一种用于小极板电积锌的剥锌、剔板及刷板生产线及其方法与流程

本发明涉及锌冶炼技术领域，更具体地，涉及一种用于小极板电积锌的剥锌、剔板及刷板生产线。

背景技术：

小极板湿法炼锌工艺广泛的应用于国内大多数早期兴建的大型锌冶炼厂及小型的锌冶炼厂。极板规格有1.13㎡~1.6㎡阴极板三种规格，阴极板导电棒连接方式有夹接方式和搭接方式两种，由于生产工艺的不同，三种规格小极板的出槽方式及极板间距也不尽相同。现有小极板的电积周期基本都采用24小时周期，即在24小时时间内，电解槽内的阴极板全部要出装槽一次，完成剥锌作业；由于电积周期短，锌离子在铝阴极板表面通过电解形成的锌片薄，重量轻，所以小极板电积车间阴极板数量庞大，出于节约能源的角度考虑，这些采用小规格的阴极板生产企业每天要在几个小时内完成剥锌作业，需要大量的作业工人在恶劣的生产环境下进行高负荷的劳动作业。企业的生产成本高企、遇到农忙季节还会出现劳动力大量短缺现象；由于长期在强酸及强磁场环境下高负荷工作，大量工人都患有职业病。

国际及国内目前新建锌冶炼厂大都采用3.2㎡的大极板、48小时电解生产工艺，使用机械化自动剥锌机组进行剥锌作业。国内锌冶炼厂引进的机组主要有比利时保尔沃特自动剥锌机组：该机组将预剥离装置与剥锌机集成在一起，由提升机构将阴极板从输送链条上提板进行预剥离和剥离作业，即板动刀不动结构，设计作业速度为300块/小时，结合国内引进该机组的几大厂家使用效果来看，预剥离装置没有效果，全部停用或拆除，依靠人工进行预剥离，机组实际运行速度在220块以下；日本三井的剥锌机组：三井机组针对3.2㎡阴极板、2.6㎡阴极板布局方式不同，采用的预剥离和剥离装置也不相同；但共同点是都采用了大振幅的气锤对阴极板进行振打作业，由于振幅较大对阴极板损伤较大，且开口效果亦不理想，在株冶的2.6㎡机组气锤已经停用，预开口作业依靠人工完成，生产速度也在220块以下。

然而，该类大极板自动剥锌机组设计布局、机组的设计生产速度完全不能适应阴极板基数大，电积周期为24小时生产工艺的锌厂。只有在机组运行稳定，作业速度达到每小时达到480片以上时才能满足生产需要。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺陷核问题，本发明设计一种能够适用小极板生产工艺的剥锌、剔板和补板自动生产线，用以大规模的降低锌冶炼厂的劳务用工规模、改善工人作业环境，节约生产成本。

本发明的技术方案如下：

一种用于小极板电积锌的剥锌、剔板及刷板生产线，设置有2套预剥离装置，所述预剥离装置上游设置有2套气锤振打装置，下游设置剥离装置；所述剥离装置正下方设置有用于接收剥离完成锌片的锌片输送堆垛装置；2套所述气锤振打装置上游设置用于吊装出槽带锌阴极板的接收链；所述剥离装置下游设置有用于接收完成剥锌作业的阴极板的输出链；所述输出链上方设置有用于导电棒冲刷和阴极板刷洗的刷洗设备；所述剥离装置与输出链之间设置有剔除链；

所述步进装置、气锤振打装置、预剥离装置、剥离装置和洗刷设备采用阴极板转运设备连接，所述转运设备设置有传送链条，通过传送链条将步进装置、气锤振打装置、预剥离装置、剥离装置和洗刷设备串联，所述传送链条上设置有与阴极板身两侧导电棒配合悬挂的挂钩；

所述接收链、剔除链和输出链通过步进装置与转运设备连接。

进一步地，所述气锤振打装置包括5套气锤单元，所述气锤单元包括气锤和用于控制气锤振打的气缸，所述气锤安装于直线导轨滑块上，所述气锤锤头中心与阴极板液面线平齐，3套所述气锤单元均匀布置在阴极板的一面，另外2套所述气锤单元布置于阴极板另一面，且与3套所述气锤单元位置交错；2套所述气锤振打装置的气锤布置方式相反。

进一步地，所述预剥离装置包括三对预剥离刀组、两对阴极板耳部夹紧装置和一对板身夹紧装置；所述预剥离刀组布置位置与气锤振打装置中均匀布置的3个气锤位置对应；所述预剥离刀组包括剥刀、气缸和移动机构，所述剥刀安装在移动的机构上，所述移动机构由气缸推动。

更进一步地，所述预剥离装置还包括刀柄，所述刀柄设置有用于安装检测元件的小孔。

进一步地，所述剥离装置包括两对楔形剥刀、刀架和可升降气缸，所述剥刀安装于刀架上，所述刀架由气缸控制。

进一步地，所述锌片输送堆垛装置包括水平输送链、提升链、锌片对中堆垛、锌垛移除装置。

进一步地，所述刷洗设备包括刷洗单元、导电头清刷和蒸汽冲洗装置。

本发明还提供了一种剥锌、剔板及刷板的方法，依次通过两次振打、两次预剥、一次剥离完成剥锌作业、锌片通过锌片输送链进行堆垛；剥完锌后的铝阴极板则通过横向传送链最终传送到输送链，在输送链上布置的相应工位完成板面的刷洗和导电头的清刷和蒸汽冲洗工作。当输送链上收集满一吊刷洗后的阴极板时再由电解吊车通过专用吊具将其吊至需要装槽作业的电解槽上方进行装槽作业；具体包括以下步骤：

S1.吊装接收，由电解吊车用专用吊具将完成一个电积周期的带锌阴极板吊装出槽，运送至带齿型的输送链上，链条节距与电解槽中的同名极板间距相同。阴极板通过步进装置从接收链向横向传送链步进输送阴极板，步进装置上可放置三块阴极板；

S2.气锤振打，2套振打装置通过交替式的布置，对液面线部位进行微振幅高频率的振打作业，使锌片沿液面线位置与铝阴极板发生松动甚至是直接分离；

S3.预剥离，预剥离刀从气锤锤头振打的部位紧贴液面线竖向插入锌片与阴极铝板，使其沿液面线分开一定距离，便于剥离装置的剥刀进入锌片与阴极铝板之间；

S4.剥离，剥刀在下降至液面线之上的位置便快速闭合，两对楔形剥刀贴着阴极板快速下降至阴极板底部完成锌片的剥离作业；

S5.堆垛，剥离完成的锌片直接掉落在链条上，再通过提升链条输送至对中处，进行锌片对中后整齐堆垛；

S6.刷洗，由提升机构将阴极板提起快速通过高速旋转且夹紧的辊刷完成板面清洁，通过旋转的辊刷对导电头位置进行清洁，清除表面的黏着物，再使用蒸汽对其表面进行冲洗来保证导电快的高度清洁。

进一步地，横向传送链每次运行一个工位，当横向传送链停止时对应每个工位上的设备进行相应功能的作业。

更进一步的，当生产过程中出现两次预剥离失败的阴极板时，则由安装在预剥离装置的检测元件发出信号，当该阴极板传送至剔除工位时由程序执行自动剔除，将其传送至剔除链上，当剔除链上收集满时由吊车吊至人工剥锌架进行集中处理，亦可在观察位由人工进行辅助开口作业后进行剥锌作业并执行前述正常作业时的后序作业程序。

与现有技术相比，本发明有益效果如下：

1.本发明振打气锤的振幅比较小，对阴极板损伤较小，且开口效果较理想；

2.本发明增加了预剥离装置，实现了阴极板剥离的速度和效率；

3.本发明集成化生产流水线作业降低了劳务用工规模、改善工人作业环境，节约生产成本。

附图说明

图1为小极板剥锌、剔板和刷板自动生产线三位立体模型图；

图2为横向传送链示意图；

图3为气锤振打装置示意图；

图4为气锤示意图；

图5为预剥离装置示意图；

图6为预剥离刀组示意图；

图7为剥离装置示意图；

图8为楔形剥刀示意图；

图9为刷洗设备示意图；

图10为刷洗单元提升机构示意图；

图11为刷洗单元刷辊示意图；

图12为小极板剥锌、剔板和刷板自动生产线工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1、2所示，一种用于小极板电积锌的剥锌、剔板及刷板生产线，设置有2套预剥离装置1，预剥离装置上游设置有2套气锤振打装置2，下游设置剥离装置3；剥离装置正下方设置有用于接收剥离完成锌片的锌片输送堆垛装置4；2套气锤振打装置2上游设置用于吊装出槽带锌阴极板的接收链5；剥离装置下游设置有用于接收完成剥锌作业的阴极板的输出链6；输出链6上方设置有用于导电棒冲刷和阴极板刷洗的刷洗设备7；剥离装置3与输出链6之间设置有剔除链8；

气锤振打装置2、预剥离装置1、剥离装置3和洗刷设备7采用阴极板转运设备9连接，转运设备9设置有传送链条91，通过传送链条91将气锤振打装置2、预剥离装置1、剥离装置3和洗刷设备7串联，传送链条91上设置有与阴极板身两侧导电棒配合悬挂的挂钩911；

接收链5、剔除链8和输出链6通过步进装置10与转运设备9连接。

如图3、4所示，气锤振打装置2包括5套气锤单元21，气锤单元包括气锤211和用于控制气锤振打的气缸212，气锤211安装于直线导轨滑块213上，气锤振打装置2有两个工位，第一个工位在阴极板的一面沿液面线位置均匀布置3套气锤211，另一面沿液面线均匀布置2套气锤211；第二工位的气锤布置方式刚好与第一工位相反；两工位通过这种交替式的布置，对液面线部位进行微振幅高频率的振打作业，使锌片沿液面线位置与铝阴极板发生松动甚至是直接分离；当阴极板传送至气锤振打工位时，由气缸212控制安装在直线导轨滑块213上的气锤211快速前进与阴极板接触并开始高频振打作业，振打时间根据生产节奏可进行调整；当振打结束后，再由气缸控制气锤快速退回。

如图5、6所示，预剥离装置1由两个预剥离工位组成，每个工位都有三对预剥离刀组11和两对阴极板耳部夹紧装置12、一对板身夹紧装置(未示出)组成。刀组的布置位置与气锤振打装置2中均匀布置的三个气锤位置一一对应，即预剥离作业时，预剥离刀111是从气锤锤头振打的部位紧贴液面线竖向插入锌片与阴极铝板，使其沿液面线分开一定距离，便于剥离装置的剥刀进入锌片与阴极铝板之间从而完成剥锌作业。每个剥刀111均安装在一个即可竖向移动亦可横向移动的机构上，预剥离刀的横向移动由气缸112推动安装在直线导轨滑块114上的机座115来实现；预剥离刀的纵向移动由纵向移动气缸113推动带导向杆116的刀座117来实现；预剥离刀刀柄上118设置有检测元件，用以检测预开口是否成功。

如图7、8所示，剥离装置3由两对楔形剥刀31组成，安装在可纵向移动且的刀架32上，布置于阴极板两侧，分别由两个升降气缸311和321同时动作实现剥刀的快速下降退回，剥刀的开闭由摆动气缸33来控制完成。当完成预开口的阴极板传送至剥离工位式，剥刀在下降至液面线之上的位置便快速闭合，两对楔形剥刀贴着阴极板快速下降至阴极板底部完成锌片的剥离作业。剥离的锌片则直接掉落在锌片输送链上，传送至锌片堆垛处进行对中后堆垛。

如图9、10和11所示，完成剥锌作业的阴极铝板通过横向传送链逐工位传送至输出链。刷洗设备7相应布置了刷洗单元71、导电头清刷和蒸汽冲洗装置。通过刷洗单元完成板面的清洁，刷洗板面的黏着物以及电积过程中产生的锌铝合金，以便铝阴极板装槽时板面清洁并在板面重新生成氧化保护膜来保证下一个电积作业周期中长锌效果好，易于剥离，刷洗单元由两台刷洗机组成，刷洗单元包括提板机构711、同步带712，提板机构711与同步带712连接，刷洗单元还包括刷辊713、气缸714和刷辊防护罩715，气缸714与刷辊713连接，由提升机构711将阴极板提起快速通过高速旋转且夹紧的辊刷712完成板面清洁。导电头的清刷是一个旋转的尼龙刷，当导电棒通过该位置时，通过旋转的辊刷对导电头位置进行清洁，清除表面的黏着物，再使用蒸汽对其表面进行冲洗来保证导电快的高度清洁，提高导电效率。

如图12所示，本发明还提供了一种剥锌、剔板及刷板的方法，依次通过两次振打、两次预剥、一次剥离完成剥锌作业、锌片通过锌片输送链进行堆垛；剥完锌后的铝阴极板则通过横向传送链最终传送到输送链，在输送链上布置的相应工位完成板面的刷洗和导电头的清刷和蒸汽冲洗工作。当输送链上收集满一吊刷洗后的阴极板时再由电解吊车通过专用吊具将其吊至需要装槽作业的电解槽上方进行装槽作业；当生产过程中出现两次预剥离失败的阴极板时，则由安装在预剥离装置的检测元件发出信号，当该阴极板传送至剔除工位时由程序执行自动剔除，将其传送至剔除链上，当剔除链上收集满时由吊车吊至人工剥锌架进行集中处理，亦可在观察位由人工进行辅助开口作业后进行剥锌作业并执行前述正常作业时的后序作业程序。