結晶器的內表面電鍍生產線及其電鍍方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電鍍生產線設備，特別涉及一種用于管狀體的內表面的電鍍生產線設備，主要應用在煉鋼時使用的結晶器的內表面處理工藝上。
[0002]本發明還涉及上述電鍍生產線設備的電鍍方法。
【背景技術】
[0003]在煉鋼過程中，普遍使用銅結晶器來制作鋼坯，現有鋼鐵生產企業在解決從鋼水到鋼坯的過程中就是采用結晶器來成型的。結晶器大體結構就是一個方形的銅管，并在銅管內壁鍍上鉻或鎳鈷合金。當從熔煉爐出來的鋼水導入結晶器后，就會在里面凝固成方形的鋼坯。為了增加單位時間和單個結晶器的鋼產量，并降低成本，就需要延長結晶器的使用壽命，一般銅管的內壁通過電鍍方式鍍上鉻或鎳鈷是增加銅管內壁耐磨度的有效方法。電鍍設備的安裝結構也直接關系到結晶器的電鍍效果和電鍍質量，進而影響結晶器的的使用壽命。由于結晶器只使用內壁，因此結晶器也只電鍍內壁即可，這給電鍍帶來了很大的難度，現有電鍍技術解決內壁電鍍的方式有兩種。
[0004]第一種是將整個銅管侵泡在電鍍液里進行電鍍，為了防止結晶器的外壁在電鍍時也被鍍上鉻或鎳鈷合金增加成本，則需要將銅管的外壁用塑料膠包裹。這種方式存在幾大不足之處:一是耗費人工大，在電鍍前需要至少二人對每根結晶器的銅管外表進行包覆，工人勞動強度大，費工時；二是包覆的薄膜在搬運和吊裝過程中發生磕碰容易被損傷，電鍍液滲入到薄膜里面造成外表面被電鍍，浪費電解液和耗電增加，三是電鍍層厚薄不好控制；四是電鍍時間長效率低；五是槽液濃度不好控制；六是電鍍液浪費大，對環境污染和人員健康影響大，七是電流、時間、溫度等不好控制。
[0005]另一種方式是進行管壁內鍍，為了解決上述中的表層被電鍍、效率低的問題引入了內鍍方式。如圖1所示，是現有技術的一種銅結晶器電鍍設備連接結構示意圖。內鍍是在銅管下面立個柱腳，柱腳上焊接個基座105，基座105中間用于固定陽極棒108的安裝孔，基座105的中空型腔連接進液管111用來注入電鍍液。用人工方式將銅管103抬到基座上，頂端用人工加個蓋板107，蓋板留有電鍍液溢出口 106，底板110、蓋板107均與結晶器端面之間設有密封膠墊101和109，再在底板110與蓋板107之間穿過長螺栓102用螺帽的擰緊來完成密封。然后用吊車吊起陽極棒108放入銅管103中間落在基座安裝孔內，安裝完畢，在陽極上端電極100通電，同時接通連接銅管的陰極104。電鍍液通過泵從結晶器內部通過循環完成結晶器內壁的電鍍。這樣就可以解決表層被電鍍問題和縮短操作時間問題。但是仍然存在以下難以克服的缺陷:一是因為人工手工操作，結晶器電鍍前后上下架全靠工人抬，工人勞動強度仍然很大；二是密封方式，靠結晶器上下兩端的螺栓的拉力拉緊上下蓋板，上下蓋板可能受力不均衡，導致密封不嚴，造成電鍍液遺漏，無法實現清潔生產，鍍液浪費大，對環境的污染大；三是該內鍍方法是銅管內裝陽極，且陽極一端接電，另一端不接電的方式，由于電勢差的存在，致使鍍后工件上、下端鍍層厚薄相差較大，上端鍍到需要尺寸時下端還差近一半，嚴重影響結晶器的使用壽命。鍍層薄處很快被磨損漏銅，致使結晶器報廢，不能再使用，造成使用壽命大大縮短；四是藥液濃度無法控制，添加為人工添加，添加量多少、添加時間不好控制，對結晶器產品質量量影響很大；五是電流、溫度、時間的控制靠人工控制，人員的變動和責任心及工作經驗等諸多因素嚴重影響產品質量。
[0006]對于上述第二種方法，也有人提出了一種改進，即進行翻轉兩次內鍍的方法，但是由于每次電鍍均需要安裝結晶器和雙倍的電鍍時間，雖然質量滿足要求了，但時間耗費太多，生產效率低下。
[0007]因此本發明將要解決的技術問題如下所述:
一、結晶器表層不被電鍍。
[0008]二、縮短電鍍時間提高電鍍效率。
[0009]三、結晶器內壁上、下鍍層的厚度均勻。
[0010]四、解決密封不好帶來的環境污染和人員健康損害。
[0011]五、減少電鍍液消耗，提高經濟效益。
[0012]六、結晶器電鍍前后靠人工安裝，勞動強度大。
[0013]七、電鍍液濃度無法控制，添加不及時和添加計量無法控制。
[0014]八、電流、溫度、時間靠人員控制。
【發明內容】
[0015]本發明的目的在于提供一種結晶器的內表面電鍍生產線，其可以實現自動操作，陽極鈦藍兩端接電，實現機械自動密封，電解液自動調節，進而提高電鍍質量和效率，減少損耗。
[0016]本發明另一目的是提供一種上述生產線的電鍍方法，以實現上述目的。
[0017]本發明的技術方案是這樣實現的。
[0018]本發明的結晶器的內表面電鍍生產線，包括洗滌工段、電鍍工段、吊裝裝置及電解液循環供液系統。所述電鍍工段設置有結晶器固定基座、管狀結晶器和陽極鈦籃。所述結晶器固定基座設置有電解液進液管、密封墊和陽極引出裝置。所述陽極鈦藍設置在基座上，豎直安裝并設置上下二電極引出端。所述結晶器豎直設置在基座上的密封墊上，位于陽極鈦籃的外圍套設。所述結晶器的上側設置有密封吊籃及密封墊，密封吊籃設置有出液管，密封吊籃設置機械壓緊裝置，密封吊籃通過密封墊與結晶器上端壓緊密封連接。所述電鍍陰極與結晶器壓緊電連接。所述吊裝裝置設置有吊車及工件夾具。所述洗滌工段包括洗滌液清洗槽、酸液清洗槽、清水清洗槽、純凈水清洗槽。
[0019]所述陽極鈦藍下端安裝在基座上的陽極安裝孔內并通過陽極連接線與電鍍電源正極連接；所述陽極鈦藍的上端也設置有陽極引出裝置與電鍍電源正極連接。
[0020]所述陽極鈦藍上端的陽極引出裝置包括陽極板、陽極連接板、陽極連接線及陽極板壓緊裝置；其中陽極板設置在陽極鈦藍的上端，陽極連接板設置在陽極板壓緊裝置下端，陽極連接線與陽極連接板電連接；所述陽極連接板通過壓緊裝置可以與陽極板壓緊連接。
[0021]所述陽極板壓緊裝置為一升降氣缸。
[0022]所述固定基座和密封墊的形狀與結晶器的端面形狀相同，結晶器底端直接放置在該密封墊上；所述密封吊籃設置在結晶器的上端，與結晶器上端面通過密封墊壓緊密封連接，所述密封吊籃通過球頭機構與一機械壓緊裝置下端連接。
[0023]所述吊籃壓緊裝置為氣動壓緊裝置，包括升降氣缸和球頭機構，該升降氣缸還設置有水平移動機構，該水平移動機構為水平移動氣缸或者轉動平移機構。
[0024]所述電解液循環供液系統，包括儲液槽、過濾機、供液槽以及電解液循環供液泵；所述儲液槽將經過濾機過濾的電解液送入供液槽，通過循環供液泵連接到進液管，儲液槽回收自出液管流出的電解液并用于添加電解質調整電解液的濃度，過濾機用于將供液槽的電解液過濾供給儲液槽，循環供液泵用以在電解液儲液槽、電鍍工段之間循環供液。
[0025]所述電解液循環供液系統還設置有電解液自動調節系統，該電解液自動調節系統包括電解液濃度取樣感應器、主控計算機、控制面板、顯示面板和伺服電解液泵；所述電解液濃度取樣感應器設置在儲液槽內；所述主控計算機用于自動控制伺服電解液泵動作；控制面板及顯示面板用于調整和顯示電解液濃度、溫度及各種必要的可測量參數。
[0026]本發明的結晶器的內表面電鍍方法，包括以下步驟:
A:安裝電鍍陽極:將電鍍用的陽極鈦藍吊裝，下端安裝在固定基座上的陽極孔中；
B:清洗結晶器坯體:將結晶器坯體用吊裝裝置的工件夾具夾緊，依次吊裝放置在洗滌液、酸洗液、清水、純凈水中逐步清洗干凈；
C:安裝結晶器坯體:將清洗好的結晶器坯體吊裝安裝到固定基座上，結晶器坯體通過密封墊與固定基座密封接觸；
D:密封:在固定基座上安裝好結晶器坯體后，在結晶器坯體的上方通過氣動壓緊裝置及密封裝置壓緊結晶器坯體端面并密封；
E:連接導線及導通電解液:將陽極鈦藍的上下兩端電極引出線均連接到電源正極，將結晶器坯體連接到電源負極，從固定基座的進液管引入流動的電解液；
F:接通電鍍電源，待結晶器內與陽極鈦藍之間充滿電鍍液時，接通電鍍電源，開始電鍍。
[0027]上述結晶器的內表面的電鍍方法中，進一步包括電解液濃度自動調整的過程，包括如下步驟:
a:電鍍開始后，電解液濃度取樣感應器檢測儲液槽電解液濃度，并將電解液濃度參數反饋到主控計算機；
b:主控計算機控制伺服電解液泵向儲液槽內