謝鈿生， 謝 君， 王子宇

(銅陵有色金冠銅業(yè)分公司， 安徽 銅陵 244000)

金冠銅業(yè)電解車(chē)間設(shè)計(jì)陰極銅產(chǎn)能40萬(wàn)t，采用永久不銹鋼陰極電解法，共計(jì)1 152個(gè)電解槽，采用雙跨廠房布局，配置2臺(tái)高速剝片機(jī)組。2臺(tái)剝片機(jī)組均是由芬蘭奧圖泰制造，整套機(jī)組由高速抓取機(jī)器人、剝片站、下料翻轉(zhuǎn)、堆垛機(jī)器人、鉚接、稱(chēng)重、打包、液壓系統(tǒng)等組成。單臺(tái)機(jī)組設(shè)計(jì)加工速度超過(guò)600片/h，主要功能有電銅洗滌、剝片、堆垛、稱(chēng)重、打包、極板排距等。金冠電解剝片機(jī)組是國(guó)內(nèi)首套機(jī)器人式高速剝片機(jī)組，是目前最先進(jìn)的第三代陰極銅加工機(jī)組。

金冠高速陰極剝片機(jī)組于2013年1月完成安裝及主要功能的單元調(diào)試，2月14日機(jī)組首次進(jìn)行負(fù)荷試車(chē)運(yùn)行。在試車(chē)期間遇到諸多問(wèn)題，經(jīng)過(guò)多方努力及不斷優(yōu)化改進(jìn)，順利保證了電解試生產(chǎn)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。金冠銅業(yè)高速陰極剝片機(jī)組平面布局見(jiàn)圖1。

1 機(jī)組安裝調(diào)試與開(kāi)車(chē)的安全管理

金冠剝片機(jī)組其中1臺(tái)是在制造廠家進(jìn)行過(guò)整機(jī)試車(chē)，然后拆裝后運(yùn)輸?shù)诫娊廛?chē)間現(xiàn)場(chǎng)，另1臺(tái)是制造后直接運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝調(diào)試。在安裝過(guò)程中，雖然廠家提供了較全面的安裝、調(diào)試、試車(chē)安全說(shuō)明書(shū)，但是整套機(jī)組的安裝調(diào)試工作量大，機(jī)組功能多，人員操作技能水平參差不齊。在實(shí)際操作過(guò)程中，極易出現(xiàn)一些設(shè)備零部件的損壞或人員傷害等問(wèn)題。因此，車(chē)間將機(jī)組設(shè)備的安裝調(diào)試與開(kāi)車(chē)安全管理放在首位。

1.1 設(shè)備相關(guān)安全資料的應(yīng)用

在與制造廠家進(jìn)行技術(shù)交流階段，提前整理收集設(shè)備相關(guān)安全技術(shù)資料，包括視頻、書(shū)面資料，以便提前組織人員培訓(xùn)。制造廠家通常在交貨前及交貨時(shí)，均會(huì)提供一套關(guān)于剝片機(jī)組的相關(guān)安全注意事項(xiàng)說(shuō)明書(shū)，是機(jī)組安裝調(diào)試與開(kāi)車(chē)安全管理的第一手及最基礎(chǔ)的安全管理技術(shù)資料。

做好相關(guān)人員的技能培訓(xùn)。在到貨前組織對(duì)設(shè)備安全技術(shù)資料進(jìn)行學(xué)習(xí)，提高操作人的技能水平。通過(guò)集中授課、觀看視頻等方式組織學(xué)習(xí)，使相關(guān)人員熟悉并掌握了機(jī)組設(shè)備安全管理的基礎(chǔ)知識(shí)技能，降低或消除了人員技能不足導(dǎo)致的損失。

1.2 機(jī)組操作人員技能培訓(xùn)

設(shè)備的安裝調(diào)試主要是由設(shè)備制造廠家及安裝公司實(shí)施，到了設(shè)備試車(chē)及開(kāi)車(chē)階段，設(shè)備操作主體交由生產(chǎn)操作人員。高速剝片機(jī)組是一套全自動(dòng)化設(shè)備，對(duì)操作人員操作知識(shí)水平及技能要求高，一個(gè)合格熟練的操作員需要一個(gè)很長(zhǎng)的培訓(xùn)周期。這就對(duì)機(jī)組操作人員的選用、培訓(xùn)提出很高的要求。

圖1 金冠銅業(yè)高速陰極剝片機(jī)組平面布局

操作員工至少需要中技或高中以上文化水平，選擇機(jī)械、電氣類(lèi)專(zhuān)業(yè)，這樣更有利于員工培養(yǎng)。對(duì)于新聘沒(méi)有機(jī)組操作經(jīng)驗(yàn)的員工，至少需要6～12個(gè)月以上的實(shí)踐培訓(xùn)。強(qiáng)化操作人員培訓(xùn)階段的技能考核，通過(guò)理論書(shū)面、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐操作考核方式，促進(jìn)提升培訓(xùn)效果。合理安排操作人員培訓(xùn)計(jì)劃，例如第二階段的實(shí)踐操作培訓(xùn)，這個(gè)階段一般是在設(shè)備訂貨確定后，即應(yīng)安排相關(guān)人員到具有相似機(jī)組的電解廠進(jìn)行跟班學(xué)習(xí)。主要操作人員要參與設(shè)備安裝調(diào)試全過(guò)程，熟悉掌握機(jī)組設(shè)備基本結(jié)構(gòu)性能，同時(shí)協(xié)助排查和糾正設(shè)備安裝調(diào)試過(guò)程出現(xiàn)的問(wèn)題。

1.3 調(diào)試過(guò)程的安全管理

機(jī)組調(diào)試主要分為設(shè)備安裝功能單元試車(chē)調(diào)試、設(shè)備聯(lián)動(dòng)運(yùn)行試車(chē)調(diào)試兩個(gè)階段，這兩個(gè)階段需要設(shè)備聯(lián)動(dòng)確認(rèn)，各單元檢測(cè)開(kāi)關(guān)開(kāi)始投入使用，設(shè)備信號(hào)聯(lián)鎖及控制系統(tǒng)逐步投入使用，由于試車(chē)前的確認(rèn)缺失、安裝缺陷、現(xiàn)場(chǎng)安全設(shè)施不完善、人員多而雜等問(wèn)題，極易出現(xiàn)設(shè)備損壞、人員傷害事故。主要表現(xiàn)有零部件缺失導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)動(dòng)軌跡偏離、電路短路損壞電氣元件，人員機(jī)械傷害、墜落、劃傷等，設(shè)備調(diào)試過(guò)程的安全管理是至關(guān)重要。

1.4 機(jī)組試生產(chǎn)的安全管理

通常新建的電解廠，是沒(méi)有電解銅物料提供給機(jī)組進(jìn)行熱負(fù)荷調(diào)試，而是直接進(jìn)入試生產(chǎn)，此時(shí)機(jī)組未負(fù)荷調(diào)試的問(wèn)題集中暴露，故障非常多，電銅物料狀況差，操作人員對(duì)機(jī)組備性能及故障處理方法掌握不全面等諸多不確定因素交叉，是電解廠試生產(chǎn)最危險(xiǎn)工序，多個(gè)電解廠曾在機(jī)組試生產(chǎn)時(shí)期發(fā)生過(guò)不同程度的人員傷害事故。常見(jiàn)的安全事故表現(xiàn)為操作人員對(duì)故障處理不熟悉、方法不對(duì)，導(dǎo)致撞擊、機(jī)械傷害等。試生產(chǎn)階段的主要安全管理重點(diǎn)就是要想法設(shè)法降低設(shè)備故障、提高操作人員技能水平，避免安全事故的發(fā)生。

2 機(jī)組試生產(chǎn)常見(jiàn)故障及處理方法

機(jī)組在試生產(chǎn)階段，除了原本設(shè)備調(diào)試問(wèn)題外，還有較多需要改進(jìn)的問(wèn)題，通過(guò)提前優(yōu)化和改進(jìn)，可以極大改善機(jī)組試生產(chǎn)運(yùn)行效果。按照專(zhuān)業(yè)歸類(lèi)可以分為工藝操作類(lèi)故障、機(jī)械類(lèi)故障、電氣類(lèi)故障及其他類(lèi)故障。

2.1 工藝及操作類(lèi)故障

主要影響問(wèn)題集中在新設(shè)備、新材料首次使用，在使用前無(wú)法發(fā)現(xiàn)，另外是新生產(chǎn)物料，尚未進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行檢驗(yàn)，難發(fā)現(xiàn)，改進(jìn)周期長(zhǎng)。機(jī)組試生產(chǎn)工藝操作類(lèi)故障詳見(jiàn)表1。

2.2 機(jī)械類(lèi)故障

高速陰極剝片機(jī)組是最新一代電銅加工機(jī)組，在金冠銅業(yè)電解車(chē)間是首次工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用，在設(shè)備結(jié)構(gòu)及材料選型方面存在諸多不足，機(jī)械方面故障表現(xiàn)尤為明顯，詳見(jiàn)表2。

2.3 電氣類(lèi)故障

在試生產(chǎn)期，電氣類(lèi)以派生故障為主，主要表現(xiàn)為異常物料故障導(dǎo)致電氣元件砸傷、砸壞等，另外是操作人員或維修人員操作不當(dāng)損壞電氣元件。詳見(jiàn)表3。

表1 機(jī)組試生產(chǎn)工藝操作類(lèi)故障

表2 機(jī)組試生產(chǎn)機(jī)械類(lèi)故障

表3 機(jī)組試生產(chǎn)電氣類(lèi)故障

2.4 其他故障

除以上故障分類(lèi)外，還有一些涉及到單元功能聯(lián)鎖、機(jī)組與行車(chē)聯(lián)鎖等系統(tǒng)控制及邏輯關(guān)系，一旦出現(xiàn)故障對(duì)設(shè)備、人員傷害風(fēng)險(xiǎn)大。詳見(jiàn)表4。

表4 其他類(lèi)故障

3 試生產(chǎn)期的電銅加工質(zhì)量

試生產(chǎn)階段各項(xiàng)工藝、設(shè)備均處于磨合期，生產(chǎn)出第一批合格的陰極銅產(chǎn)品是最理想的目標(biāo)。電銅經(jīng)過(guò)一個(gè)陰極周期產(chǎn)出合格陰極銅后，送至機(jī)組進(jìn)行最后的洗滌、剝離加工成最終產(chǎn)品高純陰極銅，機(jī)組是陰極銅產(chǎn)品質(zhì)量最后關(guān)口。在機(jī)組試生產(chǎn)期電銅質(zhì)量問(wèn)題主要表現(xiàn)為電銅洗滌不干凈，表面附著硫酸銅、酸液等，由于電銅數(shù)量大，人工難以處理糾正，導(dǎo)致陰極銅降級(jí)或判定不合格。為確保電銅洗滌加工出合格的高純陰極銅，重點(diǎn)關(guān)注機(jī)組洗滌單元及相關(guān)工藝控制。

機(jī)組電銅清洗分為三級(jí)，每級(jí)清洗水源不同、清洗水性質(zhì)有差異，根據(jù)試生產(chǎn)階段摸索，梳理總結(jié)了每級(jí)洗滌參數(shù)控制參考標(biāo)準(zhǔn)，詳見(jiàn)表5。

表5 機(jī)組電銅洗滌加工質(zhì)量控制參考標(biāo)準(zhǔn)

4 結(jié)語(yǔ)

高純陰極銅是工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)原料，尤其是電子工業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)陰極銅的需求量越來(lái)越大。電解銅生產(chǎn)規(guī)模已趨高產(chǎn)能規(guī)模，電銅加工急需高速、穩(wěn)定的設(shè)備服務(wù)生產(chǎn)。

機(jī)器人式高速陰極剝片機(jī)組是目前最先進(jìn)的電銅加工機(jī)組，但是局限于設(shè)備制造技術(shù)，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的4臺(tái)高速剝片機(jī)組均是從芬蘭奧圖泰進(jìn)口。從高速剝片機(jī)組目前實(shí)際運(yùn)行使用來(lái)看，高速剝片機(jī)組仍存在一些問(wèn)題：一是設(shè)備設(shè)計(jì)缺乏實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在結(jié)構(gòu)、功能等方面存在諸多不足；二是機(jī)組對(duì)物料的適應(yīng)性差，物料也存在一定不足；三是在系統(tǒng)控制方面仍有一些缺陷；四是對(duì)新設(shè)備的維護(hù)體系認(rèn)識(shí)不足，無(wú)法編制最有效的系統(tǒng)規(guī)范。以上問(wèn)題是今后機(jī)組優(yōu)化改進(jìn)的方向。