸造
⑴ 立式半连续铸锭 （2）热顶铸造 ⑶水平连续铸造
1.4.1.2动模铸造
⑴ 辊间铸造 ⑵ 轮间铸造 ⑶ 带间铸造 ⑷ 无接触铸造
1.4.2不连续铸锭法
⑴ 锭模铸造 ⑵ 沉浸铸造 ⑶ 普通原铝铸造
1.5 连铸工艺
混合炉浇铸，首先要经过配料，然后倒人混合炉中，搅拌均匀，再加入熔剂进行精炼。浇铸合金锭必须澄清30分钟以上，澄清后扒渣即可浇铸。
浇铸时，混合炉的炉眼对准铸造机的第二、第三个铸模，这样可保证液流发生变化和换模时有一定的机动性。炉眼和铸造机用流槽联接，流槽短一些较好，这样可以减少铝的氧化，避免造成涡旋和飞溅，铸造机停用48h以上时，重新启动前，要将铸模预热4h。铝液经流槽流入铸模中，用铁铲将铝液表面的氧化膜除去，称为扒渣。流满一模后，将流槽移
向下一个铸模，铸造机是连续前进的。铸模依次前进，铝液逐渐冷却，到达铸造机中部时铝液已经凝固成铝锭，由打印机打上熔炼号。当铝锭到达铸造机顶端时，已经完全凝固成铝锭，此时铸模翻转，铝锭脱模而出，落在冷却水池中，由机械手放在自动接锭小车上，由堆垛机自动堆垛、打捆即成为成品铝锭。 1.6 我国铝锭连续铸造现状及其发展
由于长期以来缺乏对引进技术的进一步消化、吸收、提升和再创新，并且对国外先进铝锭连铸技术的发展跟踪不够，国内铸造机的技术水平长期滞留在国外20世纪80年代的水平上。而发达国家，如法国、德国、澳大利亚、奥地利、日本等已经研制开发并生产了高效全自动铝锭连铸生产线，其生产能力最高可达28t／h，生产效率是目前国内的2倍，仅需3-4名操作人员，自动化程度高，但售价高达1300万元人民币／套。我国如果不进一步对铝锭连铸生产线的关键技术进行深入研究，加快国产化的进程将会使国产化铝锭连铸生产线丧失市场竞争力，有可能导致大多数铝厂不得不采用国外全套高价铸造生产线来替代国内铸造生产线。使我国铝业生产蒙受损失，并受制于人，而且将完全丧失赢得中东、美洲和非洲等发展中国家市场主动权的机会。因此，新型高效铝锭连铸生产线的研制成了目前国内迫切需要解决的问题。
1.7 设计方案的选取
年产5W吨铝锭生产线，假设工厂年工作时间为300天，工作制度为全天制生产，顾可知道工厂每小时生产铝锭数量应大于7吨，选用20kg的铝锭，顾配备2台每小时铸造能力大于7吨的连铸机。（一台生产另一台备用）
第二章 设计的目的和意义
2.1设计的目的和意义
铝连续铸造工艺在经济上占优势，连续铸造工艺技术投资较低、耗能低; 劳动力成本低，因此加工成本也低。连续铸造提高了设备的利用率，提高了生产效率，满足了电解铝生产的需要，同时大大减少了铸造生产中产生的废料。连续铸造工艺的质量控制，从配铝到两个炉次交汇铝液的铝锭的判定处置，完全满足了铝锭产品质量要求。
第三章 设计参数
3.1铝锭锭型的设计
锭型的选择：采用20Kg铝锭
铝锭型设计参考了加拿大锭型，同时也参照了日本锭型[11]。锭型结构较复杂，锭长度为740士5mm，大面宽度184士2mm，底部宽度92mm，大面厚度35±5mm，总厚度85±5mm，每捆铝锭 l1层54块，块重20±2kg，总高应小于ll50mm。这种结构的锭型沿锭长度方向两侧面、两端共有四条燕尾槽；中间两佣有两条阶梯凹凸台，当两块铝锭咬台后，以上两种结构即可相互配合约束纵向自由度的位移。该处结构的斜度、尺寸和圆角半径大小要求特别严格。其横向位移约束是靠阶梯凹凸台的凸台低于燕尾槽顶部以及燕尾槽和凹凸台之过渡斜面。由于工艺上很难控制铝锭重量，所以为了得到20温泉浴片±2kg的铝锭，给铸造工艺生产尽可能创造好的条件，以及堆垛时能顺利咬合，应允许大面厚度在一定范围内变动。新锭翟尾幡与凹凸台的过渡斟面的两顶端间隙。这样做的目的是适应铸造生产可能造成铝锭大小块不一致的情况，使铝锭重量只要在公差范围内均能顺利咬合堆垛（实际上当铝锭重23~24kg时也能顺利咬合）。锭型燕尾檀处两蕊端舶间隙。随着大面厚度增加，铝锭重量也相应增加，中问间隙也逐渐减小，当大面厚度达到最大值时，间隙完全消失，这时铝锭重量可达 23～24kg。为使钢带有固定位置，在铝锭两端增设了缺口，有利于打捆在运输装卸中不致滑动脱落造成散捆，。
3.2 20kg铝锭铸造模的设计
乙酸乙酯实验装置单块铝锭外形尺寸为[10]] 820×182×92 (mm)，单块质量20±2(kg)
梯形截面：大面宽184mm,下底宽92mm，高85mm
铝锭模左右模壁厚为[11：40mm，铝锭模外形尺寸为[12]：920×310×210（mm）
铝锭模下端配有固定铝锭模的穿孔和支角[13]。穿孔距铝锭模的距离为110mm
距铝锭模下端的距离为33mm，穿孔的半径为40mm。
电解铝锭生产使用的铝锭模普遍采用球铁铸造[14]。球铁是目前各类铸铁中性能最好的材料，表现出优良的抗热疲劳性能，完全可以满足电解铝业铸锭的需求。
3.3 铝 锭 连 续 铸 造 机
3.3.1 链传动的设计参数
主要参数的确定
⑴ 齿数Z1,Z2和传动比i [15]
Z1=8, Z2=6 式（3.1）
⑵ 链节距P
链节距p越大，承受能力越大，但因起的冲击，振动和噪声也越大。为使传动平稳和结构紧凑，应尽量选用链节距较小的单排链，高速重载时，可选用的小节距的多排链。
P=160mm
⑶ 中心距a和链节数Lp
中心距a取大些，链长度增加，链条应力循环次数越少，疲劳寿命增加，同时，链的磨损较慢，有利于提高链的寿命；中心距a取大些，则小链轮上包角增大，同时啮合轮齿多，对传动有利。物联网实验设备
链条长度以链节数Lp来表示，L=PLp
Lp= 式（3.2）
Lp计算后圆整为整数。然后根据Lp计算理论中心距a：
式（3.3）
P=160mm Lp=120mm Z1=8 Z2=6代入数据：
式（3.4）
3.3.2机架设计
连铸机总长度：10172mm
连铸机总高度：1400mm
连铸机的中心距为9049mm，连铸机的安装长度为7800mm,铝锭模的宽度为270mm，由于安装的要求铝锭模的实际安装宽度为254mm，所以连铸机能够安装的铝锭模最多为31个，现取连铸机一侧安装铝锭模30个，所以一台连铸机可安装智能巡检终端60个铝锭模[16]
该连续铸造机组由铸造机、冷却运输机、堆垛机、成品运输机、捆扎机、液压系统、气动系统、水冷却系统及控制系统等组成[17][18]。铸造机是典型的远距离水平双链式输送机,主要有机架、变频调速电机、铸模、输送链、传动链、传动链轮、输送链轮及铝液分配器、打印机、脱模装置等组成。
3.3.3 连铸机技术指标
通过整条生产线的生产能力，以及参照连其他铸机的技术参数，所以本太连铸机的技术指标如下[22]：
⑴ 铸造速度：(无级变速)
⑵ 堆垛能力：7～8t／h
⑶ 故障排除能力；8t／h
⑷ 打捆能力：8t／h
⑸ 成品铝锭重量：20±2kg
⑹ 成品尺寸 (长×宽×高)= 740×182×92 (mm)
⑺ 垛重：1080kg
⑻ 制品温度：铝液温度7l0℃；铸机排出时500℃；堆垛机上6O℃
3.3.4 连铸机组结构特点
⑴ 机组采用直线排列，结构紧凑，集铸造、冷却、堆垛于一体[23]。
⑵ 冷却效果好，热量由冷却水带走, 成品温度低，堆垛打捆后不需中间堆放散热，可直接入库，减少了铸造厂房占地，改善了工作环境及操作人员的劳动条件。
⑶ 扒渣、堆垛、打捆为机械化自动化使产品合格率达 100%。
⑷铝锭误差小，垛形整齐美观，气动打捆牢固集装效果好，在堆放和运输过程中不易散落。
⑸机组采用了可编程控制器 (PLC) 及液压气动控制，所有元器件均为国产元件，国产化率达100% 。
⑹机组除具有 自动控制系统外，还可手动控制，并且还配有事故处理和报警装置。
⑺机组采用了偏心滑块式单向离合器、油气双作用气缸和程序式组合开关。扒渣机构在样机的基础上有较大改进，性能优于样机。
⑻整机能耗低，最大生产能力为16t／h。
3.4 铝锭混合炉选取
3.4.1 铝合金熔铸对混合炉的基本要求
混合炉用于接受在熔炼炉中熔炼好的熔体，并在其中进行精炼、静置和调整熔体温度，在铸造过程中对熔体起保温作用。因此，熔体的最终质量在许多情况下与静置炉的类型和结
构有关[24]。对混合炉的基本要求是[25]：
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