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雙圓盤澆鑄機的故障診斷與處理

2017-03-23

雙圓盤澆鑄機的故障診斷與處理

摘要:對陽極雙圓盤澆鑄機使用過程中出現的澆鑄圓盤錯位、溜槽跑銅等故障進行了分析,并提出相應的解決措施。

 

    陽極澆鑄通常采用兩種工藝:連鑄和鑄模澆鑄。其中,連鑄屬連續作業,連續澆鑄并軋成板帶,經剪切或切割成單塊陽極,因其設備結構復雜、投資較高,目前在國內尚未推廣。而鑄模澆鑄又分直線型和圓盤型,前者結構簡單,占地面積小,投資低,但澆鑄陽極板質量差;后者設備自動化程度高、穩定性好、生產能力大、勞動強度低,一般作為大型陽極銅生產的主設備。

為與600噸陽極爐相匹配,某冶煉長從芬蘭OUTOKUMPU引進了具有世界先進水平的澆鑄系統。其自動定量澆鑄設備為雙M-18圓盤澆鑄極,采用雙包澆鑄,產能為110t/h,每爐銅6小時內可澆鑄完畢。

其澆鑄工藝過程為:銅液從陽極爐出銅口流出,經活動溜槽、固定溜槽后流入中間包,當達到一定量時,開始往電子稱上的澆鑄包灌注銅液,至設定重量時,中間包自動返回,又開始向另一側澆鑄包注入銅液;待圓盤上空模到達澆鑄位置后,澆鑄包開始按設定程序向銅模內澆鑄銅液直至陽極板單重時,澆鑄包停止澆鑄;然后,圓盤轉動,澆滿銅液的銅模進入噴淋冷卻區進行冷卻,中間包和澆鑄包重復上一次動作。在噴淋冷卻區內,未凝固陽極板和銅模被強制均勻冷卻。隨后,陽極板被轉至預頂起位置,頂起油缸動作,陽極板被頂起。

陽極板要求澆鑄厚度一致、表面平整、無飛邊、毛刺。若出現廢品,可用廢陽極吊吊走。而正品陽極板則被連續轉至提取機位置,再次被頂起,提取機將其從圓盤盤內取出,運至冷卻水槽內冷卻;待水槽內的陽極板成垛累計達到設定數量后,冷卻水槽內鏈式運輸機可將整垛陽極板送至冷卻水槽后端,由堆垛提升機將整垛陽極板提升起,再用叉車運至堆場。當模內陽極板被提走后,空模繼續轉至噴涂區,噴涂裝置將空模噴上一層脫模劑,然后再進入澆鑄位置進行澆鑄。如此往復作業,直至澆鑄結束。

下面澆注機澆鑄中常見故障及處理方法進行探討。

1 澆鑄圓盤錯位等故障

1.1 主因分析

a 圓盤電機跳電、起始位置丟失、潤滑不到位、機械故障或按下緊急按鈕,造成圓盤錯位;

b 圓盤構架下面冷銅、雜物多,輕則使頂桿斷裂,重則使中心軸承受傷或損壞;圓盤構架變形或整體下沉;

c 銅模未調平;

d 銅模夾堆積冷銅;

e 圓盤導軌結銅;

f 冷卻循環水管道堵塞或污水池水位高,淹沒圓盤電機。

1.2 處理措施

在轉動圓盤前,要檢查圓盤上有無障礙物、下有無人員作業。

a PC監視器上會發出一組圓盤錯位報警信號,應先檢查錯位原因,排除故障后再進行圓盤復位;

b 及時清理構架下面的堆積冷銅,矯正已變形的構架;

c 換銅模時,應加油潤滑銅模調平螺栓;

d 定期清理堆積冷銅;

e 為保護滾輪,保證圓盤運行平穩,需要定期清理導軌結銅;

f 檢查循環水出口通道,確保冷卻水的正常排放;檢查排水泵是否正常排水,確保循環水池水位正常。

1.3 改進措施

a 增加自動潤滑裝置,為驅動機構加潤滑油,有效改善驅動機構潤滑狀況。

b 在循環水池內新增一個水位檢測裝置及兩臺自吸泵,根據液位高度自動排水,確保水池水位正常。

 

2 流槽跑銅故障

2.1 主因分析

a 溜槽制作質量差;

b 溜槽未烘烤好,導致澆鑄時翻包;

c 出銅口制作太小或做歪,不符合標準;

d 溜槽內有渣等障礙物,影響銅水流動;

2.2 處理措施

應立即將爐子傾轉過來,在上平臺檢查原因。

a 因制作質量問題,如死活溜槽接頭處漏銅,可用壓縮空氣或水進行冷卻。漏銅嚴重時,溜槽被燒穿,必須終止澆鑄作業。

b 出銅前,爐前人員必須仔細檢查溜槽烘烤情況;

c 按標準制作出銅口;

d 一般只需釬子清除掉障礙物,即可連續作業;

 

3 銅模溫度升高故障

3.1 主因分析

a 增壓泵故障,出水壓力低;

b 手動閥未打開,氣動閥壞;

c 噴嘴或排管孔堵塞;

3.2 處理措施

a 若確認是增壓泵故障,應立即切換到另一臺泵;

b 開水時要檢查出水情況,若氣動閥壞,應立即聯系電氣維修人員處理;

c 定期檢查并清理噴嘴或排管孔;

 

4 中間包或澆鑄包發紅故障

4.1 主因分析

a 澆鑄包未烘烤好,澆鑄時翻包;

b 制作質量差;

c 清理澆鑄包時,松動了耐火磚;

4.2 處理措施

    應立即用壓縮空氣冷卻,嚴重時中止澆鑄。

a 烘干澆鑄包或更換已烘烤好的包;

b 把好中間包和澆鑄包制作的質量關和驗收關;

c 清理包時,不得松動耐火磚;

 

5 陽極板粘模故障

5.1 主因分析

a 銅液粘度高,澆鑄速度快;

b 冷卻水未控制好;

c 噴涂裝置損壞或噴涂效果差,未及時進行人工補澆;

d 更換新銅模操作不當;

5.2 處理措施

必須立即向控制室報警,并鎖定圓盤。先將鎖模、預頂起投入,采用鋼釬或錘子送動陽極板來脫模。若時間過長,應關閉冷卻水,待脫模后,用廢陽極提取裝置或吊車吊走廢品;然后,接觸鎖定,打開冷卻水,通知噴涂崗位人員處理模內結銅。

a 澆鑄時,若銅液溫度太高,應通知爐前人員降低燒油量,并放慢澆鑄速度;

b 冷卻水是造成粘模的主因,必須嚴格按規程作業;

c 噴涂裝置損害或噴涂效果差會粘模,應及時人工補澆;

d 新換銅模易粘模,應特別注意:澆鑄前,要用噴涂料干粉或噴涂料溶液涂抹,并放上冷銅;澆鑄時,用手動澆鑄,不可澆的太滿;在噴淋區,前兩圈不開底部水,以確保模溫盡快提升;進入噴淋區后,不用自動噴涂,仍用人工涂抹法,并放上冷銅;到了第三圈后,則可酌情采用正常澆鑄。

 

6 提取機或水槽掉板子故障

6.1 主因分析

a 提取機抱夾偏差或抱夾汽缸故障,未完全夾住或夾緊板子,或從水槽返回時未完全打開,帶起陽極板;

b 陽極板耳部不飽滿或嚴重彎耳,或進入水槽時耳部斷裂;

c 銅模錯位,造成變偏差較大;

d 水槽鏈條不同步;

e 頂桿變形或斷裂導致頂桿動作不同步或滑塊送動磨損,高度、前后偏差;

6.2 處理措施

嚴禁再用提取機提板子。

 

a 排除頂桿、提取機抱夾或氣缸故障;

b 嚴禁提取耳部不飽滿或嚴重彎耳的陽極板,應立即關閉水槽進水閥,用吊車將水槽內的陽極板吊出;

c 待錯位銅模復位后,方可使用提取機;

d 檢查鏈條有無脫落或鏈輪磨損嚴重;

e 澆鑄前,必須認真點檢設備和進行試運轉,更換損壞頂桿;

6.3 改進措施

a 將雙頂桿改位單頂桿,消除雙頂起高度、前后不一致導致掉板子現象;且減少了頂桿消耗費用;

b 在噴涂位置增加頂桿錘打裝置,使頂桿落到位。

 

7 水槽鏈條脫離故障

7.1 主因分析

a 鏈條行走時不同步;

b 水槽內掉板子;

c 水槽內氧化銅堆積太多;

7.2 處理措施

嚴禁再用提取機提取陽極銅,應立即關閉水槽進水閥,用吊車將掉在水槽內的陽極板吊出;

a 組織人員將鏈條復位;

b 澆鑄前,認真點檢設備,對設備進行試運行;

c 每天清理水槽內的氧化銅;

 

8 陽極板夾耳故障

8.1 主因分析

a 銅模耳部下沿的脫模斜度偏小;

b 銅模耳部破損;

c 銅模耳部未刷脫模劑;

d 圓盤停留時間長,主要是澆鑄時故障導致;

8.2 處理措施

a 若是脫模斜度問題,應及時修整;

b 用噴涂料填充破損的銅模耳部;

c 澆鑄過程中,要定期對銅模耳部刷上一層脫模劑;

d 盡快排除澆鑄中的故障;

 

9 噴涂對銅模和陽極板的影響

 9.1 主因分析

a 噴涂量過多,銅模內水分蒸發太慢,澆鑄時易飛濺,導致陽極板飛邊、毛刺多;

b 噴涂量不夠,銅模易龜裂,陽極板產生粘模,龜裂嚴重時,澆鑄中噴涂料不易蒸發,造成陽極板鼓泡;

c 噴涂不均勻或局部噴不到,陽極板產生粘模或加劇模面開裂;

9.2 處理措施

a 每次澆鑄結束后,應把計量罐清洗干凈,即:噴好最后一塊模子后,把計量罐放入旁邊清水桶內用清水噴一邊模子,達到清洗管路、噴嘴和計量罐之目的,計量罐在清水桶內浸著,待下次澆鑄再取出,清水桶需常換水;

b 及時更換開裂或破損膠管,疏通已堵塞噴嘴,定期清洗攪拌罐,排空檢查;

 

10 冷卻水對銅模和陽極板的影響

10.1 主因分析

a 冷卻水量過多:使銅模溫度低,澆鑄時會產生飛濺,導致陽極板飛邊、毛刺多;

b 冷卻水量不足:銅模冷卻不充分,陽極板易粘模和銅模易變形,模內陽極板強度不夠,會再頂起時將板面頂彎或斷裂,未完全凝固的板子進入水槽時會“放炮”;

c 冷卻時噴射不均:使銅模溫度分布不均,造成陽極板粘膜和加快銅模變形速度。

10.2 處理措施

a 常點檢噴淋水增壓泵盤根情況;;

b 控制室內泵的運轉指示是否正確;

c 噴淋水各氣動閥、手動閥動作是否正常;

d 噴淋水支管是否破壞(或水錘振動)錯位裂斷;各支管噴淋孔是否堵塞,噴淋方向是否正確,需常換、疏通和校正;

 

11 事故停電、停水應急處理

11.1 事故停電應急處理

a 正常澆鑄作業時,一旦停電,爐子會通過氣動馬達自動傾轉到頂部位置;

b 若爐子未自動傾轉到頂部位置,應聯系爐前人員傾轉爐子;

c 應確認中間包、澆鑄包是否返回等待位置,若設定時間內未返回,應立即組織人員處理,趁銅水未凝固,在中間包、澆鑄包及活動溜槽內擱置環狀鋼筋;

d 應保證中間包銅液不溢出,保護電子秤;

e 噴涂人員將所有開關切換到停止位置,將計量管從攪拌罐內取出放入傾追桶內;

f 現場將水槽、噴淋循環水泵運至機側;

g 停電30s 后事故電源供電,可將各盤面操作轉為“直接手動”;除噴涂攪拌機要啟動外,其余設備嚴禁啟動、澆鑄;

h 正常供電后,應及時銅模內陽極板,并進行設備試運轉。

11.2 事故停水應急處理

a 正常澆鑄作業時,一旦停水,先要放慢澆鑄速度,查找那路水有故障;

b 通知爐前監視澆鑄冷水池、吸水池水位,可根據實際情況啟動循環池循環泵,向冷水池補水;

c 當冷水池液位低于1.50m泵自停后,不可再啟動循環泵,須待冷水池液位補足后,方可啟動;

d 若需停止澆鑄,先將爐子傾轉到頂部位置;;

e 通過廢陽極崗位人員關閉水槽出口水閥;

f 延長陽極板在銅模內滯留時間,使陽極板能冷卻成型;;

    g 按其他澆鑄結束程序作業;

 

12 結語

雙圓盤澆鑄機時銅陽極生產的關鍵設備,其運行是否平穩、順利,勢必影響到陽極板的物表質量,進而直接影響到銅電解的殘極率、電流效率以及電解銅的質量、成本和能耗水平,因此,迅速判斷并排除其澆鑄中的故障極其重要,它對提高設備澆鑄能力,滿足其工藝指標要求,有效地降低生產成本,可提供強有力的技術保障。

 

參考文獻

1有色金屬冶煉設備:火法冶煉設備 1994

2銅冶煉技術 2006

3陽極銅圓盤澆鑄系統技術創新之路 世界有色金屬2009(增刊)

4有色金屬提取冶金手冊 2000

 


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