提高傳統法電解作業率

孔祥明

（江西銅業集團有限公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

1 引言

電解一系列為傳統法電解，年產陰極銅35 萬t，平均電流密度為275A/m2。其中東擴系統專門消化各類外購陽極。隨著各類復雜陽極進廠，比如贊比亞第一量子、中色云銅、英美、豐城、深圳、貴溪工業園陽極板等。生產過程中需要額外對外購陽極進行泡洗、系統特護等處理，電解生產流程被放長。2018 年傳統法電解需要消化12 萬t 贊比亞陽極，2019 年需要消化10 萬t 贊比亞陽極。外購陽極含砷達不到標準要求，陽極表面氧化銅明顯，需要額外增加特護處理流程，造成作業率下降。傳統法電解作為車間重要的組成部分，承載著集中消化復雜外購陽極，以及為車間節約生產成本的重要任務。提高作業率既能提高產量又能節約生產成本。提高作業率的重要措施就是把每天按五、東擴、老、新系統順序單系統作業，優化為兩兩組合的雙系統同時作業，既而解決復雜物料與機組加工能力、復雜物料帶來的工作流程加長以及操作人員不足的問題。

2 現狀及存在的問題

2.1 單系統作業用行車的矛盾

傳統法電解有兩跨平行的廠房，北跨廠房覆蓋老系統、新系統、東擴北三個系統，有B、C 兩臺行車；南跨覆蓋五萬噸、東擴南兩個系統，有D 行車一臺。側排區域沒有機組，所有物料需要通過移載小車自動轉運到主排，再通過C、B 車吊運到機組。早晨7:30 時，D、B 行車配合五萬噸單系統作業，C 車負責新、東擴北系統的短路處理；10:30 時，D、C 行車配合作業，B 車退到老系統去短路處理。下午14：30 以后，五萬噸作業結束，B、C 兩臺行車對東擴北系統和新系統進行作業，D 車處理五萬噸系統短路。全天均為單系統作業，如圖1。

圖 1 傳統法電解平面示意圖

2.2 雙系統同時作業和機組吞吐能力不足的矛盾

機組區域的五條設備鏈負責物料的進出。陽極整形，其加工能力為300 塊/h；始極片加工，其加工能力為450 塊/h；電銅洗滌、其處理能力為550塊/h；導電棒輸送機組、殘極清洗機組。機組設計為單系統作業，輸入、輸出鏈條最多能存放兩吊物料。如果雙系統同時作業，陽極、始極片、電銅洗滌機組的能力則無法滿足生產的快速需求。

2.3 雙系統同時作業和生產操作人員不足的矛盾

生產操作過程，主要包括單極作業、雙極作業、短路處理、電解液體積、溫度管理和壓濾陽極泥。如果雙系統同時作業，意味著在兩個作業區域，同時需要操作人員，加劇了操作人員不足的矛盾。

表1 傳統法作業率 %

3 優化和改進措施

3.1 創新短路處理方式，解放一臺行車去參加作業

單系統作業的一個重要原因是短路處理需要占用一臺行車。已經形成短路的陰極銅，皆由行車工協助電調工合力處理［1］。只有創新短路處理方式，才能解放一臺行車去參于雙系統同時作業。

原短路處理方式為：人工用拖表檢測出各系統短路后，先用粉筆對短路電銅進行標記，然后一臺行車用葫蘆吊吊起有標記的短路電銅，操作人員再用斧頭削劈短路電銅上的銅粒。全天作業時間內，有一臺行車近80%的時間都被短路處理所占用。

創新短路處理方式為分類處理短路：（1）11天的一個周期中，前兩天的電銅（60kg 左右）被檢測出短路后，現場人工提起校正和粒子處理。（2）后3～10 天的電銅，其重量已經超出人工可以提起的范圍，用特意加工的粒子鏟（此工具約長1.8m，7 字型）貼著電銅的表面去探觸粒子。遇到電銅中下部的粒子，粒子鏟向下發力擊落粒子；碰到電銅上部的粒子，粒子鏟向上將粒子鉤脫。同時把原24 小時處理4 遍短路的處理方式，優化為每天6 遍。（3）清晨5：30 時行車完全空閑時，吊起處理即將出槽的第11 天短路電銅。這是大面積密集粒子，表現為陰極銅單面或雙面上都長有粒子，根部接觸面大，很難清除［2］，需要行車才能處理。這樣一來，短路處理需要用行車葫蘆吊起短路處理方法，創新為分類、單人用粒子鏟處理短路的方法，解放了一臺行車去參加當天的作業。

3.2 增加儲備能力，消除機組吞吐能力不足的矛盾

新系統27 組30 個電解槽，改造為復雜陽極泡洗區和泡洗好的外購陽極存儲區。這30 個槽，其中兩槽，裝入電解液后通入蒸汽，用來泡洗表面有大量氧化物的外購陽極。把電解液溫度控制在65℃左右，溫度不宜過高。溫度過高會惡化現場作業環境，造成酸霧超標［3］。另一槽改造為帶溫的清水槽。酸液泡洗后的陽極，再進入清水槽，通入了壓縮風的清水槽可以有效洗去陽極表面的銅粉。通過泡洗槽浸除陽極板表面的銅粉、脫模劑［4］，然后一槽槽地存儲在其它槽內。

原來儲備24 槽始極片、16 槽陽極，提升到現在儲備36 槽始極片和32 槽陽極。通過儲備優化特別是外購陽極預處理，使得當天作業時，通過釋放儲備滿足一個系統作業，機組吞吐能力不足得到解決。全天生產結束后，只需要少量的人員把儲備補齊就可以。通過提前一天處理和存儲，加上機組當天本身的加工速度，可以同時滿足三臺行車對兩個生產系統作業的需求。

3.3 優化作業流程，解決雙系統同時作業和操作人員不足的矛盾

傳統法電解每天要作業四個系統。需要對作業流程進行優化，才能在工作人員不變的情況下，滿足兩個系統同時作業的需要。早上7：30， D 車為主行車，對五萬噸系統優先雙極作業；C 車為移栽小車的接應行車； B 車對老系統單極進行作業。班組單極和雙極作業各自分開，五萬噸系統雙極作業時，老系統為單極作業。各自作業結束后（大約在10：30），作業順序相互換位。這樣一來，兩個系統同時都有作業人員，節奏緊湊，生產流暢。

由于是兩個系統不同的作業流程，現有的人員分成兩個小組，各自作業。由于兩個作業內容不同，物料的需求不一樣，行車消除了搶物料的現象。下午主排廠房作業時，同樣可以保證有兩臺行車和崗位人員對各自的作業區域進行作業。通過采取提高電解槽作業率的相應措施［5］，可同時將崗位人員每天中午12:30-13:30 學習休息時間，優化為中午11:30-12:30，解決中午崗位人員去食堂吃飯、學習、休息時間。

添加劑是銅電解精煉生產工藝控制最重要的因素［6］。需要一人操作、一人監管，通過智能的方式，實現了一人操作，節約了人手。陽極泥壓濾改造為半自動化，解決了雙系統同時作業，陽極泥壓濾人手不足的問題。這樣一來，可以解決雙系統同時作業和崗位人員不足的矛盾。

4 優化和改進后效果

圖 2 2014 年至2019 年傳統法電解作業率/%

從2017 年磨合運行雙系統同時作業，到2018年優化鞏固，再到2019 年成熟運行，電解一系列的作業率由原來的96.41%提升到現在的97.02%，同比增長0.57%。每天作業結束時間平均提前了2 h。由于作業率的提高，每年可多產出陰極銅約1924 t。隨著作業率的提高，生產線提前停止運行，節約了生產成本。

5 結束語

傳統法電解的單系統作業，提升為雙系統同時作業，提高了作業率，解決了傳統法電解因為復雜外購陽極造成的生產流程加長、作業率下降的難題。在操作員工人數不變的情況下，通過創新短路處理方式、增加儲備能力、優化作業流程等措施，不僅提高了傳統法電解的作業率，使傳統法電解日均112 槽作業量，作業時間可以控制在16 h 以內；同時也提高了產量，節約了生產成本。