金德鉛業(yè)精煉車(chē)間智能化自動(dòng)化改造

曹雷斌 馬守山 黎成剛

（江銅集團(tuán)江西金德鉛業(yè)股份有限公司，德興 334200）

目前，金德鉛業(yè)精煉車(chē)間鉛電解采用小極板平模電解，電解周期短，需要頻繁裝出槽，員工勞動(dòng)強(qiáng)度大，現(xiàn)場(chǎng)電解液“跑冒滴漏”也較為嚴(yán)重。此外，反射爐系統(tǒng)由于圓盤(pán)鑄錠機(jī)小[1]，造成出爐必須冒險(xiǎn)更換冰銅模具，增加了不必要的工作人員。

1 具體改進(jìn)方向

經(jīng)此次到貴冶的考察，結(jié)合擴(kuò)建14萬(wàn)噸產(chǎn)能的需要，提出進(jìn)行大極版電解、改造反射爐等改進(jìn)措施，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動(dòng)化和智能化，達(dá)到減員增效的目的。

2 大電解槽規(guī)格

按照鉛電解大極板的尺寸，加大更換電解槽。電解槽從外徑3 800 mm×1 000 mm×1 340 mm，內(nèi)空3 650 mm×830 mm×1 200 mm改成外徑8 000 mm×1 260 mm×1 770 mm，內(nèi)空7 750 mm×1 010 mm×1 620 mm，如圖1所示。每個(gè)電解槽裝75塊陽(yáng)極板，每塊質(zhì)量為240 kg，需裝入陽(yáng)極板18 t。

圖1 電解槽前后改進(jìn)對(duì)比

3 需投入大電解槽數(shù)量

由于陽(yáng)極板加大加寬，為現(xiàn)有陽(yáng)極板的2倍，又由于塊數(shù)增加，因此電流可以開(kāi)很高。按照現(xiàn)在電耗最經(jīng)濟(jì)的6 300 A電流倒算，得出大極板可以開(kāi)電流強(qiáng)度為6 300÷35×2×75=27 000 A。每日每槽產(chǎn)量為27 000 A×3.865（電化當(dāng)量）×24÷106=2.504 t，如要完成年產(chǎn)14萬(wàn)噸電鉛產(chǎn)能，按照年作業(yè)率355天核算，需要投入的電解槽數(shù)量為140 000÷355÷2.504≈158個(gè)電解槽。為此，最少需要投入158個(gè)電解槽。

按照大極板電解槽尺寸，當(dāng)前電解槽面4個(gè)大組360個(gè)電解槽，正好可以安裝140個(gè)電解槽。只需要再往西面擴(kuò)建2跨，就可以增加28個(gè)電解槽。改造后電解槽數(shù)量為168個(gè)。

4 需要增加的其他配套設(shè)備

需要增加的其他配套設(shè)備如下：

（1）立模陽(yáng)極澆鑄機(jī)（澆鑄速度為90片/h），每日澆鑄陽(yáng)極板數(shù)量為158÷4×75≈3 150塊，需2臺(tái)立模澆鑄機(jī)；

（2）陰極制片機(jī)組（制片速度為320片/h），每日制片數(shù)量為158÷4×76≈3 200塊，需1臺(tái)制片機(jī)組；

（3）自動(dòng)拔棒機(jī)組（拔棒速度為320片/h，帶自動(dòng)入鍋功能），1臺(tái)；

（4）20噸冶金行車(chē)2臺(tái)；

（5）自動(dòng)殘極洗刷機(jī)改造；

（6）新增加電解槽168個(gè)；

（7）引進(jìn)一套貴冶的行車(chē)裝槽定位系統(tǒng)，定位每個(gè)電解槽安裝定位器、自動(dòng)殘極洗刷機(jī)組、陰極制片機(jī)組、自動(dòng)拔棒機(jī)，從而行車(chē)接受指令，直接將陰極、陽(yáng)極自動(dòng)調(diào)入到指定的位置，實(shí)現(xiàn)無(wú)人化操作。

如果電鉛系統(tǒng)增產(chǎn)到14萬(wàn)噸，則反射爐系統(tǒng)也將需要增加產(chǎn)能。為了產(chǎn)能能夠更好地?cái)U(kuò)張，反射爐系統(tǒng)可以進(jìn)行相應(yīng)的改造，從而達(dá)到既提高產(chǎn)能又減少人員的目的。

（1）反射爐爐體。將反射爐向廠房北面擴(kuò)建2 m，增加面積將近4 m2。燃燒器更改為2臺(tái)燃燒器，從而達(dá)到均衡燃燒的目的。擴(kuò)建后按照現(xiàn)有投入量可以增加投入量接近30%，基本可以滿(mǎn)足14萬(wàn)噸產(chǎn)能需要。需要注意，當(dāng)前反射爐面積為16 m2。

（2）采用鐘罩式的加料方式，即制作一個(gè)6 m3的料斗，將每個(gè)班的輔料、原料全部配入料斗，在料斗下方連接一個(gè)鐘罩閥，通過(guò)鐘罩閥實(shí)現(xiàn)均衡加料，從而提高物料的熔化速度，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)。

（3）新增加一臺(tái)圓盤(pán)澆鑄機(jī)，專(zhuān)門(mén)用于出鉛使用，想要用一臺(tái)鑄錠機(jī)出鉛、出冰銅，必須更換冰銅模具，增加了工作難度人員數(shù)量，且更換冰銅模具屬于高危險(xiǎn)作業(yè)。

5 實(shí)施過(guò)程

5.1 大極板電解實(shí)施過(guò)程

當(dāng)前電解槽面安裝的140個(gè)電解槽，不需要增加土建工程（現(xiàn)有電解槽承重梁可以滿(mǎn)足要求、現(xiàn)在電解使用的進(jìn)液管回液管都可以改造使用）。往東面擴(kuò)建2跨28個(gè)電解槽，其中有21個(gè)電解槽可以先把基礎(chǔ)做好，先安裝。同時(shí)，立模澆鑄機(jī)、陰極制片機(jī)、行車(chē)等可以在不影響生產(chǎn)的過(guò)程中進(jìn)行安裝。最后，電解槽的對(duì)接安裝時(shí)間。可以先安裝靠廠房東面的70個(gè)電解槽，再安裝西面的電解槽。這樣可以在安裝過(guò)程中保證可維持一定的產(chǎn)量，從而不影響企業(yè)的資金積壓風(fēng)險(xiǎn)。

圖2為鉛電解改進(jìn)前后對(duì)比圖，施工中分別按照綠、藍(lán)、黃、紅依次施工。投入費(fèi)用預(yù)算如表1所示。

表1 投入費(fèi)用預(yù)算

圖2 鉛電解改進(jìn)前后對(duì)比圖

5.2 反射爐實(shí)施過(guò)程

新安裝的圓盤(pán)澆鑄機(jī)可以先安裝在反射爐東面，待反射爐大修的過(guò)程中再安裝反射爐加長(zhǎng)、加料裝置。這個(gè)過(guò)程的投入費(fèi)用預(yù)算，如表2所示。

表2 投入費(fèi)用預(yù)算

6 大極板電解預(yù)期效果

擴(kuò)產(chǎn)前后的產(chǎn)量和人員情況對(duì)比，如表3所示。此外，由于金德鉛業(yè)建廠時(shí)未考慮現(xiàn)場(chǎng)管理工作的需求，造成精煉車(chē)間電解槽面的布局、電解槽的安裝等過(guò)分考慮實(shí)用性，現(xiàn)有基礎(chǔ)上整改難度大、整改費(fèi)用高。如果進(jìn)行大極板改造，可以提前做好布局安排，扭轉(zhuǎn)精煉車(chē)間樓上樓下電解液長(zhǎng)期“跑冒滴漏”的現(xiàn)狀[3]。

表3 改進(jìn)前后主要指標(biāo)對(duì)比

反射爐改造前后的主要指標(biāo)對(duì)標(biāo)，如表4所示。其中，處理浮渣總量按照改進(jìn)后浮渣率為16%核算。可見(jiàn)，用工方面減少了3名外協(xié)工。

表4 改進(jìn)前后主要指標(biāo)對(duì)比

7 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)了解貴冶的新電解系統(tǒng)的大極板電解[4]、行車(chē)精準(zhǔn)定位、無(wú)人叉車(chē)、無(wú)人打包等工藝、設(shè)備，利用部分成熟的現(xiàn)代技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)電解生產(chǎn)逐漸無(wú)人化和無(wú)燈化。金德鉛業(yè)精煉車(chē)間也可以通過(guò)一系列改造實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，從而達(dá)到既能夠擴(kuò)產(chǎn)又能減員增效的目的，助力金德鉛業(yè)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化和智能化[5]。