铅阳极圆盘铸锭机组改造实践

高富娥;彭长宏

【摘 要】进行了铅精炼阳极铸锭机组的改造,通过对浇铸系统、平板系统及提片系统的研究分析及改造,使阳极铸锭机组铸造能力由原来的16 s/片提高到现在的12.2 s/片,且改造后整体系统运行平稳,完全满足生产需求. 【期刊名称】《湖南有色金属》 【年(卷),期】2010(026)002 【总页数】3页(P56-58)

【关键词】改造;阳极铸锭机组;铸造能力;提高 【作 者】高富娥;彭长宏

【作者单位】中南大学,湖南,长沙,410083;豫光金铅股份有限公司,河南,济源,454650;豫光金铅股份有限公司,河南,济源,454650 【正文语种】中 文 【中图分类】TF351.6

随着铅熔炼系统产能的不断扩充,某公司原电解精炼车间产能已不能满足生产需求,为减少中间占用,扩充产能,在原有车间的基础上进行加装改造。加装完成后出现了一系列的配套问题,阳极板产能不能满足生产,阳极板质量存在问题,电解精炼过程短路现象加剧等等,为满足生产需求,2007年对制约生产的阳极板铸造系统进行了改造,改造完成后,铅阳极铸造机组生产效率大大提高,从原来的16 s/片提高到了12.2 s/片,且系统运行平稳,各生产工序完全配套生产,产能及产效得到有效提升,在减少中

间占用的同时,提高了电铅产能。

为加大铅电解生产能力,某公司2007年在原电解车间进行加槽扩充。原车间电解槽306个,加装达到330个。如原生产周期不变,则每班需由原来的出装4排改为现在的6排,每班需多出装18槽。随着生产能力的扩大,引起了一系列配套设施的变化。主要表现为阳极供应跟不上、出装槽系统满负荷生产、设备维护保养时间缺失、设备检修频繁等,这些问题的出现严重制约正常生产,导致生产效率低下。 为尽快改变现状,该公司技术人员对制约生产工序的工艺装备、班制及其它影响因素进行排查、分析。首先对关键影响因素阳极铸造机组进行研究。 1.1 机组的工作原理及技术参数

铅阳极铸锭机组由定量浇铸系统、圆盘铸锭机系统、提片系统、平板装置、液压系统、排板系统及控制系统组成。机组构成及作用原理如图1所示。 机组主要技术参数如下: 生产能力/s·片:16。 圆盘直径/mm:7 400。 铸模数量/个:18。

阳极板尺寸/mm:660×780×(15～25)。 铅阳极板重量/kg·块-1:105±5。 1.2 现有系统存在的主要问题

1.阳极铸造系统。阳极圆盘铸锭机组单片阳极板的生产时间为16 s/片。按出装槽数量计,每班需生产阳极板1836片,需时8.16 h。工作时间已远远超出实际有效工作时间,阳极板的供应跟不上生产需求。

2.出装槽系统的变化。扩大产能后,每班的生产任务从原来的4排增加到了6排。依照每排槽出装一次1.3 h计,每班的有效工作时间为7.8 h。整个系统处于满负荷状态,设备、人完全处于不正常状态下,急需整改。

2.1 改造方案

经过对设备的各个部件功能进入运行条件的研究,做出如下改造方案: 1.通过增加圆盘直径增加单位时间内铸片数量。 2.通过提高圆盘的速度提高产量。

3.提高提片系统的提片速度,提高单位时间内的生产效率。

4.改变班制,由原来的8 h制改为12 h制。可能出现的问题及解决方案:

1.增加圆盘直径后可能会出现浇铸不到位、浇铸量不够、机组运行不平稳、产品质量差等问题。可从以下几方面着手解决:采用分离浇铸的模式改变浇铸速度,同时采用定量浇铸的方式确保浇铸量,对提片感应开关进行适当调整,实现提前浇铸等。 2.圆盘速度提快后可能会出现系统运行不平稳,阳极板表面质量差,如飞边毛刺多、扭曲较严重等等。可通过对电机进行配套改造,控制圆盘转速,加大循环水冷却速度及循环水量,加快铅板的冷却,同时改变原平片装置,后置平板,保证铅板垂直度等方法改进。

3.提片系统的改变是决定生产效率的关键,其速度需与圆盘转速、铅板冷却速度、感应系统息息相关,实现过程中会出现有提片信号,但片未到位或提出的片冷却不够,变形、扭曲严重等等,通过研究,考虑通过改善感应系统实现提片速度。 2.2 方案实施

1.圆盘铸锭机组的改进,列于表1。

试验:通过改变电机皮带轮的直径改变大盘转速。

小结:通过实验可初步实现提片速度从原来的16 s/片提高到12.2 s/片,生产效率得到不断提高。但实验的同时发现阳极质量不稳定,厚薄不均匀,影响电解生产。 2.浇铸系统的改进。针对阳极板质量不稳定现象,采用了定量浇铸的方式进行改善。通过改变浇铸模式实现。变一个浇铸箱为两个,一个与合格阳极铅液锅相连,一个与机组接口,通过溢流实现定量浇铸,溢流液回锅。改变后浇铸出的阳极板厚薄均匀,生

产正常。

3.提前浇铸。针对铅液流不到铅模中的问题,通过改变感应模式实现。实际操作中发现浇铸和提片共用一个感应开关,如果提前浇铸,提片也提前,冷却时间不够,片质量差。通过再次分析,计划改变感应模式,但是PC系统数据线复杂,不易实现。继而对PC系统数据线进行整理,终于找到突破口,将提片感应与浇铸感应完全分开。分开后,提前浇铸实现,铅液可以准确流入铅模中,产出合格阳极板。

4.平板系统的改进。前述问题解决后继而发现平板系统紧张,时间跟不上,依然制约生产。经计算将平片时间缩短0.5 s可满足要求。实践证明问题有所缓解但未解决。重新计算,放大后计划将时间缩短1 s,经证实可满足要求,但板面质量受到影响,电解过程短路问题秃显。缓解措施:(1)加大极距方法简单,但槽电压随之升高,析铅直流电耗高,被否决;(2)将平板置后,平板置后直接进机组,不再在提片机上运行。改造后,平板质量明显提高,可适应生产需要。 改造前:

1.每班出装6排槽,每天需生产阳极板1 836片,阳极板的生产时间16 s/片,每班有效生产时间为8.16 h。

2.浇铸通过时间控制,专人负责控制液面,人为因素大。 3.阳极板平片系统差,片质量不能适应生产,电解过程受到影响。 改造后:

1.每班出装6排槽,每天需生产阳极板1 836片,阳极板的生产时间为12.2 s/片,每班的有效生产时间平均为6.2 h。 2.定量浇铸,机器控制,更准确。

3.后置平片,阳极质量好,短路少,电解工序正常。 圆盘铸锭系统改进前后参数对比情况列于表2。

经过生产实践,该套铅阳极板浇铸系统的生产能力、阳极板产品质量及系统稳定性

等均达到和超出了工艺要求指标。同时该装置的改造成功,也为今后铅阳极制备设计提供了合理的、有效的生产实践资料,为旧系统的工艺装备改进提供了有价依据,有较高的推广利用价值。

【相关文献】

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[2] 《有色冶金炉设计手册》编委会.有色冶金炉设计手册[M].北京:冶金工业出版社,2004. [3] 《铅锌冶金学》编委会.铅锌冶金学[M].北京:科学出版社, 2003.

[4] 刘磊.PLC控制器在直线铸锭机中的应用[A].中国有色金属学会重冶学委会.第十届全国铅锌冶金技术及生产装备研讨会论文集[C].北京:中国有色金属学会重冶学委会,2008.