張樹鵬，薛超立，荊發(fā)朝

（陽(yáng)谷祥光銅業(yè)有限公司，山東 聊城 252000）

1 引言

2007年世界上第二座閃速熔煉爐+閃速吹煉爐［1］在祥光銅業(yè)順利投產(chǎn)，以其高產(chǎn)能、低能耗、環(huán)境污染小等特點(diǎn)受到銅行業(yè)的廣泛關(guān)注。閃速熔煉+閃速吹煉+回轉(zhuǎn)式陽(yáng)極爐精煉的工藝運(yùn)用，保證了日均生產(chǎn)陽(yáng)極銅1300t。陽(yáng)極爐工序由回轉(zhuǎn)式陽(yáng)極爐精煉和圓盤澆鑄機(jī)兩部分組成，主要工藝流程，見(jiàn)圖1。

圖1 陽(yáng)極爐精煉和圓盤澆鑄主要流程

在銅冶煉過(guò)程中，銅精礦經(jīng)過(guò)閃速熔煉和閃速吹煉后達(dá)到98.5%的粗銅，粗銅再經(jīng)過(guò)陽(yáng)極爐精煉達(dá)到99.3%左右的陽(yáng)極銅。陽(yáng)極精煉爐產(chǎn)出的合格的陽(yáng)極銅經(jīng)過(guò)活動(dòng)溜槽，通過(guò)受料斗與澆鑄固定溜槽進(jìn)行連接，進(jìn)入圓盤澆鑄系統(tǒng)，澆鑄成一定質(zhì)量、規(guī)格的陽(yáng)極板，以利于電解工序的生產(chǎn)。李昱民［2］研究表明，陽(yáng)極爐精煉和澆鑄系統(tǒng)中影響銅直收率的關(guān)鍵因素有精煉渣、廢銅、廢陽(yáng)極板、廢銅模中的損失等，而這也正與祥光銅業(yè)的澆鑄系統(tǒng)中影響銅的直收率的因素相一致，本文就受料斗的改造，以及減少冷銅粘結(jié)方面的措施進(jìn)行闡述。

2 新型受料斗的應(yīng)用

2.1 原受料斗存在問(wèn)題

受料斗位于活動(dòng)溜槽與固定溜槽之間，在整個(gè)澆鑄作業(yè)中起到連接陽(yáng)極爐與圓盤的作用。陽(yáng)極銅從陽(yáng)極爐出銅口流出，經(jīng)過(guò)活動(dòng)流槽后，必須經(jīng)過(guò)受料斗，然后流入固定流槽、中間包，從而實(shí)現(xiàn)圓盤澆鑄機(jī)的連續(xù)澆鑄［3］。在澆鑄完成后，受料斗需要進(jìn)行更換，重新制作，以備下?tīng)t澆鑄。

2020年2月份之前，祥光銅業(yè)澆鑄過(guò)程中采用的受料斗由鋼板焊接成形，再由耐火磚和耐火料砌筑而成。由于受料斗與活動(dòng)溜槽之間存在一定的落差，銅液沖擊受料斗底部，造成銅液飛濺，飛濺銅液粘接在受料斗邊緣形成冷銅，長(zhǎng)時(shí)間的沖刷受料斗底部出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p耗點(diǎn)，對(duì)下一爐次的澆鑄存在較大漏銅風(fēng)險(xiǎn)。每爐澆鑄結(jié)束后，需將受料斗兩側(cè)粘接冷銅及底部冷銅吊出，散落耐火材料清理干凈后，用攪拌均勻的新耐火料進(jìn)行修復(fù)，烘烤干燥后再次使用。由于澆鑄過(guò)程中受料斗粘接冷銅的產(chǎn)生，降低了礦-銅的直收率。后期這些冷銅的處理及受料斗的修復(fù)工作，消耗了大量的人力、物力，由此產(chǎn)生了較高的人工費(fèi)用及耐火材料費(fèi)用，提高了礦-銅加工成本。

2.2 一種新型受料斗的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用

為有效解決澆鑄過(guò)程中原受料斗內(nèi)銅液飛濺及底部產(chǎn)生冷銅的問(wèn)題，祥光銅業(yè)在多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出解決問(wèn)題的有效辦法是采取措施防止銅液從活動(dòng)溜槽流出后形成的沖擊飛濺到溜槽外面，同時(shí)增強(qiáng)受料斗底部的耐沖刷性，提高使用壽命。經(jīng)過(guò)大量實(shí)踐證明，原有受料斗為鎂鉻質(zhì)尖晶石耐火料制作，制作過(guò)程中個(gè)別位置耐火料震打不實(shí)，抗沖刷效果差；每爐澆鑄結(jié)束后受料斗底部均出現(xiàn)大量損耗；另外制作人員制作水平參差不齊，受料斗底部及口部制作不規(guī)范，造成銅液飛濺，形成溜槽邊緣大塊粘接冷銅?，F(xiàn)將前期耐火料制作部分全部拆除，采用碳化硅耐火料制作的新型受料斗代替；新型受料斗頭部為不規(guī)則長(zhǎng)方形，根據(jù)活動(dòng)溜槽銅液沖刷點(diǎn)，優(yōu)化新型溜槽形狀，使銅液飛濺量降到最低；底部增大受銅面積，使用碳化硅鋼纖維耐火料對(duì)底部加厚，增強(qiáng)底部的抗沖刷性，延長(zhǎng)使用壽命［4］。經(jīng)過(guò)近幾個(gè)月的優(yōu)化、革新，新型受料斗投用后［5］，使用壽命大幅上升，產(chǎn)生的冷銅量明顯下降，耐火料使用量也明顯減少，費(fèi)用節(jié)省明顯。該新型受料斗如圖2所示。

圖2 新型受料斗簡(jiǎn)圖

2.3 新型受料斗的優(yōu)點(diǎn)

2.3.1 減少冷銅的產(chǎn)生

新型受料斗頭部采用不規(guī)則長(zhǎng)方形口，在澆鑄時(shí)可有效阻止銅液飛濺到溜槽兩側(cè)上部；同時(shí)新型受料斗采用平底設(shè)計(jì)，增加了澆鑄期間銅液的緩沖面積，減少了底部的損耗；確保了整個(gè)澆鑄過(guò)程的安全，消除了澆鑄后期溜槽兩側(cè)及底部形成的冷銅粘接。

采用這新型受料斗后，澆鑄期間受料斗產(chǎn)生的冷銅由原來(lái)的每爐0.5t降為0，每年可減少冷銅500t左右。

2.3.2 耐火料使用量降低

原受料斗采用尖晶石耐火料進(jìn)行砌筑，每澆鑄完一爐陽(yáng)極銅，就需要更換一次受料斗，人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，耐火料消耗量高；而采用這種新型受料斗后，使用壽命提高至30~35爐次，從而大大節(jié)約了尖晶石耐火料的使用量，原來(lái)制作受料斗需要0.5t耐火料，現(xiàn)在使用新型受料斗，使用30~35爐后更換，每更換一次使用0.3t耐火料，全年可節(jié)約耐火料480t左右。

2.3.3 提高陽(yáng)極板質(zhì)量

原受料斗被沖刷掉的耐火料，最終被銅液夾帶到銅模上，漂浮在陽(yáng)極板表面，造成陽(yáng)極板表面夾渣，影響陽(yáng)極板物理規(guī)格，同時(shí)也會(huì)造成電解陽(yáng)極板上架率降低。為此，采用新型受料斗后，可有效降低受料斗上冷銅的粘接量，避免了陽(yáng)極板表面夾帶耐火料，進(jìn)而有效提高了陽(yáng)極板表面的整潔度，提高陽(yáng)極板的物理規(guī)格達(dá)標(biāo)率。

3 結(jié)論

祥光銅業(yè)的近十個(gè)月生產(chǎn)實(shí)踐證明，改造后的新型受料斗能有效防止?jié)茶T過(guò)程的冷銅產(chǎn)生，同時(shí)降低了冷銅的處理費(fèi)用，有效提高了礦-銅的直收率；大大減少了耐火材料的使用量，節(jié)約了生產(chǎn)費(fèi)用；降低了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度及更換受料斗期間的揚(yáng)塵污染，在銅加工費(fèi)用持續(xù)低迷，環(huán)保要求日益嚴(yán)格的今天，更能適應(yīng)現(xiàn)代化銅冶煉［6］的發(fā)展要求。