河南豫光金鉛鉛電解大極板生產(chǎn)線試生產(chǎn)綜述.doc

河南豫光金鉛鉛電解大極板生產(chǎn)線試生產(chǎn)綜述方帥領(lǐng)(河南豫光金鉛股份有限責(zé)任公司 河南 濟(jì)源 454650)摘 要： 本文簡(jiǎn)述了鉛大極板生產(chǎn)線試生產(chǎn)情況，分析了試生產(chǎn)期間主要問題產(chǎn)生的原因，采取的相應(yīng)措施及取得的效果。關(guān)鍵詞： 鉛電解；大極板；試生產(chǎn)1、概述河南豫光金鉛股份有限公司是亞洲最大的電解鉛生產(chǎn)基地，年生產(chǎn)電鉛40萬(wàn)噸，擁有了4條傳統(tǒng)電解生產(chǎn)線和1條大極板生產(chǎn)線。大極板生產(chǎn)線由長(zhǎng)沙有色冶金設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)年產(chǎn)量10萬(wàn)噸。從日本群馬友好貿(mào)易株式會(huì)社引進(jìn)了陽(yáng)極板鑄造機(jī)、陰極片制造機(jī)、DM機(jī)、陰陽(yáng)極自動(dòng)排距機(jī)四套設(shè)備。大極板生產(chǎn)線是2010年7月開始試產(chǎn)運(yùn)行，一次性通電生產(chǎn)成功。進(jìn)入2012年以來，各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)已達(dá)到或超過設(shè)計(jì)水平，跨入了國(guó)際先進(jìn)水平。2、鉛電解大極板工藝試生產(chǎn)情況鉛電解大極板生產(chǎn)線電解工序共有344臺(tái)電解槽（均為鋼筋砼襯PE內(nèi)膽），二臺(tái)電解液高位槽、二臺(tái)電解液循環(huán)槽、8臺(tái)儲(chǔ)液槽（均為鋼筋砼襯PVC板），二套整流系統(tǒng)。采用了傳統(tǒng)的臥式洗滌機(jī)及傳統(tǒng)的銅棒收攏裝置。成品工序2臺(tái)熔鉛鍋，采用直線鑄錠機(jī)進(jìn)行鑄錠。除銅工序3臺(tái)熔鉛鍋，采用通過渣包從熔煉工序轉(zhuǎn)運(yùn)來的液態(tài)鉛進(jìn)行除銅。試產(chǎn)初期，設(shè)備故障較多，制約生產(chǎn)。另大極板與小極板生產(chǎn)工藝差別較大，又無(wú)經(jīng)驗(yàn)借鑒，針對(duì)此情況，進(jìn)行了分析研究，摸索工藝條件的控制，尋求最佳的工藝參數(shù)，采取了許多行之有效的措施，成效顯著。3、試產(chǎn)期間存在的主要問題及整改措施3.1設(shè)備問題3.1.1陽(yáng)極立模鑄造機(jī)泡沫鉛問題在試產(chǎn)初期，鑄出的陽(yáng)極板經(jīng)常出現(xiàn)泡沫鉛現(xiàn)象，陽(yáng)極板底部出現(xiàn)高低不平的氧化渣，此種板如果進(jìn)入電解槽，將會(huì)造成連電，電解后期陽(yáng)極板底部泡沫鉛落槽等問題，針對(duì)此，我們采取了以下方案：嚴(yán)格控制工藝參數(shù)，粗鉛熔化溫度500，加硫磺除銅溫度350，澆鑄鍋鉛液溫度420，立模保持爐溫度400，冷卻水溫度27，粗鉛成分：Pb96%； Sb+Bi+As2.20.5%；Cu0.045%，表面渣不能超過20mm。制做了二段澆鑄箱，將鉛泵通過溜槽打過的鉛液在流動(dòng)過程中產(chǎn)生的氧化渣進(jìn)行阻擋，以保證陽(yáng)極板澆鑄過程中不進(jìn)入氧化鉛。掉板現(xiàn)象陽(yáng)極板澆鑄完成后，經(jīng)由移載小車運(yùn)至提升位置后，由起重提升機(jī)提起，而后由推出機(jī)推至齊排輸送機(jī)上，在此過程中出現(xiàn)掉片現(xiàn)象，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，由于設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，提升機(jī)的二個(gè)提升臂不平衡，提升過程中片不穩(wěn)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)掉片現(xiàn)象。針對(duì)此，我們采取了以下方案;經(jīng)常校驗(yàn)提升臂的高度，保證一致。對(duì)推出機(jī)進(jìn)行加固，在推出過種中，由于摩擦將會(huì)造成設(shè)備的晃動(dòng)，影響穩(wěn)定性。殘片處理在鑄板過程中，每次開機(jī)時(shí)，由于鑄模不能充分進(jìn)行預(yù)熱，第一片易出現(xiàn)殘片，此時(shí)就要用行車將殘片移走，由于空隙小，行車工作十分不便，操作難度大，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量，我們新建了一個(gè)電動(dòng)葫蘆，操作方便，很好的解決了問題。節(jié)約人工成本陽(yáng)極鑄板工序共有三個(gè)操作盤，二個(gè)在上方平臺(tái)，一個(gè)在下方平臺(tái)，上方平臺(tái)的二個(gè)操作盤負(fù)責(zé)二個(gè)鑄模的操作，下方平臺(tái)上的一個(gè)操作盤主要是陽(yáng)極板的移載、提升、推出、排距操作，我們根據(jù)實(shí)際情況，將下方平臺(tái)上的操作盤移至上方平臺(tái)，使三個(gè)操作盤布置在一起，由二個(gè)人操作，成功減員人。3.1.2陰陽(yáng)制造機(jī)鉛卷卡片鉛卷在卷繞過程中，經(jīng)由橡膠輥的整形，及導(dǎo)向輥的折邊后，經(jīng)由裁刀裁切，再穿上銅棒進(jìn)行傾斜輸送。在橡膠輥的整形過程及導(dǎo)向輥的折邊過程中，經(jīng)常出現(xiàn)卡片。我們采取了二個(gè)方案，、鉛卷卷好后天內(nèi)使用，早的話片太軟，晚的話片太硬，都會(huì)給輸送造成困難。、保證導(dǎo)向輥的方向，使鉛卷逐步完成折邊過程。斷片陰極片穿過銅棒后，經(jīng)由橫向移載機(jī)壓力機(jī)點(diǎn)焊機(jī)矯正機(jī)自動(dòng)排距機(jī)，在此過程中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)陰極片斷裂的情況，有的現(xiàn)場(chǎng)看不出來，但陰極片裝入電解槽后，在電解后期，隨著陰極片上附著的析出鉛增多，會(huì)出現(xiàn)斷裂落槽的情況。經(jīng)研究，主要原因是在壓力機(jī)工作時(shí)，壓板壓在了銅棒的下棱上，造成鉛皮斷裂。而后我們將橫向移載機(jī)的高度進(jìn)行了調(diào)整，很好的解決了這個(gè)問題。點(diǎn)焊不牢在電解后期，有些片會(huì)從焊接部位裂開落槽，主要原因是點(diǎn)焊機(jī)焊接不牢，我們將點(diǎn)焊機(jī)的焊頭經(jīng)常清理及旋轉(zhuǎn)方向，很好的解決了這個(gè)問題。3.1.3陰陽(yáng)極自動(dòng)排距機(jī)陰極片折彎陰極接收機(jī)接收陰極片時(shí)，有時(shí)陰極片在下降過程中會(huì)出來折彎的現(xiàn)象，主要原因是下降速度過快，同時(shí)緩沖定位條位置不對(duì)。通過調(diào)整解決了問題。陰極片不能正常輸送陰極片在接收機(jī)接收完畢，與陽(yáng)極板穿叉之后，陰陽(yáng)極板定位過程中經(jīng)常出現(xiàn)設(shè)備報(bào)警，不能正常輸送的問題，經(jīng)研究，發(fā)現(xiàn)是包鋼銅棒的問題，外商要求包鋼銅棒的尺寸為1130，下偏差為，上偏差為，但銅棒生產(chǎn)廠家不能嚴(yán)格的控制這個(gè)偏差范圍。我們通過調(diào)整陰陽(yáng)極板定位塊的位置，很好的解決了這個(gè)問題。3.2工藝問題3.2.1電解液的鉛酸比表1 不同電解液成分對(duì)產(chǎn)量的影響月份SiF62-(g/l)Pb2+H2SiF6日產(chǎn)量(t)2010.8170.3884.40111.302522010.9180.5474.18128.612562010.10200.3175.83147.232922010.11204.4078.81148.232902010.12212.9081.73155.692852011.1202.3076.87148.492892011.2188.3178.91133.072862011.3189.9578.91134.71295從表中統(tǒng)計(jì)來看，2010年10月、2011年3月產(chǎn)量較高。由此可見大極板電解時(shí)電解液成份控制在鉛離子70-85g/l、游離酸130-150g/l、總酸185-210g/l較為合適。而小極板電解液成分鉛離子90-120g/l、游離酸100-140g/l、總酸200-220g/l，小極板具有周期短，電效高，電流密度高等特點(diǎn)，故與大極板比較，電解液成份有較大差距。在生產(chǎn)過程還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鉛離子濃度低于70g/l時(shí)，析鉛結(jié)晶開始惡化，出現(xiàn)長(zhǎng)須狀結(jié)晶，嚴(yán)重影響產(chǎn)量。在這種情況下，就要注意系統(tǒng)中一次水的用量，更嚴(yán)重的情況下需立即補(bǔ)入黃丹，強(qiáng)制增加鉛離子量。3.2.2電解液的溫度和循環(huán)速度在鉛電解過程中，電解液導(dǎo)電是離子導(dǎo)電，因此，適當(dāng)提高溫度，有利于加快鉛離子擴(kuò)散速度，降低電解液比電阻，減小濃差極化，降低電解液粘度，有利于雜質(zhì)離子的沉淀，維持生產(chǎn)中Pb2+的平衡，從而可改善溶液伯導(dǎo)電性能，提高電解液電導(dǎo)率。溫度高時(shí)雖然導(dǎo)電性良好，但也會(huì)帶來電解液蒸發(fā)和硅氟酸分解，致使酸耗增大，增加成本，車間勞動(dòng)條件惡化等不利因素。充分考慮到這些影響因素，我廠把電解液溫度由原來的33-36提高到40-42左右。由工藝員進(jìn)行溫度監(jiān)控，每小時(shí)記錄一次溫度，根據(jù)所測(cè)溫度對(duì)高位槽內(nèi)電解液溫度進(jìn)行調(diào)控，確保溫度穩(wěn)定在40-42的范圍內(nèi)。溫度和電壓、電導(dǎo)率的關(guān)系見表2：表2 溫度和電壓、電導(dǎo)率的關(guān)系（I=10500A）溫度（）3336384042總電壓（V）7068666360比電阻（S/Cm）126011621061968880提高電解液循環(huán)速度對(duì)鉛大極板生產(chǎn)也非常重要，由于陰陽(yáng)極板大，電解槽深，易造成電解液鉛離子分層，陰陽(yáng)結(jié)晶異常。故電解液的循環(huán)量由原來小極板1522l/min，提高到4045l/min，降低了電解槽內(nèi)鉛離子濃度差，改善了陰極結(jié)晶。循環(huán)量與電解槽內(nèi)鉛離子濃度關(guān)系見表3：表3 循環(huán)量與電解槽內(nèi)鉛離子濃差關(guān)系循環(huán)量 l/min2030354045Pb2+ g/l（上/下）60/19070/16070/13075/10080/953.2.3添加劑的使用由于電解系統(tǒng)采用的是新配置的電解液，所以在生產(chǎn)初期，向系統(tǒng)中加入了大量的添加劑，使電解過程得以順利進(jìn)行，得到較好的析鉛結(jié)晶。隨著生產(chǎn)周期的增加，逐步減少添加劑的用量，根據(jù)結(jié)晶狀況和成本考慮，最終找到合適的配比范圍。經(jīng)過9個(gè)月的生產(chǎn)實(shí)踐，目前的添加劑加入量已經(jīng)穩(wěn)定下來，骨膠0.65kg/t，乙萘酚0.016kg/t，同最初的骨膠1.98kg/t，乙萘酚0.031kg/t相比，用量大大減少。3.2.4陽(yáng)極板成分的控制試產(chǎn)初期，生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)泡沫鉛產(chǎn)生的較多，陽(yáng)極泥有脫落現(xiàn)象，致使短路現(xiàn)象增多，電耗過高，析出鉛內(nèi)在質(zhì)量得不到保障。經(jīng)研究討論，決定降低銅含量，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)除銅的作業(yè)控制，嚴(yán)格控制陽(yáng)極板成份，泡沫鉛現(xiàn)象得到解決，有效的避免了陽(yáng)極泥落槽現(xiàn)象，使析鉛直流電效保持穩(wěn)定，同時(shí)使析出鉛內(nèi)在質(zhì)量得到保障。3.2.5陽(yáng)極泥洗液控制由于大極板生產(chǎn)與小極板相比較，電解液總量增大，循環(huán)量也較大，造成電解液平衡難以控制。所以陽(yáng)極泥洗滌控制對(duì)電解液總量平衡和電解液成分的相對(duì)穩(wěn)定，起到至關(guān)重要的作用。經(jīng)過幾個(gè)月的實(shí)踐，對(duì)生產(chǎn)操作提出了以下建議：陽(yáng)極泥洗滌用水量每天必須根據(jù)電解液消耗情況適當(dāng)補(bǔ)充，確保電解液總量平衡。陽(yáng)極泥必須經(jīng)過充分?jǐn)嚢铦{化使鉛離子溶解均勻，以便洗滌時(shí)鉛離子能較完全的重新返回電解液循環(huán)系統(tǒng)，使電解液成分相對(duì)穩(wěn)定。洗液的補(bǔ)充必須保證干凈，無(wú)雜質(zhì)。要求洗液必須進(jìn)行沉淀24小時(shí)以上才能補(bǔ)入循環(huán)系統(tǒng)。定期化驗(yàn)洗液成分，在洗液成分達(dá)不到電解液成分要求時(shí)，重復(fù)洗滌，增加成分濃度。4、設(shè)計(jì)、施工安裝問題及解決措施4.1殘極洗滌機(jī)此次設(shè)計(jì)采用液壓驅(qū)動(dòng)代替了傳統(tǒng)減速機(jī)雙搖臂驅(qū)動(dòng)形式，液壓桿與洗滌架連接在一起，通過洗滌槽二端的四個(gè)支撐走輪往返移動(dòng)，洗滌架通過懸臂帶動(dòng)洗滌刷進(jìn)行洗滌。由于原先設(shè)計(jì)的懸臂是“Z”字形，懸臂的上部固定在洗滌架的頂部。在殘極洗滌時(shí)，“Z”字形懸臂與吊具外框架影響，必須將吊具移走方能正常洗滌，工作流程為吊具從電解槽內(nèi)將殘極吊起后放入洗滌槽，而后吊具吊起將殘極留在洗滌槽內(nèi)，洗滌機(jī)對(duì)殘極進(jìn)行洗滌，吊具再將洗滌后的殘極吊至殘極收攏槽內(nèi)。這個(gè)過程就必須脫鉤洗滌，造成了行車的重復(fù)作業(yè)，且洗滌完后殘極的位置相對(duì)移動(dòng)，對(duì)洗滌后的殘極起吊極其困難。針對(duì)此，通過改動(dòng)懸臂，實(shí)現(xiàn)了殘片的不脫鉤洗滌。懸臂采用一定長(zhǎng)度的直徑35圓鋼，焊接在洗滌架的底部，端部焊接上刷頭固定洗滌刷。改進(jìn)后的洗滌機(jī)保證了洗刷速度，使用效果良好。4.2工藝管道原設(shè)計(jì)中電解液循環(huán)系統(tǒng)是一體的，未分開。考慮到以后生產(chǎn)的可調(diào)性，將電解液循環(huán)管路進(jìn)行改造，使二臺(tái)電解液高