無氧銅生產(chǎn)工藝流程

1、第四章工藝技術(shù)方案4.1 工藝技術(shù)方案本工程采用的原材料為含銅量99%的電解銅,選用目前國內(nèi)先進(jìn)的蓄熱式熔化爐和中頻爐,用上引法連鑄工藝方法生產(chǎn)氧的含量不大于0.02%,雜質(zhì)總含量不大于0.05%,含銅量99.5%以上無氧銅桿.4.2 工藝流程簡(jiǎn)述1、生產(chǎn)準(zhǔn)備本工程使用的電解銅在江西省內(nèi)購置.圖4-1工程生產(chǎn)工藝流程圖氧氣熔劑電解銅外銷噴霧冷卻布袋收塵煙氣煙塵煙:囪|副產(chǎn)品大氣2、上引法連鑄工藝流程本工程采用上引法連鑄工藝生產(chǎn)無氧銅桿.上引法連鑄銅桿的根本特點(diǎn)是“無氧,即氧含量在10Ppm以下.上引法與連鑄連軋和浸涂法相比,其特點(diǎn)是：1由于拉扎工藝和鑄造工藝不是連續(xù)的,拉扎是在常溫下進(jìn)行的,不

2、需要?dú)怏w保護(hù),鋼材也不會(huì)被氧化.因此設(shè)備投資小,廠房布置也靈活.2單機(jī)產(chǎn)量變化范圍大,年產(chǎn)量可以從幾百噸到幾萬噸,可供不同規(guī)模的廠家選用不同型號(hào)的上引機(jī)組.止匕外,由于連鑄機(jī)是多頭的,可以很容易的通過改變鑄造規(guī)格鑄桿直徑,來改變單位時(shí)間的產(chǎn)量,因此其產(chǎn)量可視原材料的供給情況和產(chǎn)品的需求情況來確定,便于組織生產(chǎn)、節(jié)約能源.3只需更換結(jié)晶器和改變石墨模的形狀,即可生產(chǎn)銅管、銅排等異型銅材,并可在同一機(jī)器上上產(chǎn)不同規(guī)格、品種的銅材,靈活機(jī)動(dòng),這是上引法的中最大特點(diǎn).上引法連鑄工藝流程：原料通過加料機(jī)參加融化爐進(jìn)行熔化、氧化、扒渣處理后,熔融的銅液經(jīng)過一段時(shí)間的靜置復(fù)原脫氧并到達(dá)一定的溫度后,通過有C

3、O氣體保護(hù)的流槽經(jīng)過渡腔銅液在此進(jìn)一步復(fù)原脫氧、去除渣質(zhì),進(jìn)而平穩(wěn)的流入中頻爐保溫靜置,銅液的溫度由熱電偶測(cè)量,溫度值由儀表顯示,溫度限制在1150C±10CO連鑄機(jī)固定于中頻保溫爐的上方,連鑄機(jī)銅液在結(jié)晶器中快速結(jié)晶連續(xù)不斷地生產(chǎn)出銅桿,最后經(jīng)雙頭撓桿機(jī)等輔助設(shè)備裝盤成產(chǎn)品.加料：原料一般用加料機(jī)參加,爐頭多加、爐尾少加.加冷料時(shí)要使銅料距爐頂及煙道口有一定距離,以保證燃料燃燒和爐氣流動(dòng)的順暢.加料時(shí)要保證爐膛有足夠高的溫度,一般應(yīng)到達(dá)1300c以上,爐內(nèi)應(yīng)保證零壓或微負(fù)壓.熔化：熔化作業(yè)系在氧化氣氛下進(jìn)行,一般爐膛溫度保持在13001400c以加速冷銅料的熔化,在熔化過程中定期向

4、爐內(nèi)已熔化的銅液中插入一根風(fēng)管,鼓入壓縮空氣劇烈地?cái)噭?dòng)熔體以加速熔化過程,這時(shí)也會(huì)有局部雜質(zhì)熔化,形成爐渣于熔體外表,待熔體大局部熔化完,即可進(jìn)行氧化操作.氧化：其要點(diǎn)是增大煙道抽力(-80-100Pa),提升爐內(nèi)空氣過剩系數(shù)(E=1.21.4),使?fàn)t內(nèi)成氧化性氣氛.用直徑為61850mm勺鋼管23根向熔體內(nèi)鼓入0.30.5MPa的壓縮空氣,進(jìn)行氧化作業(yè),為減少鋼管熔入銅中的消耗,鋼管外用耐火材料包裹.為增加氧的利用率,鋼管應(yīng)盡可能深插,插入角度為45°60°,插入深度為銅熔體深度的2/3o氧化期的爐膛溫度在1250c左右,以保證銅液溫度為1150c1180C,有利于雜質(zhì)的

5、氧化.扒渣：扒渣是將造渣后的雜質(zhì)通過扒渣過程將其除去,銅面限制是扒渣操作的關(guān)鍵.銅液面過低,給以后扒渣作業(yè)造成困難,床能率低；銅液面過高,易出現(xiàn)側(cè)門、渣口跑銅事故.為限制好渣含銅,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行扒渣作業(yè),預(yù)防干渣轉(zhuǎn)變?yōu)橄≡?生產(chǎn)過多的氧化亞銅.保溫靜置：熔融的銅液流入中頻爐保溫靜置、復(fù)原脫氧并到達(dá)一定的溫度后,進(jìn)而處于保溫狀態(tài),銅液的溫度由熱電偶測(cè)量,溫度值由儀表顯示,溫度限制在1150C±10CO中頻保溫爐引桿腔銅液外表用焦炭覆蓋,覆蓋厚度為40-60mm結(jié)晶器周圍厚度為80-100mm結(jié)晶出桿、裝盤：連鑄機(jī)固定于中頻保溫爐的上方,連鑄機(jī)銅液在結(jié)晶器中快速結(jié)晶連續(xù)不斷地生產(chǎn)出銅桿,最后

6、經(jīng)雙頭撓桿機(jī)等輔助設(shè)備裝盤成產(chǎn)品.1結(jié)晶器準(zhǔn)備a.對(duì)新的和使用期超過半月的結(jié)晶器,進(jìn)行水壓試驗(yàn),水壓為0.5-0.6Mpa,保持15分鐘不漏水.b.裝配石墨模：把檢驗(yàn)合格的石墨模,旋入結(jié)晶器,端面到位.c.結(jié)晶器頭部包上8mmy硅酸鋁纖維毯或隔熱套,用玻璃纖維帶扎緊,端面墊上一層硅酸鋁纖維毯圈,然后裝護(hù)套,在石墨模與護(hù)套的縫隙用填料或石棉線填實(shí),以防銅液鉆入.填料配方：耐火粘土95%冰玻璃3%并合成團(tuán).d.結(jié)晶器上口裝上石棉盤根,并用裝有引錠頭的前半節(jié)引桿通過,擰緊壓套,引錠頭端面距石墨模端面5-10mme.結(jié)晶器進(jìn)出水管接上,通少量冷卻水,檢查管路系統(tǒng)是否暢通,然后放在爐口上預(yù)熱10分鐘以上

7、安裝使用.2連鑄機(jī)準(zhǔn)備：調(diào)整液位跟蹤系統(tǒng)的位置,保證結(jié)晶器安裝后石墨模插入液面的深度為140-160mm操作時(shí)確認(rèn)銅液液面離碳化硅保護(hù)套上沿距離為30-40mm左右.3引桿操作程序：a.結(jié)晶器就位,插入銅液,接上后半節(jié)引棒,壓緊牽引輪,開始弓I棒.b.調(diào)節(jié)冷卻水量,.14.4-.20mm結(jié)晶器進(jìn)出水溫保持在15c左右.8mm結(jié)晶器進(jìn)出水溫保持在6-10C左右,進(jìn)水溫度最高不能超過35C,在30c左右為宜.c.銅桿引出后,將引棒分節(jié)拆下,并通過導(dǎo)輪進(jìn)入收線系統(tǒng).4鑄桿日常操作：a.14.4-020mm銅桿牽引速度400-700mm/min為宜,.8mm同桿牽引速度1800-2800mm/min為

8、宜.b.經(jīng)常檢查銅桿外表質(zhì)量,監(jiān)測(cè)冷卻水溫度,結(jié)晶器插入深度,液位跟蹤系統(tǒng)工作狀況,如遇異常情況,及時(shí)排除.7收線1收線時(shí)將引錠頭頭部切除,將銅桿通過限位裝置,穿過并夾緊收線導(dǎo)輪,引入收線框內(nèi).2經(jīng)常注意限位裝置工作情況,在限位裝置失靈情況下,臨時(shí)利用收線機(jī)上的操作按鈕進(jìn)行人工操作,并及時(shí)排除故障.3收線框裝滿后,吊出銅桿,掛上產(chǎn)品跟蹤卡,標(biāo)明日期、爐次、生產(chǎn)班組、重量等項(xiàng).8水系統(tǒng)限制1水系統(tǒng)供水,.14.4-.20mm吉晶器水壓為0.2-0.3Mpa,水套、線圈為0.18-0.2Mpa.08mm吉晶器水壓為0.28-0.35Mpa,水套、線圈為0.18-0.2Mpa.2水池水溫用冷卻塔調(diào)整

9、,進(jìn)水溫度限制在30±5CO3當(dāng)臨時(shí)停電或水泵發(fā)生故障,應(yīng)在一分鐘內(nèi)翻開備用水閥門,并關(guān)閉原來水閥門,以保證結(jié)晶器及水套和線圈的冷卻水不間斷.8氣壓限制對(duì)新式.8上引機(jī)組,具上引連鑄機(jī)鑄桿壓緊、收線機(jī)收線、排線,采用氣缸壓緊.其氣壓限制在：連鑄機(jī)：0.15-0.25Mpa收線機(jī)收線：0.2-0.3Mpa,排線：0.15-0.25Mpa.9平安生產(chǎn)1 操作者應(yīng)按規(guī)定穿戴好勞動(dòng)防護(hù)用品,遵守設(shè)備平安操作規(guī)程.2 翻開爐蓋后不要太靠近爐口,以防一氧化碳?xì)怏w燃燒時(shí)火焰?zhèn)嗣看未谎趸細(xì)怏w燃燒過后再上去操作.3 每班應(yīng)經(jīng)常檢查機(jī)組設(shè)備運(yùn)行是否平安可靠.4嚴(yán)禁將潮濕未烘干的工具浸入銅液,以免銅

10、水爆炸造成事故.5結(jié)晶器安裝和取下時(shí),注意預(yù)防冷卻水進(jìn)入爐內(nèi).6發(fā)生事故應(yīng)立即采取舉措,并報(bào)告有關(guān)人員及時(shí)處理.10檢查銅桿質(zhì)量就符合GB3952-2021?電工用銅線坯?中無氧銅桿規(guī)定.4、余熱回收利用為提升清潔生產(chǎn)水平,貫徹國家關(guān)于節(jié)能減排的要求,本工程應(yīng)對(duì)熔化爐煙氣和中頻爐煙氣進(jìn)行余熱回收.一般地,熔化爐出口煙氣溫度在1000-1200C,中頻爐出口煙氣溫度在800-1000C,均具明顯的熱回收價(jià)值.對(duì)沒有蒸汽需求的再生銅工廠,通常采用“預(yù)熱助燃風(fēng)純氧/空氣,立足降低本體消耗,節(jié)約一次能源的余熱利用方式.熔化爐煙氣余熱利用方案：采用兩段式換熱器進(jìn)行出爐煙氣與入爐助燃風(fēng)的熱交換,降溫降至2

11、00C后的煙氣再進(jìn)入布袋收塵器.通過兩段式換熱器預(yù)熱入爐助燃風(fēng),不但可節(jié)省燃料消耗,而且還可縮短熔化爐的操作周期,提升設(shè)備利用率.據(jù)統(tǒng)計(jì),兩段式換熱器可將入爐助燃風(fēng)預(yù)熱至400c左右,節(jié)省約20%的燃料消耗和縮短1.5小時(shí)的操作周期一般總時(shí)間為18小時(shí).中頻爐煙氣余熱利用方案：與熔化爐煙氣余熱利用方案類似,但由于煙氣溫度相對(duì)較低,通常采用一段管式空氣預(yù)熱器進(jìn)行煙氣與入熔化爐助燃風(fēng)的熱交換.據(jù)統(tǒng)計(jì),經(jīng)預(yù)熱器的入熔化爐助燃風(fēng)溫度可達(dá)300C,可節(jié)省能源消耗約10%4.3 主要生產(chǎn)設(shè)備方案4.3.1 設(shè)備選擇的根本原那么1、生產(chǎn)性原那么：選擇生產(chǎn)設(shè)備時(shí),注重設(shè)備的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、高速化、自動(dòng)機(jī)械化,

12、以提升設(shè)備的生產(chǎn)率;2、可靠性原那么,設(shè)備要求平安可靠,零件的耐用性好、通用性強(qiáng),設(shè)備能夠生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品,要求設(shè)備故障率小,準(zhǔn)確性高；3、維修性原那么,選擇可修性、設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,零部件模塊化設(shè)計(jì),零部件通用性強(qiáng),可迅速拆卸,易于檢查,實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和通用化；4、節(jié)能性原那么,設(shè)備要節(jié)約能源消耗；5、成套性原那么,機(jī)器設(shè)備要配套,形成整條生產(chǎn)線,盡量選擇同一廠家產(chǎn)品；6、環(huán)保性原那么,設(shè)備的噪音和排放的有害物質(zhì)應(yīng)到達(dá)國家環(huán)保限制指標(biāo)和要求；7、靈活性原那么,盡可能做到設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊,重量體積小、輕,操作靈活方便,通用性強(qiáng),可適應(yīng)工藝相近的產(chǎn)品轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換操作簡(jiǎn)單方便.4.3.2 主要設(shè)備方案本工程采用

13、蓄熱式熔化爐作為本工程的主要生產(chǎn)設(shè)施,其燃料為重油,該工程原料為電解銅,設(shè)備能進(jìn)一步去除電解銅中的氧和其它雜質(zhì),不含硫,因此,選用蓄熱式熔化爐處理是可行的,且選擇蓄熱式熔化爐作為熔煉爐具有適應(yīng)性強(qiáng)、回收率高等特點(diǎn),符合?銅冶煉行業(yè)準(zhǔn)入條件?的要求.上引法無氧銅桿連鑄機(jī)組用于生產(chǎn)長度光亮的無氧銅桿.和傳統(tǒng)的銅錠壓延生產(chǎn)黑銅桿相比,上引法無氧銅桿新工藝具有工藝技術(shù)先進(jìn),產(chǎn)品質(zhì)量很好,單位能耗低,生產(chǎn)品種及規(guī)格靈活多樣,適應(yīng)性強(qiáng),沒有三廢污染,投資少等特點(diǎn).本工程選用主要設(shè)備清單見表4-1o工藝設(shè)備優(yōu)點(diǎn)如下：加料、扒渣方便.可在爐體側(cè)面靠近平臺(tái)處設(shè)置加料門和渣門,爐料可用加料車方便快速的參加.爐渣門

14、靠近渣線設(shè)置,既可倒渣,也可方便扒渣；熱效率高.爐體緊湊、密閉,氧化管道固定在爐體上,作業(yè)時(shí)不需要翻開爐門操作,熱量外泄少,漏入的冷空氣少.在爐體上布置了多塊透氣傳,通入氮?dú)鈹嚢?加速了傳熱傳質(zhì),縮短操作時(shí)間,節(jié)省燃料消耗；平安性高.由于爐體可以轉(zhuǎn)動(dòng)且氧化、復(fù)原管道固定在爐體上,預(yù)防了人工持管操作可能發(fā)生的平安事故,減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；遇到故障時(shí)爐子可迅速轉(zhuǎn)到平安位置,預(yù)防“跑銅事故的發(fā)生,操作平安；環(huán)保條件好.爐體密閉性能好,氧化時(shí)不需要翻開爐門操作,減少了煙氣外逸；借助爐體轉(zhuǎn)動(dòng)可以限制氧化管道的埋入深度,加上透氣傳的氮?dú)鈹嚢枳饔每商嵘龔?fù)原劑的利用率,減少黑煙生成；在爐后設(shè)置有完善的煙氣處

15、理系統(tǒng),煙氣通過煙罩導(dǎo)入雙體結(jié)構(gòu)的二次燃燒室,燒盡可燃物后進(jìn)余熱鍋爐回收余熱,再進(jìn)入布袋收塵達(dá)標(biāo)后排放；熔化爐采用富氧助燃的燃燒器.采用富氧助燃,煙氣量僅為空氣助燃時(shí)的20%煙氣帶走的熱量少,燃料消耗低,煙氣處理系統(tǒng)可大為縮小,減少投資和運(yùn)行費(fèi)用.連鑄機(jī)是實(shí)現(xiàn)上引連鑄的主要設(shè)備.它由牽引機(jī)構(gòu)、液位跟蹤和結(jié)晶器三大局部組成.牽引機(jī)構(gòu)由交流伺服電機(jī)和牽引輻輪等組成,它可實(shí)現(xiàn)每分鐘01000次的間歇運(yùn)動(dòng)并通過牽引輻輪將鑄桿連續(xù)上引出來,每組牽引機(jī)構(gòu)可帶動(dòng)5付牽引短輪,分別牽引5根鑄桿,并通過更換結(jié)晶器生產(chǎn)其它規(guī)格的銅桿；液位跟蹤系統(tǒng)可保證連鑄機(jī)上結(jié)晶器插入銅液的深度相對(duì)穩(wěn)定,保證連鑄生產(chǎn)的連續(xù)性；結(jié)

16、晶器可將液態(tài)的銅快速冷卻成固態(tài)銅并實(shí)現(xiàn)熱交換,每根結(jié)晶器都能單獨(dú)更換和限制而不影響其它結(jié)晶器的正常工作.導(dǎo)輪架：導(dǎo)輪架布置在連鑄機(jī)的上方,主要由平臺(tái)、支架、豎導(dǎo)輪和滾筒組成,它使鑄桿平滑地導(dǎo)入各組雙頭撓桿機(jī),互不干擾.限位裝置：是在導(dǎo)輪架和雙頭撓桿機(jī)之間設(shè)置的兩臺(tái)裝置,它由6組24V低壓上、下限位,通過銅桿與上下限位的接觸來限制雙頭撓桿機(jī)的速度.雙頭撓桿機(jī)是由牽引短輪、成圈裝置和收線轉(zhuǎn)盤組成,每組雙頭撓桿機(jī)由二臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)兩套裝置收圈兩根銅桿,曲率自動(dòng)調(diào)整.(10)水冷系統(tǒng)是一個(gè)獨(dú)立的循環(huán)供水系統(tǒng),保證一以0.20.4Mpa的冷卻水供結(jié)晶器、水套和線圈冷卻,它由120m3水池、循環(huán)水泵、管

17、道組成,保證進(jìn)水溫度在2030C,流量在50m3/d左右o(11)電器系統(tǒng)：由電源系統(tǒng)、限制系統(tǒng)組成,電源系統(tǒng)通過假設(shè)干電源柜將電源分別供給每個(gè)感應(yīng)器,限制系統(tǒng)保證機(jī)組正常生產(chǎn).(12)加料系統(tǒng)：采用機(jī)械加料機(jī),保證合格原材料連續(xù)供給熔化爐.表4-1主要設(shè)備一覽表序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量單價(jià)(力兀)總價(jià)(力兀)備注1加料機(jī)臺(tái)612.5752蓄熱式熔化爐100t臺(tái)34501350配套電動(dòng)葫蘆3中頻爐350kw臺(tái)663.5381保溫靜置4扒渣機(jī)臺(tái)6251505園盤定量澆鑄機(jī)臺(tái)638.4230.46燃油噴嘴3kg低壓油噴嘴312367引風(fēng)機(jī)26880-59738m3/h臺(tái)9151354用4備8螺桿式空壓機(jī)臺(tái)612722用2備9管式空氣預(yù)熱器套36018010噴流空氣預(yù)熱器套36018011燃油風(fēng)機(jī)32120-6334m3/h臺(tái)382412連鑄機(jī)臺(tái)1875135013導(dǎo)輪架套18712614限位裝置套18610815雙頭撓桿機(jī)臺(tái)98072016循環(huán)水泵臺(tái)43.75152用2備17重油罐380m個(gè)14.54.518油泵臺(tái)21.53與重油罐配套19電控系統(tǒng)套1909020行車2t臺(tái)2102021人力推車輛521022供電設(shè)備1000KVA套139039023消防設(shè)備套130030024布袋除塵器21500m套455220含噴霧冷卻器25其他套1