金德铅业精炼车间智能化自动化改造

2021-07-02曹雷斌马守山黎成刚

现代制造技术与装备 2021年5期

关键词：冰铜阳极板极板

曹雷斌马守山黎成刚

（江铜集团江西金德铅业股份有限公司，德兴 334200）

目前，金德铅业精炼车间铅电解采用小极板平模电解，电解周期短，需要频繁装出槽，员工劳动强度大，现场电解液“跑冒滴漏”也较为严重。此外，反射炉系统由于圆盘铸锭机小[1]，造成出炉必须冒险更换冰铜模具，增加了不必要的工作人员。

1 具体改进方向

经此次到贵冶的考察，结合扩建14万吨产能的需要，提出进行大极版电解、改造反射炉等改进措施，以实现设备自动化和智能化，达到减员增效的目的。

2 大电解槽规格

按照铅电解大极板的尺寸，加大更换电解槽。电解槽从外径3 800 mm×1 000 mm×1 340 mm，内空3 650 mm×830 mm×1 200 mm改成外径8 000 mm×1 260 mm×1 770 mm，内空7 750 mm×1 010 mm×1 620 mm，如图1所示。每个电解槽装75块阳极板，每块质量为240 kg，需装入阳极板18 t。

图1 电解槽前后改进对比

3 需投入大电解槽数量

由于阳极板加大加宽，为现有阳极板的2倍，又由于块数增加，因此电流可以开很高。按照现在电耗最经济的6 300 A电流倒算，得出大极板可以开电流强度为6 300÷35×2×75=27 000 A。每日每槽产量为27 000 A×3.865（电化当量）×24÷106=2.504 t，如要完成年产14万吨电铅产能，按照年作业率355天核算，需要投入的电解槽数量为140 000÷355÷2.504≈158个电解槽。为此，最少需要投入158个电解槽。

按照大极板电解槽尺寸，当前电解槽面4个大组360个电解槽，正好可以安装140个电解槽。只需要再往西面扩建2跨，就可以增加28个电解槽。改造后电解槽数量为168个。

4 需要增加的其他配套设备

需要增加的其他配套设备如下：

（1）立模阳极浇铸机（浇铸速度为90片/h），每日浇铸阳极板数量为158÷4×75≈3 150块，需2台立模浇铸机；

（2）阴极制片机组（制片速度为320片/h），每日制片数量为158÷4×76≈3 200块，需1台制片机组；

（3）自动拔棒机组（拔棒速度为320片/h，带自动入锅功能），1台；

（4）20吨冶金行车2台；

（5）自动残极洗刷机改造；

（6）新增加电解槽168个；

（7）引进一套贵冶的行车装槽定位系统，定位每个电解槽安装定位器、自动残极洗刷机组、阴极制片机组、自动拔棒机，从而行车接受指令，直接将阴极、阳极自动调入到指定的位置，实现无人化操作。

如果电铅系统增产到14万吨，则反射炉系统也将需要增加产能。为了产能能够更好地扩张，反射炉系统可以进行相应的改造，从而达到既提高产能又减少人员的目的。

（1）反射炉炉体。将反射炉向厂房北面扩建2 m，增加面积将近4 m2。燃烧器更改为2台燃烧器，从而达到均衡燃烧的目的。扩建后按照现有投入量可以增加投入量接近30%，基本可以满足14万吨产能需要。需要注意，当前反射炉面积为16 m2。

（2）采用钟罩式的加料方式，即制作一个6 m3的料斗，将每个班的辅料、原料全部配入料斗，在料斗下方连接一个钟罩阀，通过钟罩阀实现均衡加料，从而提高物料的熔化速度，实现稳定生产。

（3）新增加一台圆盘浇铸机，专门用于出铅使用，想要用一台铸锭机出铅、出冰铜，必须更换冰铜模具，增加了工作难度人员数量，且更换冰铜模具属于高危险作业。

5 实施过程

5.1 大极板电解实施过程

当前电解槽面安装的140个电解槽，不需要增加土建工程（现有电解槽承重梁可以满足要求、现在电解使用的进液管回液管都可以改造使用）。往东面扩建2跨28个电解槽，其中有21个电解槽可以先把基础做好，先安装。同时，立模浇铸机、阴极制片机、行车等可以在不影响生产的过程中进行安装。最后，电解槽的对接安装时间。可以先安装靠厂房东面的70个电解槽，再安装西面的电解槽。这样可以在安装过程中保证可维持一定的产量，从而不影响企业的资金积压风险。

图2为铅电解改进前后对比图，施工中分别按照绿、蓝、黄、红依次施工。投入费用预算如表1所示。