新型受料斗在陽極銅澆鑄過程中的應用

張樹鵬，薛超立，荊發朝

（陽谷祥光銅業有限公司，山東 聊城 252000）

1 引言

2007年世界上第二座閃速熔煉爐+閃速吹煉爐［1］在祥光銅業順利投產，以其高產能、低能耗、環境污染小等特點受到銅行業的廣泛關注。閃速熔煉+閃速吹煉+回轉式陽極爐精煉的工藝運用，保證了日均生產陽極銅1300t。陽極爐工序由回轉式陽極爐精煉和圓盤澆鑄機兩部分組成，主要工藝流程，見圖1。

圖1 陽極爐精煉和圓盤澆鑄主要流程

在銅冶煉過程中，銅精礦經過閃速熔煉和閃速吹煉后達到98.5%的粗銅，粗銅再經過陽極爐精煉達到99.3%左右的陽極銅。陽極精煉爐產出的合格的陽極銅經過活動溜槽，通過受料斗與澆鑄固定溜槽進行連接，進入圓盤澆鑄系統，澆鑄成一定質量、規格的陽極板，以利于電解工序的生產。李昱民［2］研究表明，陽極爐精煉和澆鑄系統中影響銅直收率的關鍵因素有精煉渣、廢銅、廢陽極板、廢銅模中的損失等，而這也正與祥光銅業的澆鑄系統中影響銅的直收率的因素相一致，本文就受料斗的改造，以及減少冷銅粘結方面的措施進行闡述。

2 新型受料斗的應用

2.1 原受料斗存在問題

受料斗位于活動溜槽與固定溜槽之間，在整個澆鑄作業中起到連接陽極爐與圓盤的作用。陽極銅從陽極爐出銅口流出，經過活動流槽后，必須經過受料斗，然后流入固定流槽、中間包，從而實現圓盤澆鑄機的連續澆鑄［3］。在澆鑄完成后，受料斗需要進行更換，重新制作，以備下爐澆鑄。

2020年2月份之前，祥光銅業澆鑄過程中采用的受料斗由鋼板焊接成形，再由耐火磚和耐火料砌筑而成。由于受料斗與活動溜槽之間存在一定的落差，銅液沖擊受料斗底部，造成銅液飛濺，飛濺銅液粘接在受料斗邊緣形成冷銅，長時間的沖刷受料斗底部出現嚴重損耗點，對下一爐次的澆鑄存在較大漏銅風險。每爐澆鑄結束后，需將受料斗兩側粘接冷銅及底部冷銅吊出，散落耐火材料清理干凈后，用攪拌均勻的新耐火料進行修復，烘烤干燥后再次使用。由于澆鑄過程中受料斗粘接冷銅的產生，降低了礦-銅的直收率。后期這些冷銅的處理及受料斗的修復工作，消耗了大量的人力、物力，由此產生了較高的人工費用及耐火材料費用，提高了礦-銅加工成本。

2.2 一種新型受料斗的開發及應用

為有效解決澆鑄過程中原受料斗內銅液飛濺及底部產生冷銅的問題，祥光銅業在多年實踐經驗的基礎上，提出解決問題的有效辦法是采取措施防止銅液從活動溜槽流出后形成的沖擊飛濺到溜槽外面，同時增強受料斗底部的耐沖刷性，提高使用壽命。經過大量實踐證明，原有受料斗為鎂鉻質尖晶石耐火料制作，制作過程中個別位置耐火料震打不實，抗沖刷效果差；每爐澆鑄結束后受料斗底部均出現大量損耗；另外制作人員制作水平參差不齊，受料斗底部及口部制作不規范，造成銅液飛濺，形成溜槽邊緣大塊粘接冷銅。現將前期耐火料制作部分全部拆除，采用碳化硅耐火料制作的新型受料斗代替；新型受料斗頭部為不規則長方形，根據活動溜槽銅液沖刷點，優化新型溜槽形狀，使銅液飛濺量降到最低；底部增大受銅面積，使用碳化硅鋼纖維耐火料對底部加厚，增強底部的抗沖刷性，延長使用壽命［4］。經過近幾個月的優化、革新，新型受料斗投用后［5］，使用壽命大幅上升，產生的冷銅量明顯下降，耐火料使用量也明顯減少，費用節省明顯。該新型受料斗如圖2所示。

圖2 新型受料斗簡圖

2.3 新型受料斗的優點

2.3.1 減少冷銅的產生

新型受料斗頭部采用不規則長方形口，在澆鑄時可有效阻止銅液飛濺到溜槽兩側上部；同時新型受料斗采用平底設計，增加了澆鑄期間銅液的緩沖面積，減少了底部的損耗；確保了整個澆鑄過程的安全，消除了澆鑄后期溜槽兩側及底部形成的冷銅粘接。

采用這新型受料斗后，澆鑄期間受料斗產生的冷銅由原來的每爐0.5t降為0，每年可減少冷銅500t左右。

2.3.2 耐火料使用量降低

原受料斗采用尖晶石耐火料進行砌筑，每澆鑄完一爐陽極銅，就需要更換一次受料斗，人員勞動強度大，耐火料消耗量高；而采用這種新型受料斗后，使用壽命提高至30~35爐次，從而大大節約了尖晶石耐火料的使用量，原來制作受料斗需要0.5t耐火料，現在使用新型受料斗，使用30~35爐后更換，每更換一次使用0.3t耐火料，全年可節約耐火料480t左右。

2.3.3 提高陽極板質量

原受料斗被沖刷掉的耐火料，最終被銅液夾帶到銅模上，漂浮在陽極板表面，造成陽極板表面夾渣，影響陽極板物理規格，同時也會造成電解陽極板上架率降低。為此，采用新型受料斗后，可有效降低受料斗上冷銅的粘接量，避免了陽極板表面夾帶耐火料，進而有效提高了陽極板表面的整潔度，提高陽極板的物理規格達標率。

3 結論

祥光銅業的近十個月生產實踐證明，改造后的新型受料斗能有效防止澆鑄過程的冷銅產生，同時降低了冷銅的處理費用，有效提高了礦-銅的直收率；大大減少了耐火材料的使用量，節約了生產費用；降低了人員的勞動強度及更換受料斗期間的揚塵污染，在銅加工費用持續低迷，環保要求日益嚴格的今天，更能適應現代化銅冶煉［6］的發展要求。