[发明专利]设置有铸坯输送机构的连铸铅带用钢带轮式连铸机

说明书

技术领域

本发明涉及有色合金的连铸设备，尤其是一种设置有铸坯输送机构的连铸铅带用钢带轮式连铸机。

背景技术

电极板栅作为电子集流体，同时起到固定活性物质的作用，是铅酸蓄电池的重要组成部分。铅酸蓄电池的使用过程中，多孔的活性物质会渗透硫酸，导致板栅发生腐蚀，影响板栅的循环使用寿命，进而对蓄电池的耐用性造成重要的影响；同时，电子的传递要求板栅具有良好的导电性，要求在使用过程中板栅的腐蚀产物具有较低的阻抗，尤其是正极板栅。板栅的耐腐蚀性和晶体结构之间存在密切的关系，因此为了改进板栅的晶体结构，以改善板栅的耐腐蚀性能和钝化产物，通常的方法包括加入锑等合金元素以及铸轧工艺的采用。与直接铸造成型的板栅相比，铸轧成型工艺首先铸成铸坯，然后对铸坯压延形成薄铅带，之后通过切口拉伸等工艺最终形成板栅。由于轧制使得铅带的组织更致密、机械强度高，因此所生产的板栅耐穿透腐蚀、循环寿命延长。

铸坯的成型可采用模铸或连铸。铅的模铸采用重力浇铸法，模具的型腔、分型面均沿纵向设置，实施容易，但凝固时间长，生产效率低，铅液大量暴露且位置分散，铅烟污染大。连铸的自动化程度高，铅液仅在结晶轮附近暴露，可通过集中抽风的方式降低铅烟污染，因此污染小。常用的连铸设备主要包括浸铸设备、熔料牵引连铸设备、双辊连铸机、钢带轮式连铸机。

浸铸设备，通过将旋转的冷却成型辊筒浸入熔池中，在成型辊筒表面连续的形成具有一定厚度的金属带。熔料牵引连铸设备，通过中间包和旋转的冷却成型辊筒相配合，中间包熔池中的金属液不间断地在旋转的冷却成型辊筒表面涂覆并形成具有一定厚度的金属带。浸铸设备、熔料牵引连铸设备，在用于制备具有较大厚度的铅带时，由于铅的密度极大，一立方米的铅重约11.3吨，重力会破坏熔化金属在辊筒上的连续性，因此厚度越大成型越困难、厚度均匀性越差，尤其是针对低锑铅合金等凝固区间较宽的铅合金，目前浸铸设备、熔料牵引连铸设备连铸铅带的厚度通常为1mm左右。

双辊连铸机，常用于钢带的铸坯连铸，两辊相对设置，金属液由两辊上方浇入两辊辊缝处形成熔池；随辊的转动，熔池内的金属液经辊的冷却形成连续的坯壳并进入辊下方的冷却辊道；坯壳内未凝固的金属液在冷却辊道进一步冷却，最终形成完整的铸坯。双辊连铸机，坯壳内未凝固的金属液需要在冷却辊道进一步冷却，由于铅质软，坯壳强度低、易变形；且铅密度大，会进一步加剧坯壳的变形。因此为了保证所生产铸坯厚度的均匀性，就需要限制坯壳内未凝固金属液的量，因此铸坯的厚度难以提高，目前双辊连铸机连铸铅带的厚度通常为5mm左右，不超过10mm。

钢带轮式连铸机，包括结晶轮、钢带轮系、无头钢带，钢带通过钢带轮系绷紧并随主动钢带轮的转动而运动，结晶轮自转且外圆柱面上设置有内凹的结晶腔；结晶轮安装于钢带外侧，其部分外圆柱面与钢带外侧面紧贴，并通过钢带封闭该部分的结晶腔形成沿结晶轮周向延伸的型腔；型腔两端，一端为浇铸口、另一端为拉坯口，通过冷却系统对钢带、结晶轮的冷却，由浇铸口注入的金属液在型腔内逐步凝固形成铸坯，随结晶轮、钢带的运动铸坯由拉坯口拉出。由于通过钢带包围结晶腔形成完整的密闭型腔，为铸坯提供了良好的支撑，金属液能自动对凝固收缩进行补液，因此保证了铸坯形状的稳定性；因此，相对于上述的浸铸设备、熔料牵引连铸设备、双辊连铸机，金属液以及凝固过程中的铸坯暴露最少，铅烟污染小、铸坯氧化少，铸坯的断面尺寸仅受钢带支撑能力的限制，能获得更厚的铸坯。

但钢带轮式连铸机，由过结晶轮轴向的纵向平面将结晶轮划分为第一区域和第二区域，浇铸口位于结晶轮第一区域的上部，受上带轮的限制，浇注中间包及其倾注平台位于结晶轮第二区域上方；为了避免和浇铸中间包及中间包的浇铸倾斜平台产生干涉，输送辊道由结晶轮第一区域的外侧延伸至结晶轮上方；而型腔沿结晶轮周向延伸，铸坯绕过结晶轮由第二区域拉出，因此设置有一端高于另一端的弧形引桥，引桥高的一端位于结晶轮上方并与输送辊道相连、低的一端位于结晶轮第二区域的外侧，由引桥和输送辊道构成对铸坯进行输送的铸坯输送机构。采用上述铸坯输送机构时，在拉坯口和输送辊道之间的铸坯向上运动，且部分悬空，受自重影响大。传统的钢带轮式连铸机，主要用于制备线材生产用铝棒、铜棒，铸坯断面小且铝、铜的强度较高，因此拉坯口和输送辊道之间的铸坯不会在自重作用下变形；但铅密度极大且质软，因此拉坯口和输送辊道之间的铸坯在自重作用下极易变形甚至断裂，无法保证生产的顺利进行，尤其是大断面的铅带。

发明内容