張樹(shù)鵬，曾慶曄，薛超立，布茂帥

（陽(yáng)谷祥光銅業(yè)有限公司，山東 聊城 252000）

1 引言

豎爐工藝用于融化電解殘極、不合格陽(yáng)極板，豎爐設(shè)備的特點(diǎn)是燒嘴設(shè)置在豎爐底部的周圍，物料在底部融化后料柱不斷下降，同時(shí)高溫的煙氣在上升過(guò)程中對(duì)料柱持續(xù)進(jìn)行預(yù)熱，從而降低能耗，節(jié)約成本。陽(yáng)谷祥光銅業(yè)的豎爐［1］主要用于融化電解殘極、不合格陽(yáng)極板，融化的銅液雜質(zhì)含量少，不需要氧化還原作業(yè)，主要用于澆鑄陽(yáng)極板及圓盤澆鑄使用的銅模；但是圓盤澆鑄使用后的廢銅模，需要轉(zhuǎn)運(yùn)至固定式陽(yáng)極爐進(jìn)行處理，增加了轉(zhuǎn)運(yùn)成本及廢銅模的處理成本。

2 豎爐的基本構(gòu)造

豎爐爐型為立式圓筒形，高度達(dá)37m，主要有豎爐本體、上料裝置、水冷煙道等組成，見(jiàn)圖1。祥光銅業(yè)正常生產(chǎn)期間在爐體下部設(shè)有兩排燒嘴，融化的銅液經(jīng)溜槽進(jìn)入保溫爐，融化的物料雜質(zhì)低，銅液進(jìn)入保溫爐后不再進(jìn)行氧化還原作業(yè)，直接通過(guò)溜槽至圓盤澆鑄機(jī)［2］，澆鑄成合格陽(yáng)極板或銅模。

圖1 豎爐結(jié)構(gòu)示意圖

3 廢銅模的處理

生產(chǎn)用銅模最大尺寸1410mm,最小尺寸1360mm，平均重量在3.2t左右；祥光銅業(yè)2019年年產(chǎn)礦產(chǎn)陽(yáng)極銅42萬(wàn)t，豎爐生產(chǎn)陽(yáng)極板約7.5萬(wàn)t，全年消耗銅模約750塊，約2400t廢銅模需進(jìn)行處理［3］。受限于陽(yáng)極爐的爐體結(jié)構(gòu)及渣口尺寸，不具備對(duì)大塊廢棄銅模的處理?xiàng)l件。廢銅模需轉(zhuǎn)運(yùn)至精煉車間固定式陽(yáng)極爐［4］進(jìn)行處理。在現(xiàn)有環(huán)保形式下，銅模轉(zhuǎn)運(yùn)前需人工進(jìn)行仔細(xì)清理，防止轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中造成的沿途路面污染，人工勞動(dòng)強(qiáng)度較大。由于固定式陽(yáng)極爐屬于待料間斷啟動(dòng)，廢銅模不能及時(shí)轉(zhuǎn)化為合格陽(yáng)極板，資金占有量較大，對(duì)公司的整體運(yùn)營(yíng)造成影響。銅模隨部分廢雜銅加入固定式陽(yáng)極爐后，需進(jìn)行熔化、氧化、還原，再由圓盤澆鑄成陽(yáng)極板。固定式陽(yáng)極爐的陽(yáng)極板加工成本約1640元/t，每個(gè)銅模單重約3.2t，處理一個(gè)銅模費(fèi)用大概在5200元左右。熔煉車間全年使用銅模約750個(gè)，僅處理廢棄銅模的費(fèi)用在400萬(wàn)元左右。

4 豎爐處理廢銅模的生產(chǎn)實(shí)踐及效果

目前環(huán)保形式日益嚴(yán)峻，對(duì)高能耗的固定式陽(yáng)極爐限產(chǎn)、停產(chǎn)要求日益增多；廢銅模產(chǎn)出后不能及時(shí)轉(zhuǎn)化為合格陽(yáng)極板進(jìn)行中轉(zhuǎn)，對(duì)公司的資金占?jí)喝找鎳?yán)重。

為緩解公司的資金中轉(zhuǎn)壓力，節(jié)能降耗，經(jīng)過(guò)車間工藝人員的不斷探索，發(fā)現(xiàn)豎爐-保溫爐理論上具備對(duì)廢銅模的處理能力［5］。祥光銅業(yè)的豎爐最大筒體直徑1900mm，最小直徑位于A排燒嘴位置直徑1370mm，B排燒嘴位置直徑1624mm，理論上銅模入爐后不會(huì)造成卡料情況。試驗(yàn)前期，由于銅模體積、重量均超出豎爐原有設(shè)計(jì)能力；豎爐上料小車、爐頂耐火材料均出現(xiàn)不同程度損壞，對(duì)豎爐的平穩(wěn)運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。經(jīng)過(guò)不斷實(shí)踐、總結(jié)，工藝人員結(jié)合銅模處理期間豎爐料位、銅模在豎爐上料斗的擺放方式、擺放角度、入爐角度等，配合電解殘極進(jìn)行銅模添加，解決了過(guò)重銅模入爐前對(duì)豎爐的沖擊，做到了對(duì)爐頂防撞銅塊、耐火材料的零損傷。目前熔煉車間所有銅模全部做到自產(chǎn)自銷，大大減少了廢銅模處理期間的資金占?jí)?，處理費(fèi)用由1640元/t，降低至220～260元/t，全年可節(jié)約處理費(fèi)用340萬(wàn)元左右。

廢銅模改由豎爐處理后，減少了固定式陽(yáng)極爐的開(kāi)爐頻次，節(jié)能降耗的同時(shí)大大減輕了開(kāi)爐期間的環(huán)保壓力。

5 結(jié)語(yǔ)

祥光銅業(yè)豎爐處理廢銅模的生產(chǎn)實(shí)踐應(yīng)用后，大幅提升了廢銅?！细耜?yáng)極板的轉(zhuǎn)換速度，減少了資金的占?jí)?，極大地降低了能耗，節(jié)約了生產(chǎn)成本，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益［6］。