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駝背銅模在陽極爐澆鑄系統(tǒng)中的探索實(shí)踐

2018-11-20 08:17張彤緯宮志昊
世界有色金屬 2018年17期
關(guān)鍵詞:陽極板耳部駝背

張彤緯,宮志昊

(金冠銅業(yè)分公司,安徽 銅陵 244100)

金冠銅業(yè)分公司陽極精煉澆鑄系統(tǒng)的是雙圓盤澆鑄機(jī),共36個(gè)模位,最大澆鑄能力110噸陽極銅/小時(shí),由芬蘭奧托泰公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)。2012年10月底公司在投產(chǎn)初期,澆鑄機(jī)使用的是平板銅模。隨后為解決平板銅模帶來的壽命低、易變形、陽極板合格率低等一系列問題,金冠銅業(yè)分公司嘗試使用鋼模來代替平板銅模。鋼模雖然具有澆鑄質(zhì)量好、無需配置澆模設(shè)備和人員等優(yōu)點(diǎn),但存在投入成本高、各廠鋼模質(zhì)量差異大等問題。針對(duì)此現(xiàn)狀,公司再次嘗試使用銅模澆鑄,并對(duì)提高銅模壽命的對(duì)策途徑進(jìn)行研究。根據(jù)投產(chǎn)初期生產(chǎn)實(shí)踐表明,制約平板銅模壽命的主要原因是變形嚴(yán)重,澆鑄時(shí)易產(chǎn)生上下厚度差異大的陽極板。為此,公司多次對(duì)銅模的物理外形進(jìn)行改進(jìn),以提高銅模的剛度和強(qiáng)度,最終通過實(shí)踐證明,駝背銅模具有變形量小,銅模的使用壽命高的優(yōu)點(diǎn)。

1 駝背銅模應(yīng)用生產(chǎn)實(shí)踐

1.1 銅模物理外形改進(jìn)

為使銅模在滿足工況需求下,具有更高的剛度和強(qiáng)度,對(duì)母模原設(shè)計(jì)尺寸及物理外形尺寸進(jìn)行了改進(jìn)。在平板銅模澆鑄沖刷點(diǎn)背部增加下底面為1000mmX520mm,上底面為800mmX280mm,高度為140mm的棱臺(tái)。從而改進(jìn)了銅模的物理外形尺寸結(jié)構(gòu)。

1.2 駝背銅模與平板銅模生產(chǎn)實(shí)踐對(duì)比

為確認(rèn)駝背銅模在生產(chǎn)中的優(yōu)缺點(diǎn),金冠銅業(yè)將個(gè)別模位安裝駝背銅模作為實(shí)驗(yàn)用,與平板銅模進(jìn)行對(duì)比,同時(shí)從澆鑄質(zhì)量、模壽命等各個(gè)方面進(jìn)行綜合分析,得出以下結(jié)論。

(1)駝背模優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過一段時(shí)間的對(duì)比分析,駝背銅模較平板銅模有以下優(yōu)點(diǎn):①使用壽命高,平板銅模使用壽命平均為250t陽極銅/塊,而駝背銅模平均使用壽命超過800t陽極銅/塊,同時(shí)緩解了為保證充足的銅模使用而引起銅模大量堆積的問題。②駝背銅模變形量小,陽極板物理外觀規(guī)整、懸垂度好。上下厚度差異大的陽極板數(shù)目顯著降低。③成本低。

(2)駝背模缺點(diǎn)。通過進(jìn)一步對(duì)比分析,得出制約駝背模生產(chǎn)實(shí)踐應(yīng)用的因素有以下三點(diǎn):①澆模困難,由于場地有限,難以實(shí)現(xiàn)一次性澆鑄兩塊銅模,若雙圓盤全部使用駝背銅模,銅模供應(yīng)將不足。②由于采用保溫爐銅水澆模,銅水流動(dòng)性差,質(zhì)量難以保證,銅模容易出現(xiàn)模面凹坑、模內(nèi)夾層等現(xiàn)象,澆模合格率低;銅模耳部夾角易出現(xiàn)錯(cuò)誤,澆鑄頂起時(shí)陽極板易拱背。③銅模澆鑄到一定量的陽極銅后,耳部洗刷嚴(yán)重,易出現(xiàn)凹坑且無法修復(fù),導(dǎo)致銅模壽命后期易出現(xiàn)彎耳拱背陽極板。

1.3 解決制約駝背銅模生產(chǎn)應(yīng)用實(shí)踐因素的對(duì)策及成效

(1)澆模中間包進(jìn)行更改。對(duì)澆模中間包外形進(jìn)行更改,通過根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際場地需求,將原來的對(duì)稱澆模改為錯(cuò)位澆模,提高現(xiàn)場場地的利用率,實(shí)現(xiàn)一次澆鑄兩塊駝背銅模的目的。

(2)降低保溫爐含氧量。調(diào)整參數(shù)等措施,以降低保溫爐含氧量:①首先降低豎爐AB排空燃比,在同等天然氣燃燒的情況下,降低氧氣量,保證豎爐內(nèi)為還原氣氛,以保證豎爐出銅氧含量在較低水平;②降低保溫爐稀氧燒嘴氧燃比,保證保溫爐爐內(nèi)為還原氣氛;③對(duì)豎爐操作工人進(jìn)行培訓(xùn),提高操作水平,以降低保溫爐銅水含氧量。通過實(shí)踐證明,通過以上措施,能有效的降低保溫爐銅水含氧量,保溫爐銅水含氧量由原來的5000ppm左右降低到現(xiàn)在的2800ppm左右,澆模質(zhì)量也有明顯上升。同時(shí),銅水含氧量的越低,銅模耳部侵蝕速度越慢,駝背銅模壽命越長。

(3)改善母模烘烤方式,延長母模烘烤時(shí)間。對(duì)原母模底部烘烤裝置進(jìn)行改進(jìn),由原來的單孔燃燒烘槍改為排管燃燒烘槍,烘烤時(shí)使用蓋板進(jìn)行密封,并對(duì)原2h的烘烤時(shí)間進(jìn)行延長,通過實(shí)踐證明,在烘烤方式更改完畢后,烘烤時(shí)間延長至4h能很好的保證澆模質(zhì)量。

(4)加強(qiáng)母模維保。加強(qiáng)母模維保質(zhì)量,重點(diǎn)是加強(qiáng)母模耳部以及母模邊框的打磨,并且每次維保時(shí)對(duì)母模耳部夾角進(jìn)行測量確認(rèn),以達(dá)到提高母模維保效果的目的。通過現(xiàn)場生產(chǎn)實(shí)踐證明,提高母模維保效果,有利于降低彎耳拱背現(xiàn)場的出現(xiàn)。

(5)駝背銅模合理安排更換周期。對(duì)駝背銅模的更換周期合理安排,由原來的同一時(shí)期大批量更換更改成逐步更換,錯(cuò)開各個(gè)銅模壽命到期時(shí)間,以減少換模工作量以及避免彎耳拱背陽極板大量出現(xiàn)。

2 實(shí)踐效果

圖1 駝背銅模的使用壽命

通過上述改進(jìn)之后,再次對(duì)駝背銅模澆模情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn):每日澆模量維持在每日兩塊,如果駝背銅模庫存不足的情況下,可以實(shí)現(xiàn)每日澆模四塊,保證了現(xiàn)場駝背銅模足量的供應(yīng);通過降低保溫爐含氧量、提高母模烘烤效果等措施,有利于降低銅模模面凹坑、模內(nèi)夾層等現(xiàn)場的發(fā)生,現(xiàn)在模面凹坑現(xiàn)象已杜絕,模內(nèi)夾層現(xiàn)象發(fā)生率也穩(wěn)定在10%左右;保溫爐銅水氧含量的降低有利降低駝背銅模耳部侵蝕速度,從而提高駝背銅模壽命;加強(qiáng)母模維保也有利于降低陽極板彎耳拱背數(shù),新安裝駝背銅模澆鑄時(shí)產(chǎn)生的彎耳拱背陽極板由原來的30塊左右降低到10塊以下。同時(shí)連續(xù)跟蹤93塊駝背銅模的使用壽命,數(shù)據(jù)如圖1所示。

由上數(shù)據(jù)可以看出,駝背銅模的使用壽命遠(yuǎn)高于平板銅模的使用壽命,平均模壽命達(dá)到928噸陽極銅/塊,較平板銅模壽命提高了270%。同時(shí),銅模壽命的提高也是大大降低了每日換模量,使用平板銅模時(shí),每日換模量為6塊,而更換至駝背銅模后,每日換模量為1.64塊,同比下降72.7%。

3 結(jié)語

通過上述生產(chǎn)實(shí)踐證明,通過改進(jìn)銅模外形,由平板銅模更改成駝背銅??墒倾~模壽命大幅度提高,現(xiàn)有技術(shù)水平下,駝背銅模的澆鑄壽命達(dá)到900噸陽極銅/塊。同時(shí)駝背模具有不易變形,澆鑄出的陽極板外形規(guī)整、懸垂度好。但同時(shí)也存在長時(shí)間使用過后耳部易洗刷嚴(yán)重的缺點(diǎn)。因此,充分利用駝背銅模的優(yōu)點(diǎn),提高駝背銅模的使用壽命,同時(shí)尋求方法克服耳部易損耗的缺點(diǎn),是銅火法冶煉行業(yè)降低成本、提高經(jīng)濟(jì)效益的一種有效途徑。

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