NGL爐精煉雜銅及新型圓盤澆鑄機(jī)應(yīng)用

林巧

（中國(guó)瑞林工程技術(shù)股份有限公司，江西南昌 330038）

國(guó)內(nèi)某冶煉加工企業(yè)經(jīng)營(yíng)范圍涉及有色、黑色金屬冶煉，銅合金板、帶以及鋁板、鋁帶、鋁箔的制造和加工，黃金及黃金制品的批發(fā)、零售等業(yè)務(wù)。因擴(kuò)產(chǎn)需要，該企業(yè)擬新建1套年產(chǎn)60 kt陽(yáng)極板生產(chǎn)系統(tǒng)供現(xiàn)有電解系統(tǒng)使用，處理原料為銅品位為92%以上的高品位雜銅。

通過工藝方案比選，綜合考慮設(shè)備性能及產(chǎn)量要求，該廠最終采用新建1臺(tái)250 t的NGL爐，同時(shí)配套由江西瑞林裝備有限公司自主研發(fā)的新型圓盤澆鑄機(jī)的設(shè)計(jì)方案。NGL爐為中國(guó)瑞林工程技術(shù)股份有限公司自主研發(fā)，具有加料、扒渣便利，熱效率及精煉效率高，自動(dòng)化及安全程度高，環(huán)境保護(hù)好等優(yōu)點(diǎn)[1-2]，在處理雜銅領(lǐng)域有顯著優(yōu)勢(shì)。新型圓盤澆鑄機(jī)采用機(jī)器人進(jìn)行陽(yáng)極板輸送，占地空間小、布置靈活、故障率低及智能化程度高[3]。下文擬針對(duì)該項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案中NGL爐及新型圓盤澆鑄機(jī)主生產(chǎn)工藝進(jìn)行分析。

1 設(shè)計(jì)方案布置特點(diǎn)

該廠利用現(xiàn)有空置原料車間與銅管擠壓車間，結(jié)合總圖布置、車間尺寸及物料走向，在現(xiàn)有原料車間空地新建1臺(tái)單爐生產(chǎn)能力為250 t的NGL爐、1個(gè)加料平臺(tái)及1臺(tái)雙18模新型圓盤澆鑄機(jī)。在現(xiàn)有銅管擠壓車間空地新建2臺(tái)雜銅打包機(jī)。另外，配套新建NGL爐煙氣處理系統(tǒng)及圓盤澆鑄機(jī)循環(huán)水系統(tǒng)。NGL爐及澆鑄車間布置見圖1。

圖1 NGL爐及澆鑄車間布置

2 工藝流程

NGL爐精煉工藝流程見圖2。

圖2 NGL爐精煉工藝流程

NGL爐精煉過程主要包括加料、氧化、還原、澆鑄四個(gè)階段，全過程采用透氣磚通入氮?dú)鈱?duì)爐內(nèi)熔體進(jìn)行攪拌，以增強(qiáng)冶金過程的傳熱傳質(zhì)效果;采用稀氧燃燒技術(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)省設(shè)備投資與節(jié)能的目標(biāo)。

1）加料階段，打包好的高品位雜銅用叉車輸送至NGL爐的加料平臺(tái)，從爐口直接加料。采用天然氣作燃料進(jìn)行化料及對(duì)爐內(nèi)進(jìn)行保溫。

2）氧化階段，采用壓縮空氣進(jìn)行氧化，用以除去含硫等雜質(zhì)。

3）還原階段，采用天然氣進(jìn)行還原，待還原完全后，進(jìn)入圓盤澆鑄機(jī)進(jìn)行澆鑄。

NGL爐工藝煙氣經(jīng)固定煙罩和二次燃燒室漏風(fēng)和初步降塵后，進(jìn)入表面冷卻器。表面冷卻器使煙氣冷卻后，煙氣進(jìn)入布袋收塵器凈化，再由排風(fēng)機(jī)送低溫脫銷、脫硫，最后送往煙囪排放。環(huán)集煙氣則經(jīng)布袋收塵器凈化后排放。

澆鑄階段使用的新型圓盤澆鑄機(jī)主要特點(diǎn)為：采用機(jī)器人移載裝置、帶噴淋冷卻工位、陽(yáng)極板堆垛傾翻裝置取代了傳統(tǒng)的提取機(jī)及水槽冷卻鏈?zhǔn)捷斔脱b置。具體過程如下：還原完全后的精煉銅通過溜槽連續(xù)流入陽(yáng)極澆鑄稱量機(jī)的中間包，逐步倒入帶有稱量裝置的澆鑄包。澆鑄包達(dá)到設(shè)定重量后，自動(dòng)傾轉(zhuǎn)至另一側(cè)澆鑄。澆鑄完成后的模子由圓盤轉(zhuǎn)到冷卻區(qū)，向模子底部及陽(yáng)極板上表面進(jìn)行噴水冷卻。待陽(yáng)極板冷卻后，經(jīng)頂起裝置兩次頂起完成澆鑄。經(jīng)過校驗(yàn)，不合格陽(yáng)極板由機(jī)器人移載裝置取出，放置在廢板槽上；合格陽(yáng)極板由機(jī)器人移載裝置取出后冷卻堆垛。

NGL爐結(jié)構(gòu)見圖3，圓盤澆鑄機(jī)結(jié)構(gòu)見圖4。

圖3 NGL爐結(jié)構(gòu)

圖4 圓盤澆鑄機(jī)結(jié)構(gòu)

3 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

該廠采用的NGL爐工藝及新型圓盤澆鑄機(jī)目前已成功投產(chǎn)。項(xiàng)目主要工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的設(shè)計(jì)值與生產(chǎn)值對(duì)比見表1。

表1 主要工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況表明：NGL爐單爐生產(chǎn)能力最高值可達(dá)270 t，較設(shè)計(jì)值高20 t；作業(yè)周期為22 h，比設(shè)計(jì)值少2 h；天然氣噸銅單耗為46 m3，比設(shè)計(jì)值少4 m3；其他生產(chǎn)指標(biāo)都滿足設(shè)計(jì)值。

4 結(jié)論

綜上所述，投產(chǎn)以來(lái)，NGL爐主要生產(chǎn)指標(biāo)都優(yōu)于設(shè)計(jì)值，且陽(yáng)極板澆鑄合格率達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。圓盤澆鑄機(jī)采用機(jī)器人移載裝置，大大降低了員工勞動(dòng)強(qiáng)度。這證明中國(guó)企業(yè)在雜銅再生冶煉領(lǐng)域從原料處理到陽(yáng)極銅澆鑄階段的自主創(chuàng)新技術(shù)及裝備水平再一次經(jīng)受住了實(shí)踐的檢驗(yàn)。在此基礎(chǔ)上，中國(guó)企業(yè)將繼續(xù)開發(fā)更環(huán)保、更低能耗、裝備水平更高的現(xiàn)代化銅冶煉技術(shù)。