銅陽極板懸垂度控制技術在陽極整形機組的應用

黃 湘，邵曉光

(中國瑞林工程技術有限公司, 江西 南昌 330038)

銅陽極板懸垂度控制技術在陽極整形機組的應用

黃 湘，邵曉光

(中國瑞林工程技術有限公司, 江西 南昌 330038)

分析了影響銅陽極板懸垂度的因素，并提出了提高陽極板懸垂度的具體解決方案。這些控制技術應用在陽極整形機組上，取得了良好效果。

銅陽極板； 懸垂度； 整形

1 銅陽極板懸垂度的重要性

在銅電解生產(chǎn)過程中，銅陽極板懸掛在電解槽里，其懸垂度對生產(chǎn)的陰極銅質(zhì)量有著重要的影響。根據(jù)電解工藝要求，每塊陽極板與相鄰陰極板之間的中心距只有50 mm左右，如果懸掛在電解槽里的陽極板傾斜度較大，則產(chǎn)出的陰極銅就會厚度不均勻，嚴重時還將造成電流短路。所以對銅陽極板進行整形，以提高其懸垂度是電解前重要的準備工序，也是陽極整形機組的主要功能之一。

2 影響銅陽極板懸垂度的主要因素

銅陽極板懸垂度的影響因素來源于其自身的物理特性，主要有2個方面。

(1)第一個因素是陽極板耳部重心所在鉛垂面與陽極板板身重心所在鉛垂面之間的偏移程度。由圖1和圖2(圖2為圖1的局部放大圖)可見，陽極板的耳部厚度和板身厚度不相等(厚度差為e)，從而導致耳部重心G1所在鉛垂面和板身重心G2所在的鉛垂面不重合，其水平偏移量≈e/2。陽極板放進電解槽時，依靠左右耳部的支撐面懸掛在電解槽兩側的導電(絕緣)板上，由于耳部重心和板身重心偏移量的存在，在支撐面產(chǎn)生傾轉力矩M，從而使陽極板板身在電解槽里不可避免產(chǎn)生了傾斜。

(2)耳部支撐面的平整度是影響陽極板懸垂度的第二個因素。由于拔模斜度的存在，澆鑄機澆鑄出的陽極板耳部并不是完全平整的，這種不平整的耳部如果不通過銑削將其銑平，懸掛在電解槽上時勢必加劇陽極板的傾斜。所以，陽極整形機組應具備銑耳功能，即對耳部支撐面進行銑削，使銑削后的支撐面垂直于板身表面，以保證陽極板懸掛在電解槽上的垂直度。

圖1 銅陽極板立面圖

圖2 陽極板傾斜分析

3 懸垂度的控制技術

要提高陽極板的懸垂度，主要應針對上述兩個影響因素進行控制。這是設計陽極整形機組的關鍵技術，也是對機組進行改進和創(chuàng)新的重點所在。

3.1 陽極板整形

陽極整形機組采用了新型陽極板整形壓力機，通過對陽極板的壓力整形使耳部重心向右移動，使其盡可能靠近板身重心所在鉛垂面，減小甚至消除耳部重心和板身重心的水平偏移量。

設計的新型陽極板整形壓力機，對耳部和板身進行整形的壓塊是單獨運動的，由不同的液壓缸分別驅動，而且二者的砧板表面并不重合。整形時兩部分壓塊推動陽極板向砧板方向移動，當極板板身靠住砧板時，耳部壓塊會繼續(xù)對極板耳部進行整形，直至靠住耳部砧板，見圖3。

圖3 整形原理圖

設計陽極板整形壓力機時，應根據(jù)耳部重心和板身重心的水平偏移量合理確定耳部砧板和板身砧板的位置，同時還應綜合考慮陽極板的屈服強度對整形的影響，并據(jù)此選擇合適的液壓缸，這樣才能達到預期的效果。

3.2 銑耳定位基準的確定

對陽極板耳部進行銑削，不僅要將耳部支撐面銑平，而且要保證銑削后的左右耳部支撐面在一個水平面上，并要合理確定銑耳的定位基準。

如圖3所示，陽極板整形的定位基準面為模面，即在陽極板澆鑄時和澆鑄模模面接觸的那一面，粗糙度誤差不大。而另一表面在澆鑄時為自由面，表面高低不等。為了提高定位的穩(wěn)定性和重復精度，銑耳定位和極板整形應選擇同一基準面，耳部和板身夾緊的定位點也應相同。

如前文所述，經(jīng)過整形后，夾緊陽極板的耳部定位點和板身定位點不在同一平面。所以，在銑耳工位，耳部定位靠板表面和板身定位靠板表面也不應該是重合的。如圖4所示，上夾具的耳部定位板是固定的，銑耳時，上壓頭推動耳部靠住定位板從而夾緊耳部。下夾具主要由兩個擺臂構成，其中擺臂1起定位作用。夾緊時，擺臂1先擺動到位，其上的夾頭所在表面和耳部定位板表面之間的水平距離與整形時兩個砧板表面的距離相同。當擺臂1到位后，擺臂2隨即運動直到將陽極板板面夾緊，由于擺臂1的定位作用從而保證了定位點的穩(wěn)定。當耳部和板身定位、夾緊后，陽極板板身處于豎直狀態(tài)，隨即銑刀裝置開始工作，對耳部進行銑削。

圖4 陽極板銑耳定位

這樣銑削加工出來的陽極板由于定位基準與整形時一致，而且與陽極板在電解槽內(nèi)懸掛的狀態(tài)一致，從而保證了陽極板在電解槽里的懸垂度。

4 應用效果

目前，上述銅陽極板懸垂度控制技術已成功應用于國產(chǎn)陽極整形機組。經(jīng)國內(nèi)多家大型銅冶煉廠生產(chǎn)實踐證明效果良好。據(jù)統(tǒng)計，經(jīng)過整形和銑耳后，96%的陽極板板身和鉛垂線的最大偏離量≤±3 mm，完全滿足電解工藝對懸垂度的要求。另外，由于整形和銑耳定位技術的應用，不僅大大提高銑耳質(zhì)量，提高了勞動生產(chǎn)率，同時銑刀壽命也得到明顯延長，降低了生產(chǎn)運行成本，具有較好的經(jīng)濟效益。

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

黃湘(1957-)，男，廣西容縣人，高級工程師，大學學歷，主要從事有色冶金非標設備的設計與研發(fā)，現(xiàn)任中國瑞林工程技術有限公司裝備公司調(diào)試部部長。

邵曉光(1983-)，男，安徽蒙城人，工程師，碩士研究生，主要從事有色冶金非標設備的設計與研發(fā)。

TF811

B

1003-8884(2014)01-0045-03