铜阳极板悬垂度控制技术在阳极整形机组的应用

黄 湘，邵晓光

(中国瑞林工程技术有限公司, 江西 南昌 330038)

铜阳极板悬垂度控制技术在阳极整形机组的应用

黄 湘，邵晓光

(中国瑞林工程技术有限公司, 江西 南昌 330038)

分析了影响铜阳极板悬垂度的因素，并提出了提高阳极板悬垂度的具体解决方案。这些控制技术应用在阳极整形机组上，取得了良好效果。

铜阳极板； 悬垂度； 整形

1 铜阳极板悬垂度的重要性

在铜电解生产过程中，铜阳极板悬挂在电解槽里，其悬垂度对生产的阴极铜质量有着重要的影响。根据电解工艺要求，每块阳极板与相邻阴极板之间的中心距只有50 mm左右，如果悬挂在电解槽里的阳极板倾斜度较大，则产出的阴极铜就会厚度不均匀，严重时还将造成电流短路。所以对铜阳极板进行整形，以提高其悬垂度是电解前重要的准备工序，也是阳极整形机组的主要功能之一。

2 影响铜阳极板悬垂度的主要因素

铜阳极板悬垂度的影响因素来源于其自身的物理特性，主要有2个方面。

(1)第一个因素是阳极板耳部重心所在铅垂面与阳极板板身重心所在铅垂面之间的偏移程度。由图1和图2(图2为图1的局部放大图)可见，阳极板的耳部厚度和板身厚度不相等(厚度差为e)，从而导致耳部重心G1所在铅垂面和板身重心G2所在的铅垂面不重合，其水平偏移量≈e/2。阳极板放进电解槽时，依靠左右耳部的支撑面悬挂在电解槽两侧的导电(绝缘)板上，由于耳部重心和板身重心偏移量的存在，在支撑面产生倾转力矩M，从而使阳极板板身在电解槽里不可避免产生了倾斜。

(2)耳部支撑面的平整度是影响阳极板悬垂度的第二个因素。由于拔模斜度的存在，浇铸机浇铸出的阳极板耳部并不是完全平整的，这种不平整的耳部如果不通过铣削将其铣平，悬挂在电解槽上时势必加剧阳极板的倾斜。所以，阳极整形机组应具备铣耳功能，即对耳部支撑面进行铣削，使铣削后的支撑面垂直于板身表面，以保证阳极板悬挂在电解槽上的垂直度。

图1 铜阳极板立面图

图2 阳极板倾斜分析

3 悬垂度的控制技术

要提高阳极板的悬垂度，主要应针对上述两个影响因素进行控制。这是设计阳极整形机组的关键技术，也是对机组进行改进和创新的重点所在。

3.1 阳极板整形

阳极整形机组采用了新型阳极板整形压力机，通过对阳极板的压力整形使耳部重心向右移动，使其尽可能靠近板身重心所在铅垂面，减小甚至消除耳部重心和板身重心的水平偏移量。

设计的新型阳极板整形压力机，对耳部和板身进行整形的压块是单独运动的，由不同的液压缸分别驱动，而且二者的砧板表面并不重合。整形时两部分压块推动阳极板向砧板方向移动，当极板板身靠住砧板时，耳部压块会继续对极板耳部进行整形，直至靠住耳部砧板，见图3。

图3 整形原理图

设计阳极板整形压力机时，应根据耳部重心和板身重心的水平偏移量合理确定耳部砧板和板身砧板的位置，同时还应综合考虑阳极板的屈服强度对整形的影响，并据此选择合适的液压缸，这样才能达到预期的效果。

3.2 铣耳定位基准的确定

对阳极板耳部进行铣削，不仅要将耳部支撑面铣平，而且要保证铣削后的左右耳部支撑面在一个水平面上，并要合理确定铣耳的定位基准。

如图3所示，阳极板整形的定位基准面为模面，即在阳极板浇铸时和浇铸模模面接触的那一面，粗糙度误差不大。而另一表面在浇铸时为自由面，表面高低不等。为了提高定位的稳定性和重复精度，铣耳定位和极板整形应选择同一基准面，耳部和板身夹紧的定位点也应相同。

如前文所述，经过整形后，夹紧阳极板的耳部定位点和板身定位点不在同一平面。所以，在铣耳工位，耳部定位靠板表面和板身定位靠板表面也不应该是重合的。如图4所示，上夹具的耳部定位板是固定的，铣耳时，上压头推动耳部靠住定位板从而夹紧耳部。下夹具主要由两个摆臂构成，其中摆臂1起定位作用。夹紧时，摆臂1先摆动到位，其上的夹头所在表面和耳部定位板表面之间的水平距离与整形时两个砧板表面的距离相同。当摆臂1到位后，摆臂2随即运动直到将阳极板板面夹紧，由于摆臂1的定位作用从而保证了定位点的稳定。当耳部和板身定位、夹紧后，阳极板板身处于竖直状态，随即铣刀装置开始工作，对耳部进行铣削。

图4 阳极板铣耳定位

这样铣削加工出来的阳极板由于定位基准与整形时一致，而且与阳极板在电解槽内悬挂的状态一致，从而保证了阳极板在电解槽里的悬垂度。

4 应用效果

目前，上述铜阳极板悬垂度控制技术已成功应用于国产阳极整形机组。经国内多家大型铜冶炼厂生产实践证明效果良好。据统计，经过整形和铣耳后，96%的阳极板板身和铅垂线的最大偏离量≤±3 mm，完全满足电解工艺对悬垂度的要求。另外，由于整形和铣耳定位技术的应用，不仅大大提高铣耳质量，提高了劳动生产率，同时铣刀寿命也得到明显延长，降低了生产运行成本，具有较好的经济效益。

Application of Verticality Control Technology of Copper Anode Plate in Anode Shaping Unit

HUANG Xiang， SHAO Xiao-guang

(China Nerin Engineering Technology Co., Ltd. Nanchang 330038, China)

The paper analyses the factors which influence the verticality of copper anode plate, and puts forward the specific solutions of improving the verticality of anode plate. These control technologies had been applied in anode preparation machine, and achieved good results.

copper anode plate； verticality； shaping

2013-10-28

黄湘(1957-)，男，广西容县人，高级工程师，大学学历，主要从事有色冶金非标设备的设计与研发，现任中国瑞林工程技术有限公司装备公司调试部部长。

邵晓光(1983-)，男，安徽蒙城人，工程师，硕士研究生，主要从事有色冶金非标设备的设计与研发。

TF811

B

1003-8884(2014)01-0045-03