陽極澆鑄用包子制作與烘烤方式的改進

馬楊軍

（江西銅業集團公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

1 引言

江銅年產30萬t銅冶煉工程設計規模為300kt/a陰極銅，冶煉工藝流程采用銅精礦蒸汽干燥—閃速熔煉—PS轉爐吹煉—回轉式陽極爐精煉—永久不銹鋼陰極電解精煉［1］。陽極精煉工序配有2臺630t回轉式陽極爐和一套能力為110t/h的雙圓盤澆鑄機，采用重油為燃料，氧化期鼓入壓縮空氣，還原期鼓入液化石油氣［2］。陽極爐煙氣經余熱鍋爐回收余熱后再經脫硫除塵后排放。精煉渣熱態返回轉爐，澆鑄機澆鑄出的合格陽極板經叉車運往電解車間精煉，見圖1。

2 包子使用現狀

陽極爐爐后澆鑄作業時需1個中間包和2個澆鑄包［3］，每次澆鑄前要對中間包和澆鑄包進行烘烤。烘烤是否到位直接影響到澆鑄作業，烘烤時間過短，脫水不到位，高溫銅水進入包子后容易發生“翻包”現象，嚴重時會發生爆炸［4］。烘烤過頭，澆注料容易脫落，影響澆鑄作業［5］。

澆鑄包、中間包一直采用LPG摻雜用風烘烤，這種操作方式存在多種弊端：主要為LPG消耗量大，成本高。易產生低空污染，不利于清潔化生產。要達到節能降耗，實現清潔生產，需做改進。

3 影響包子質量和LPG烘烤成本高的因素分析

影響包子質量和LPG烘烤成本高的因素，綜合分析主要有以下四方面：

圖1 江銅年產30萬t銅冶煉陽極爐流程圖

（1）制作不規范。在包子內拌料制作，耐火材料底部積水多，烘烤前放置在常溫區域，水分難自然蒸發。

（2） 包子底部定型耐火磚致密度高，水分難析出。

（3）LPG烘烤局部溫度高，水蒸氣急劇析出導致耐火料開裂。

（4）LPG烘烤，熱利用率低，LPG浪費量大。

4 包子制作方式改進

包子內原采用定型磚砌筑，磚表層敷鎂鉻質搗打料［6］。通過改進，取消內襯磚改焊筋爪，敷與磚同等厚度的鎂鉻質纖維料，用纖維料替代耐火磚，見圖2、圖3。

圖2 中間包改進前后對比圖

圖3 澆鑄包改進前后對比圖

5 烘烤裝置改造

改變原烘烤模式，增設一套電加熱裝置，見圖4。該設備利用水份在100℃以上可汽化的特性，將工件（中間包、澆鑄包）通過平移車裝入爐膛進行加熱，使工件上的水份在高溫下揮發，再通過烘箱頂部的兩個排氣孔將水蒸氣排出爐外，達到對工件的烘干作用。

圖4 烘箱結構圖

6 實施效果

6.1 包子制作方法改進

利用包子內襯耐火材料物理性質相同的特性，烘烤時水分能均勻析出，避免局部過熱導致耐火材料開裂，影響包子質量。實施改進后澆鑄故障率大幅降低。

6.2 單爐烘箱用電量

烘箱4h左右內內部溫度能達到設定值，由表1可看出，單爐烘箱用電量為494.85kW·h。

表1 單爐平均用電量（實際電量為電表讀數1×40）

6.3 LPG用量對比

從表2與表3對比可以看出，傳統LPG烘烤，每爐次烘烤LPG使用約為141.9Nm3，使用烘烤箱后，LPG用量為65Nm3，單爐節約LPG量76.9Nm3。

表2 未使用烘箱前單爐烘烤LPG用量

表3 使用烘箱后單爐烘烤LPG用量

6.4 改造后產生的經濟效益

純LPG比重為2.5kg/Nm3，單價6300元/t，烘烤LPG為LPG與空氣1∶1混合氣體。工業用電計0.7元/kW·h。

單爐全用氣烘烤成本：

（141.9÷2）×2.5×6300÷1000=1117.5 元

單爐用氣節約成本：

（76.9÷2）×2.5×6300÷1000=605.6 元

單爐用電成本：494.85×0.7=346.4元

單爐節省成本：605.6-346.4=259.2元

7 結語

通過包子制作方法改進和烘烤設施改造，保障了澆鑄作業穩定，實現了清潔生產。同時能耗指標、冶煉成本均有所下降。該方法在同行業具有一定的推廣價值。

［1］鄧敏隸. 貴冶新30萬噸陽極爐工序循環水系統[J]. 銅業工程,2008(1):33-34,53.

［2］朱澤祖. 賀家齊. 現代銅冶金學[M]. 北京: 科學出版社. 2002:454.

［3］袁春風, 屈勇. 銅圓盤定量澆鑄系統故障分析與排查[J]. 銅業工程,2013(5):42-43.

［4］張偉旗, 童想勝. 回轉式陽極爐常見故障診斷與處理的探討[J]. 中國有色冶金, 2011(6):45-48.

［5］陳長順. 提高銅的火法精煉陽極質量實踐[J]. 有色金屬再生與利用,2006(3):26-26.

［6］朱澤祖. 賀家齊. 現代銅冶金學[M]. 北京:科學出版社. 2003. 460-466.