廢銅模在豎爐中處理的生產實踐

張樹鵬，曾慶曄，薛超立，布茂帥

（陽谷祥光銅業有限公司，山東 聊城 252000）

1 引言

豎爐工藝用于融化電解殘極、不合格陽極板，豎爐設備的特點是燒嘴設置在豎爐底部的周圍，物料在底部融化后料柱不斷下降，同時高溫的煙氣在上升過程中對料柱持續進行預熱，從而降低能耗，節約成本。陽谷祥光銅業的豎爐［1］主要用于融化電解殘極、不合格陽極板，融化的銅液雜質含量少，不需要氧化還原作業，主要用于澆鑄陽極板及圓盤澆鑄使用的銅模；但是圓盤澆鑄使用后的廢銅模，需要轉運至固定式陽極爐進行處理，增加了轉運成本及廢銅模的處理成本。

2 豎爐的基本構造

豎爐爐型為立式圓筒形，高度達37m，主要有豎爐本體、上料裝置、水冷煙道等組成，見圖1。祥光銅業正常生產期間在爐體下部設有兩排燒嘴，融化的銅液經溜槽進入保溫爐，融化的物料雜質低，銅液進入保溫爐后不再進行氧化還原作業，直接通過溜槽至圓盤澆鑄機［2］，澆鑄成合格陽極板或銅模。

圖1 豎爐結構示意圖

3 廢銅模的處理

生產用銅模最大尺寸1410mm,最小尺寸1360mm，平均重量在3.2t左右；祥光銅業2019年年產礦產陽極銅42萬t，豎爐生產陽極板約7.5萬t，全年消耗銅模約750塊，約2400t廢銅模需進行處理［3］。受限于陽極爐的爐體結構及渣口尺寸，不具備對大塊廢棄銅模的處理條件。廢銅模需轉運至精煉車間固定式陽極爐［4］進行處理。在現有環保形式下，銅模轉運前需人工進行仔細清理，防止轉運過程中造成的沿途路面污染，人工勞動強度較大。由于固定式陽極爐屬于待料間斷啟動，廢銅模不能及時轉化為合格陽極板，資金占有量較大，對公司的整體運營造成影響。銅模隨部分廢雜銅加入固定式陽極爐后，需進行熔化、氧化、還原，再由圓盤澆鑄成陽極板。固定式陽極爐的陽極板加工成本約1640元/t，每個銅模單重約3.2t，處理一個銅模費用大概在5200元左右。熔煉車間全年使用銅模約750個，僅處理廢棄銅模的費用在400萬元左右。

4 豎爐處理廢銅模的生產實踐及效果

目前環保形式日益嚴峻，對高能耗的固定式陽極爐限產、停產要求日益增多；廢銅模產出后不能及時轉化為合格陽極板進行中轉，對公司的資金占壓日益嚴重。

為緩解公司的資金中轉壓力，節能降耗，經過車間工藝人員的不斷探索，發現豎爐-保溫爐理論上具備對廢銅模的處理能力［5］。祥光銅業的豎爐最大筒體直徑1900mm，最小直徑位于A排燒嘴位置直徑1370mm，B排燒嘴位置直徑1624mm，理論上銅模入爐后不會造成卡料情況。試驗前期，由于銅模體積、重量均超出豎爐原有設計能力；豎爐上料小車、爐頂耐火材料均出現不同程度損壞，對豎爐的平穩運行造成嚴重影響。經過不斷實踐、總結，工藝人員結合銅模處理期間豎爐料位、銅模在豎爐上料斗的擺放方式、擺放角度、入爐角度等，配合電解殘極進行銅模添加，解決了過重銅模入爐前對豎爐的沖擊，做到了對爐頂防撞銅塊、耐火材料的零損傷。目前熔煉車間所有銅模全部做到自產自銷，大大減少了廢銅模處理期間的資金占壓，處理費用由1640元/t，降低至220～260元/t，全年可節約處理費用340萬元左右。

廢銅模改由豎爐處理后，減少了固定式陽極爐的開爐頻次，節能降耗的同時大大減輕了開爐期間的環保壓力。

5 結語

祥光銅業豎爐處理廢銅模的生產實踐應用后，大幅提升了廢銅模—合格陽極板的轉換速度，減少了資金的占壓，極大地降低了能耗，節約了生產成本，獲得了良好的經濟效益及社會效益［6］。