刍议SCR铜杆连铸连轧生产线渣箱事故分析及设计改进

席安武，张鹏飞

（江西铜业铜材有限公司，江西 贵溪 335400）

为了保证连续熔化的铜液能够顺利地流入下溜槽与中间包进行浇铸工艺，需要在SCR铜杆连铸连轧生产线的熔炼系统中对熔化的铜液进行多次的疏导，并保证疏导过程的顺利进行[1]。目前，渣箱是国内外SCR生产线主要的铜渣排放方式。对于有效保证生产系统的安全高效运行以及浇筑过程的顺利稳定，渣箱的正常运行和定期维护有着十分重要的意义。一旦渣箱出现故障或发生事故，炉膛内料层一定会不断增加其厚度，这就导致竖炉风机风量、多元燃料配比被迫进行调整，并降低系统负荷进行生产[2]。

某厂引进的两条SCR生产线，分别是SCR3000和SCR4500两条生产线。单身这两条生产线的进口渣箱存在设计缺陷，这种缺陷导致造渣较多，容易导致漏铜、长流嘴堵塞等问题的出现。

1 渣箱结构设计原理

对于铜液导流、调节温度和含氧量以及除渣等工艺段来说，SCR铜杆连铸连轧生产工艺中的铜箱起到了不可替代的作用。在重力的作用下，熔化的铜以液体的形式从竖炉的铜口流出，并通过上溜槽进入渣箱去除渣滓，随后铜液经过保持炉等设备进入浇注机进行浇铸。渣箱内有能够挡住铜液表面浮渣的挡渣砖，需要人工去除挡渣砖上堆积的铜渣。下图则是渣箱的结构设计图。某厂采购的SCR生产线中的渣箱主要由本题、渣箱盖、挡渣砖等部分组成。这种渣箱可以旋转，并且设计有排放渣滓的开口，当停炉的时候，工人可以将渣箱内的炉渣全部倾倒出去。

图1 渣箱结构设计图

2 铜渣主要来源、影响因素及危害

（1）铜渣主要来源。铜渣主要来源如下：①阴极铜板中含有杂质，并经过氧化而形成浮于铜液表面的铜渣；②由于炉内的温度过高，并且有原料对炉体的冲或冲刷，从而导致炉体出现破损并脱落进入铜液中形成铜渣；③炉体在经过维修后产生很多粉末状或黏糊状的炉渣，进入铜液中；④混入原料中的各种异物。由于各种各样的因素，很难彻底清除渣箱中的铜渣，所以铜渣会堆积在挡渣砖的下方或流嘴处。

（2）铜渣的危害。铜渣的危害如下几点：①如果铜液中的铜渣含量较高，那么铜渣就很容易附着在铜杆上，这就很容易导致气缩、内外夹杂等缺陷的出现，严重时会导致线材拉丝过程中出现肉眼可见的断头或断线的问题，这些问题都严重影响产品的质量。②铜渣沉积在流嘴，会影响溜槽流向，也容易发生烧嘴堵塞的问题。

将铜液的温度控制在一定范围内，有助于提高渣箱的除渣效率，只有渣箱能够有效去除铜液中的铜渣，才能有效解决铜杆夹渣的问题。

例如某厂引进的SCR450生产线，该生产线生产期间，结冷铜问题出现的比例约为4%，主要表现为反断不良、夹杂等问题。表面和内在缺陷是低氧铜杆缺陷的两种分类。氧化层偏厚、表面发黑等都属于表面缺陷，阴极铜纯度偏低、铜杆夹杂等都属于内在缺陷。

3 渣箱事故分析及控制技术研究

3.1 长流嘴堵塞、漏铜或高温腐蚀

如果渣箱长流嘴出现冷铜堆积并且阻塞铜液流出时，容易出现铜液外溢的问题。当出现这种事故的时候，需要马上进行停炉并做烧氧枪处理，知道长流嘴被疏通并无冷铜堆积时停止。一旦生产线从保持炉喷出的火焰集中且猛烈，就会引起渣箱长流嘴温度超过其承受范围。这样就会引起长流嘴高温腐蚀的问题出现。由于高温腐蚀，长流嘴会出现变形等问题，这样就会引起铜液的四溢，为生产埋下安全隐患。

3.2 内衬烧损，低温积渣或冻流

渣箱经过长时间的使用后，其耐火材料会随着时间和使用而老化，从而导致内衬破损和冷铜熔化。如果漏电很大并难以在生产进行中采取补漏措施时，就需要停炉并将铜液倾倒出去，对冷铜进行清理并对漏点进行修补。产生这种问题主要是由于耐火材料的老化以及质量不过关。

当渣箱内铜液的温度不满足正常生产需要的时候，就很容易导致低温积渣的问题出现，所以就有必要及时对渣箱进行增温措施，从而达到去除铜渣的目的。如果渣箱处的平台钢板出现变形的问题，就会影响渣箱出口和入口的位置关系，并使入口高于出口，这就让铜液很难顺利流出。从而影响铜渣的排除

3.3 挡渣砖破损、腐蚀或流口堵塞

如果出现挡渣砖破损或渣箱内无挡渣砖存在的问题，铜液中的浮渣就不会被有效地清理出去，这就会导致炉内堆积大量铜渣，并对下一道工序的除渣造成压力，并影响产品的质量。挡渣砖处于一个最容易被腐蚀的位置。一般来说，渣箱的使用寿命能够达到3个月到半年不等。而有效防止挡渣砖腐蚀的措施如下：①调整渣箱各部分的位置，从而达到减少铜液对挡渣砖的冲刷。②在一定范围内上调一氧化碳的含量，增加还原性气体的含量。③将渣箱内挡渣砖底部导流孔和内流槽的尺寸，从而达到减缓铜液流速的目的。④优化烧嘴设计与数量，并适当调整烧嘴的位置，减少火焰对挡渣砖的烧灼作用。

4 总结

本文对渣箱结构设计原理进行了简要的介绍，并分析了铜渣主要来源、影响因素及危害,同时针对铜渣主要来源、影响因素及危害提出了渣箱事故分析及控制技术。希望各位操作SCR铜杆连铸连轧生产线的同人能够通过本文获得一些解决生产线中渣箱出现问题的灵感，从而保证生产线的正常运转，同时生产出更高质量的冶金产品。同样也希望本文提出的几点措施能够获得行业中各位同仁的认可。