王京慧

（江西銅業(yè)集團公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

陽極爐工序分為：陽極爐精煉和圓盤澆鑄兩部分。陽極爐精煉出化學(xué)成分和溫度合格的陽極銅，由出銅口流至活動溜槽；再通過活動溜槽、固定溜槽導(dǎo)流至圓盤澆鑄機的中間包。圓盤澆鑄機通過澆鑄包將陽極銅熔液按設(shè)定重量澆鑄至模具內(nèi)，經(jīng)過冷卻后產(chǎn)出物理外觀一致、重量恒定的陽極板。陽極板的連續(xù)澆鑄過程分多個環(huán)節(jié)組成，任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)偏差都可能會導(dǎo)致廢板的產(chǎn)生。

1 工藝現(xiàn)狀

陽極爐澆鑄為周期性作業(yè)，每爐次陽極銅的生產(chǎn)過程分為加料、氧化、還原、澆鑄四個周期[2]。每爐次澆鑄期持續(xù)時長取決于陽極爐爐產(chǎn)和圓盤澆鑄機的澆鑄速度。貴冶熔煉一系統(tǒng)陽極爐澆鑄期月均時長為4 小時/爐次，根據(jù)澆鑄機生產(chǎn)實際可將澆鑄期劃分為三個階段：第一階段為前30 分鐘，該時間段溜槽、模具溫度偏低，設(shè)備需要手動調(diào)整的點位較多；第二階段為中間時間段，該時間段澆鑄作業(yè)穩(wěn)定，澆鑄機全自動運行；第三階段為后30 分鐘，該時間段爐內(nèi)銅量減少，澆鑄速度逐漸下降。根據(jù)統(tǒng)計澆鑄期各階段產(chǎn)出廢品數(shù)量可以看出，廢品陽極板的產(chǎn)出主要出現(xiàn)在澆鑄初期，統(tǒng)計數(shù)據(jù)如表1 所示。

表1 改進前貴冶2 號陽極爐澆鑄期各階段廢品陽極板產(chǎn)出數(shù)量（塊）

2 澆鑄期第一階段產(chǎn)出廢板的原因

2.1 銅溫降幅大，導(dǎo)致高溫銅熔液流動性差

在澆鑄期的第一階段，高溫銅熔液從陽極爐出銅口流入頂部敞口式的活動溜槽，由于活動溜槽僅作為一個銅水緩沖池而未采取保溫措施，導(dǎo)致大量熱能通過活動溜槽敞口向周邊散失，銅溫下降；由于上個澆鑄周期第三階段銅液斷流導(dǎo)致溜槽底部及內(nèi)側(cè)有部分冷銅殘留，銅液剛從活動溜槽流經(jīng)固定溜槽，固定溜槽內(nèi)殘留冷銅被高溫銅液熔化而快速吸收銅液的熱量，導(dǎo)致銅熔液溫度再次降低，流動性驟降。

根據(jù)澆鑄期各階段中間包銅液溫度對比數(shù)據(jù)可以看出，澆鑄期的第一階段中間包銅液溫度明顯偏低，統(tǒng)計數(shù)據(jù)如表2 所示。

2.2 澆鑄包內(nèi)襯耐火料表面極易粘結(jié)冷銅

為了實現(xiàn)定量澆鑄出重量一致的陽極板，澆鑄包采用減重稱量。中間包向澆鑄包灌入銅液和澆鑄包向模具內(nèi)澆鑄陽極板，兩個步驟交替進行。澆鑄包內(nèi)銅水的液位在最高位和最低位之間不斷切換。在澆鑄包完成一次澆鑄，包內(nèi)銅水液位下降時，總有少量銅液未能及時流回澆鑄包底部，粘結(jié)在澆鑄包側(cè)壁和嘴子處，在銅溫低、銅水流動性差時銅水粘結(jié)問題更加明顯。澆鑄包側(cè)壁及嘴子粘結(jié)的冷銅逐漸增多，澆鑄包嘴子隨之縮窄，使?jié)茶T時銅水流速加快，流向紊亂，從而影響陽極板的物理規(guī)格，產(chǎn)出廢板。

3 改進措施

3.1 縮小高溫銅液在溜槽導(dǎo)流過程的溫降

表2 改進前爐內(nèi)銅溫與各階段中間包銅溫對比（OC）

表3 改進后爐內(nèi)銅溫與各階段中間包銅溫對比（OC）

（1）對活動溜槽上部采取保溫措施，縮小銅溫降幅。澆鑄開始前將一種廉價的一次性輕質(zhì)保溫材料投入活動溜槽內(nèi)[3]，并在出口上部放置一塊擋渣磚。當高溫銅液落入活動溜槽后，輕質(zhì)保溫材料漂浮在銅液表面，使之與空氣隔離，有效地阻隔銅液熱量通過溜槽上部向周邊散失?；顒恿锊鄢隹谏喜糠胖脫踉u用來阻擋銅液表面漂浮的保溫材料，防止其隨銅液飄流出活動溜槽，如圖1 所示。

圖1 活動溜槽保溫示意圖

（2）減少固定溜槽內(nèi)殘留冷銅，縮小銅溫降幅。通過增大固定溜槽的坡度，讓銅水流動更加順暢，減少溜槽底部殘留冷銅。在每次澆鑄結(jié)束之前半小時進行“化溜槽”操作，采用渣鏟引導(dǎo)溜槽內(nèi)流動的高溫銅熔液沖擊溜槽出入口側(cè)邊粘結(jié)的冷銅，將其熔化帶走，達到最大程度減少溜槽內(nèi)側(cè)冷銅的目的。

3.2 澆鑄包內(nèi)襯耐火料表面進行預(yù)處理

圖2 澆鑄包內(nèi)襯預(yù)處理示意圖

硫酸鋇粉具有高溫不易分解、熱穩(wěn)定性好、附著力強而廣泛應(yīng)用于澆鑄過程的脫模環(huán)節(jié)[4]。因此，采取硫酸鋇粉對澆鑄包內(nèi)襯耐火材料表面進行預(yù)處理。首先在澆鑄包內(nèi)襯的耐火材料表面，涂抹一層硫酸鋇干粉；其次在澆鑄包嘴子磚表面壓實約1cm 厚的硫酸鋇干粉。通過抹粉預(yù)處理，可以防止銅熔液和耐火料直接接觸而導(dǎo)致銅水粘結(jié)。澆鑄包內(nèi)襯預(yù)處理區(qū)域如圖2 所示。

4 實踐效果

（1）采取縮小銅液在溜槽導(dǎo)流過程的溫降措施后，再對連續(xù)9 個爐次澆鑄期各階段中間包銅液溫度進行檢測，通過對比數(shù)據(jù)可以看出，改進后澆鑄期第一階段銅溫相比改進前降幅平均減少14°C，在第二、第三階段銅溫的降幅同樣有所降低，見表3。

（2）在采取縮小銅液在溜槽的溫降和在澆鑄包內(nèi)襯耐火料表面進行預(yù)處理兩項措施后，澆鑄期第一階段易產(chǎn)出廢板的問題得到顯著改善，圓盤澆鑄機產(chǎn)出廢板數(shù)量大幅減少，見表4。

表4 改進后貴冶2 號陽極爐澆鑄期各階段廢品陽極板產(chǎn)出數(shù)量（塊）

5 結(jié)束語

降低產(chǎn)品的廢品率是工廠永恒的課題，貴冶熔煉一系統(tǒng)陽極爐通過不斷優(yōu)化操作方法，陽極板廢品率由0.5%下降到0.2%以下，不僅提高陽極爐工序的金屬直收率，而且進一步提升了車間的技術(shù)經(jīng)濟指標。