梁东发
广东汤浅蓄电池有限公司 广东省佛山市 528300
摘要：蓄电池板栅连铸机输铅管结构设计是其应用的重要组成部分，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了输铅管设计，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就铅液稳压装置设计展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
关键词：蓄电池板栅；连铸机；输铅管；结构设计
1前言
蓄电池板栅连铸机输铅管结构设计是一项实践性较强的综合性工作，其具体实施防范的特殊性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对蓄电池板栅连铸机输铅管结构的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项设计工作的最终整体效果。
2概述
蓄电池板栅连铸连扎技术是目前国际上先进的板栅制造技术，它的生产效率可达传统铸板机重力铸造的12倍以上。板栅连铸机模具主要由动模和定模组成，动模结构为圆筒式，圆筒表面加工有连续的板栅型模。当连铸机工作时，动模在电动机的驱动下旋转，定模内的铅液连续浇注到动模型腔表面，随着连铸机动模的不断旋转，蓄电池板栅连续成型铸出。目前国际上蓄电池板栅连铸连轧设备主要由美国Wirtz公司生产，我国蓄电池行业目前仍然以铸板机为主要生产设备，生产力水平低下，且产品质量不高;蓄电池生产设备企业尚不具备蓄电池板栅连铸连轧生产设备的制造能力，处于产品研发阶段。为打破国外技术垄断，重庆三峡学院与中船重工江陵仪器厂联合进行了板栅连铸连轧系统的研发工作。在连铸机研制过程中发现供给连铸系统的铅液温度和流动稳定性对板栅连铸质量影响很大，本研究针对连铸连轧供铅系统输铅管路存在的问题进行设计改进。
3输铅管设计
3.1输铅管存在的主要问题
在蓄电池板栅连铸机浇铸过程中，必须保证进入模具的铅液温度保持在450～550℃之间，为此，除保证熔铅炉内的铅液达到足够熔炼温度外，还需要在输送过程中对铅液进行保温处理。在输铅管的设计中，采用304无缝不锈钢管作为输送铅液的管路，外部裹有加厚绝热材料进行保温。试验发现由于铅液输送线路较长，在流动过程中温度降低较快，在输铅管出口附近出现凝结现象，铅液流动不畅，回铅管回流的铅液很少，动模充型不足，造成板栅结构不完整，无法满足板栅连铸要求。为解决这一问题，尝试采用电加热管对输铅管进行保温加热，试验观察铅液回流量增加，但由于使用电加热管的数量有限，不能对输铅管均匀加热，造成输铅管径向温度分布不均，影响铅液的温度分布和流动状态，输出的铅液稳定性不好，影响铸出的板栅质量，并且由于工作环境恶劣，加热管寿命短，成本过高，不能满足板栅连铸连轧实际生产的要求。
3.2输铅管设计
改进设计的输铅管仍采用不锈钢管作为输送铅液的管路，分别在输铅管的中部和连接定模的管路出口附近安装两个加热装置，其余部分仍用加厚绝热材料保温。
在不锈钢管安装加热装置的部位包裹一薄层全陶瓷纤维材料，构成圆管形结构。陶瓷纤维保温性能好，散热缓慢且均匀;同时因其惰性小，为快速升、降温提供了可能。
加热材料选用性价比相对较好的石墨材料，圆筒形石墨加热器可以保证在加热区域的不锈钢管内部温度均匀，且对工作环境要求不高，具有成本低、使用寿命长的优点。石墨加热器外部裹以加厚绝热材料保温。
经上述改进后，管道内部不再出现铅液凝结现象，回铅量增加，动模型腔充型情况良好。输铅管加热装置结构如图1所示。
4铅液稳压装置设计
板栅连铸机充型过程不仅要求供铅系统连续供给足够的铅液，而且要求进入定模的铅液流动尽可能平稳。但由于输铅泵是基于液压泵工作原理设计制造的，故铅液在输送过程中不可避免地会产生压力波动，铅液的波动会在定模内产生相应的压力波动，产生飞边、毛刺和薄厚不均等铸造缺陷，对充型的质量造成影响，因此必须对铅液的流动过程进行压力调节。
由于铅液的温度在450℃以上，不能采用常用的液压阀进行稳压，有必要进行新型液体脉动阻尼装置的研究。通过在输铅管出口处设置一流体压力波衰减器，可以有效地降低铅液的波动性。
输铅管流体压力波衰减器结构如图2所示，由一个压力波衰减室和两个管接头组成，外观为接有两个圆管接头的长方体，接头一端接输铅管出铅口，另一端接连铸机定模铅液入口，流体压力波衰减器内部由排列成迷宫形式的块状阻尼结构形成压力波反射面，流动的铅液进入衰减器后与阻尼结构发生撞击、反射等现象，将波动的液体压力能部分转化为弹性变形能和热能，压力的波动趋于平缓，达到连铸机浇铸的要求。同时，考虑到流体压力波衰减器的表面积与输铅管相比较大，散热快，为避免铅液温度过快降低，在衰减器的两侧各加一平板石墨加热片进行保温。由于铅液在进入定模前压力已进行稳压处理，进入定模腔的铅液压力分布均匀、流动平稳，有利于对动模的充型，浇铸出的板栅表面光洁、无明显的铸造缺陷。同时，由于采用流体压力波衰减器机构稳定铅液压力，设计过程中取消了定模内搅流棒和阻尼块等复杂的压力波衰减装置，使定模的设计制造工艺得到简化，有效地降低了生产成本。
本文设计制造了一种能够满足蓄电池板栅连铸机生产要求的供铅管路系统，通过改进输铅管的加热、保温技术，保证了对连铸机的铅液供给。同时通过设计压力波衰减装置，使进入模具型腔的铅液流动平稳，有利于产品质量的提高，并简化了定模结构，降低了生产成本。
5结束语
综上所述，加强对蓄电池板栅连铸机输铅管结构设计的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的蓄电池板栅连铸机输铅管结构设计过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
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论文作者:梁东发
论文发表刊物:《防护工程》2018年第10期
论文发表时间:2018/9/25
标签：蓄电池论文; 衰减器论文; 压力论文; 连铸机论文; 连铸论文; 温度论文; 结构论文; 《防护工程》2018年第10期论文;