陽極板生產過程中如何提高模具使用壽命

后潔瓊 盧衛寧 臧佳克 何清龍

（1.西北礦冶研究院，甘肅 白銀 730900；2.白銀有色集團股份有限公司銅業公司，甘肅 白銀 730900）

在銅冶煉生產過程中，陽極板澆注包含銅模和陽極板鑄造兩道工藝，銅模通常采用鑄造生產，并用于鑄造生產產品陽極板，也就說銅模是陽極板鑄造的模具[1]。銅冶煉陽極板澆注模具的質量，不僅關系到陽極板質量，也對銅加工成本也有很大的影響[2,3]。因此，分析影響模具壽命的原因，并找到延長其壽命的方法，對陽極板的質量和成本都具有重要的意義[4,5]。本文主要討論了影響模具的質量和壽命的因素，結合生產實踐，提出了提高模具質量，延長模具壽命的方法。

1 影響模具使用壽命的主要原因

1.1 模具澆注質量

要保證模具的壽命首先需要澆注出合格的模具，保證模底板在澆注時尺寸合適，整體未變形。為了保證模具能滿足生產需要，使用模底板的頻率有所加大使得模底板耳部變形，尺寸變形，即使修復，澆注出的模具質量也無法保障。根據現場觀察及數據統計，陽極板主要存在的問題有：①、陽極板因模底板發生變形而導致陽極板耳尖發生缺塊現象。②、陽極板因模底板澆注次數過多造成夾耳現象。③、模底板澆注一定次數時導致模底板發生局部變形，使模底板發生拱起或凹陷情況，造成陽極板上下薄厚不均。④、陽極板兩耳間距離過于極限，導致每次銑耳位置過于接近耳尖，若耳部有輕微上翹，則會造成銑耳失敗。而這些問題恰恰都是模底板尺寸發生變形引起的，模具使用過程中嚴重出現夾耳，耳部偏厚，底角偏厚的情況，所以增加了模具更換頻率。

1.2 模具溫度控制不當

模具在正常澆注陽極板的過程中大多會出現個別模具溫差較大的情況，這對生產工的操作也增加難度，對模具的傷害也相對較大。主要原因是新換的模具預熱不到位，澆注過程對新模具底水量控制太大，新模具轉到底水位置沒有及時關閉。模具溫度控制過高，造成模具開裂嚴重，使得模具表面凹陷，甚至出現粘板的情況，澆注不出合格的陽極板。模具溫度過低，銅液在澆注時出現急冷急熱的現象，加快模具變形，澆注出的陽極板無法保證物理規格，存在鼓包，飛邊毛刺較為嚴重，氣孔較多。陽極爐產生的陽極板經電解精煉成陰極板的過程，陽極板物理規格不達標會對電解精煉過程產生巨大影響，陽極鈍化、漂浮陽極泥增加、電流效率下降等狀況頻繁發生。

1.3 噴涂控制不當

當噴涂量過大時，模具轉到澆注位置時，若模具內水分未完全蒸干，在銅液進行澆注時，會出現“放炮”的情況，不但會增加危險因素，同時也會對模具造成一定的損傷，使得陽極板氣孔增加。同時，當噴涂量過大時，也會使得模具溫度過低。當噴涂量過少時，會造成模具和陽極板不容易分離，嚴重時導致模具和陽極板粘接，使得模具不能再重復利用。

1.4 出銅時間間隔大

出銅結束到下一爐出銅中間間隔時間過長，使模具完全冷卻再次澆注，模具因熱脹冷縮變形較為嚴重。

1.5 銅水溫度偏高

個別爐次出銅期間銅水溫度偏高，底水浮水操作不當，使模溫偏高，加快了模具的變形。

1.6 澆注的新模具存放時間不足

當產量較大，更換模具頻率也會增高，往往會存在模具緊缺的情況，剛澆注的模具就上圓盤使用。這樣會導致模具短時間內嚴重出現裂縫，大坑，甚至粘板機率也有所增加，無法澆注出合格的陽極板。

2 提高模具使用壽命的措施

2.1 保證模具澆注質量

對模底板勤做檢查，保證模底板兩耳間距符合電解生產要求，耳部角度與大面垂直，不會在澆注陽極板時出現夾耳的情況，耳尖不能損耗嚴重，要保證陽極板不能出現“飛耳”的情況，否則會導致電解洗耳不徹底，不能保證陽極板在電解槽的垂懸度，不但增加槽面工的勞動強度還會影響電流密度。模底板澆注一定量時會出現耳部和底角尺寸變高，板身中間凹陷，澆注出的陽極板耳部和底角過厚，中間偏薄，對板身測繪要保證耳部，板身和底角在一個平面上。定期對模底板進行返修。在進行模具澆注時要做到邊框四周與板身的距離相同，蓋板蓋正，砂型頂針與板身垂直，否則會出現模具定位眼偏差，上圓盤之后模具無法裝正，頂針眼斜，使頂板機不能正常頂板，導致取板機無法正常取板。所以要提高模具壽命，首先把控好澆注銅模的質量，加強澆模管理，保證好每一塊模具的質量。

2.2 正確控制模溫

在正常澆注陽極板的過程中模溫通常由底水和浮水控制，通過對底水壓力和流量的調節使模溫控制在生產需求的范圍內，浮水配合底水使用，防止模具上下溫差過大，加快模具變形。模溫的高低至關重要，不但影響模具的壽命，對陽極板的物理規格也有決定性作用。

2.3 噴涂的配比和時間

硫酸鋇作為脫模劑一般和鈉水玻璃配合使用，提高模具壽命，增加脫模效果。從現場實際情況看硫酸鋇溶液中配鈉水玻璃對提高模壽命有很大的作用。

大多企業鈉水玻璃和水的比例為1：100，硫酸鋇根據生產需求配比。在配好的硫酸鋇溶液中通蒸汽進行加熱，防止溫度過低的硫酸鋇溶液直接噴在模具表面造成極冷即熱的情況，加快模具變形。對噴涂量控制在模具轉出噴涂罩時完全干透，不影響模溫和銅液的澆注，提高模具的壽命。

2.4 調整好生產計劃

調整好生產計劃，縮短兩爐銅間隔的時間，出銅前期對模具預熱，減少溫差，加快圓盤澆注速度，降低模具受熱時間，出銅期間嚴格按照操作規程操作，控制好模溫，減少模具變形。新澆注的模具要存放足夠的時間，防止剛澆的模具上盤使用。

2.5 控制出銅溫度

出銅溫度正常控制在1200℃左右，在生產過程中往往會出現上道工序計劃緊張，進陽極爐的粗銅溫度較高，爐前工操作不當，導致還原終點銅水溫度偏高，從現場實際情況來看出，銅溫度過高對模具損傷較為嚴重，不利于模溫的控制，使模具開裂嚴重，對模具的沖刷也會大大增加，同時增加了粘板的幾率，直接導致模具不能再次使用，也會影響圓盤澆注速度。

3 結語

影響模具使用壽命的因素有很多，結合實際生產情況，主要為模具澆注質量、模具溫度、噴涂、出銅間隔、銅水溫度和新模具存放時間等。在生產過程中，從保證模具澆注質量、正確控制模溫、控制好噴涂的配比和時間、調整好生產計劃并控制出銅溫度等方面出發，可有效延長模具使用的壽命，降低銅加工過程中的生產成本。