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 本項(xiàng)目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工藝流程簡述1、生產(chǎn)準(zhǔn)備本項(xiàng)目使用的電解銅在江西省內(nèi)購買。圖4-1 項(xiàng)目生產(chǎn)工藝流程圖2、上引法連鑄工藝流程本項(xiàng)目采用上引法連鑄工藝生產(chǎn)無氧銅桿。上引法連鑄銅桿的基本特點(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

2、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的上引機(jī)組。此外，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)量可視原材料的供應(yīng)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)加入融化爐進(jìn)行熔化、氧化、扒渣處理后，熔融的銅液經(jīng)過一段時(shí)間的靜置還原脫氧并達(dá)到一定的溫度后，通過有CO氣體保護(hù)的流槽經(jīng)過渡腔（銅液在此進(jìn)一步還原脫氧

3、、清除渣質(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量，溫度值由儀表顯示，溫度控制在1150±10。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)加入，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)達(dá)到1300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13001400以加速冷銅料的熔化，在熔化過程中定期向爐內(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)?/p>

4、動(dòng)熔體以加速熔化過程，這時(shí)也會(huì)有部分雜質(zhì)熔化，形成爐渣于熔體表面，待熔體大部分熔化完，即可進(jìn)行氧化操作。氧化：其要點(diǎn)是增大煙道抽力（-80-100Pa），提高爐內(nèi)空氣過剩系數(shù)（=1.21.4），使?fàn)t內(nèi)成氧化性氣氛。用直徑為1850mm的鋼管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2/3。氧化期的爐膛溫度在1250左右，以保證銅液溫度為11501180，有利于雜質(zhì)的氧化。 扒渣：扒渣是將造渣后的雜質(zhì)通過扒渣過程將其除去，銅面控

5、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。為控制好渣含銅，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行扒渣作業(yè)，避免干渣轉(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、還原脫氧并達(dá)到一定的溫度后，進(jìn)而處于保溫狀態(tài)，銅液的溫度由熱電偶測量，溫度值由儀表顯示，溫度控制在1150±10。中頻保溫爐引桿腔銅液表面用焦炭覆蓋，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對新的和使

6、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8mm厚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%+水玻璃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5-10mm。e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分鐘以上安裝使用。）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

7、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。）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，開始引棒。b調(diào)節(jié)冷卻水量，14.4-20mm結(jié)晶器進(jìn)出水溫保持在15左右。8mm結(jié)晶器進(jìn)出水溫保持在6-10左右，進(jìn)水溫度最高不能超過35，在30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)。）鑄桿日常操作：a14.4-20mm銅桿牽引速度400-700mm/min為宜，8mm銅桿牽引速度1800-2800mm/min為宜。b經(jīng)常檢查銅桿表面質(zhì)量，監(jiān)測冷卻水溫度，結(jié)晶器插入深度，液位跟蹤系統(tǒng)工作狀況，如遇

8、異常情況，及時(shí)排除。（7）收線）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)。）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。）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)控制）水系統(tǒng)供水，14.4-20mm結(jié)晶器水壓為0.2-0.3Mpa，水套、線圈為0.18-0.2Mpa。8mm結(jié)晶器水壓為0.28-0.35Mpa，水套、線圈為0.18-0.2Mpa。）水池水溫用冷卻塔調(diào)整，進(jìn)水溫度控制在30±5。）當(dāng)臨時(shí)停電或水泵發(fā)生故障，應(yīng)在一分鐘內(nèi)打開備用水

9、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）氣壓控制對新式8上引機(jī)組，其上引連鑄機(jī)鑄桿壓緊、收線機(jī)收線、排線，采用氣缸壓緊。其氣壓控制在：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）安全生產(chǎn)）操作者應(yīng)按規(guī)定穿戴好勞動(dòng)防護(hù)用品，遵守設(shè)備安全操作規(guī)程。）打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)耍看未谎趸細(xì)怏w燃燒過后再上去操作）。）每班應(yīng)經(jīng)常檢查機(jī)組設(shè)備運(yùn)行是否安全可靠。）嚴(yán)禁將潮濕未烘干的工具浸入銅液，以免銅水爆炸造成事故。）結(jié)晶器安裝和取下時(shí)，注意防止冷卻水進(jìn)入爐內(nèi)。）發(fā)生事故應(yīng)立即采取措

10、施，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GB3952-2008電工用銅線坯中無氧銅桿規(guī)定。4、余熱回收利用為提高清潔生產(chǎn)水平，貫徹國家關(guān)于節(jié)能減排的要求，本項(xiàng)目應(yīng)對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1000-1200，中頻爐出口煙氣溫度在800-1000，均具明顯的熱回收價(jià)值。對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200）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

11、耗，而且還可縮短熔化爐的操作周期，提高設(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400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，但因?yàn)闊煔鉁囟认鄬^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)300，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)備選擇的基本原則1、生產(chǎn)性原則：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，以提高設(shè)備的生產(chǎn)率；2、可靠性原則，設(shè)備要求安全可靠，零件的耐用性好、通用性強(qiáng)，設(shè)備能

12、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、維修性原則，選擇可修性、設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡單，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)能性原則，設(shè)備要節(jié)約能源消耗； 5、成套性原則，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)保性原則，設(shè)備的噪音和排放的有害物質(zhì)應(yīng)達(dá)到國家環(huán)保限制指標(biāo)和要求；7、靈活性原則，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)換操作簡單方便。4.3.2 主要設(shè)備方案本項(xiàng)目采用蓄熱式熔化爐作為本項(xiàng)目的主要生產(chǎn)設(shè)施，其燃料為重油，該項(xiàng)目原料為電解銅，設(shè)備能進(jìn)一步去除電解銅中

13、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)。本項(xiàng)目選用主要設(shè)備清單見表4-1。工藝設(shè)備優(yōu)點(diǎn)如下：加料、扒渣方便?？稍跔t體側(cè)面靠近平臺處設(shè)置加料門和渣門，爐料可用加料車方便快速的加入。爐渣門靠近渣線設(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)不需要打

14、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磚，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；安全性高。由于爐體可以轉(zhuǎn)動(dòng)且氧化、還原管道固定在爐體上，避免了人工持管操作可能發(fā)生的安全事故，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)到安全位置，避免“跑銅”事故的發(fā)生，操作安全；環(huán)保條件好。爐體密閉性能好，氧化時(shí)不需要打開爐門操作，減少了煙氣外逸；借助爐體轉(zhuǎn)動(dòng)可以控制氧化管道的埋入深度，加上透氣磚的氮?dú)鈹嚢枳饔每商岣哌€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

15、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)晶器三大部分組成。牽引機(jī)構(gòu)由交流伺服電機(jī)和牽引輥輪等組成，它可實(shí)現(xiàn)每分鐘01000次的間歇運(yùn)動(dòng)并通過牽引輥輪將鑄桿連續(xù)上引出來，每組牽引機(jī)構(gòu)可帶動(dòng)5付牽引輥輪，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穩(wěn)定，確保連鑄生產(chǎn)的連續(xù)性；結(jié)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)更換和控制而不影響其它結(jié)晶器的正

16、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、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控制雙頭撓桿機(jī)的速度。雙頭撓桿機(jī)是由牽引輥輪、成圈裝置和收線轉(zhuǎn)盤組成，每組雙頭撓桿機(jī)由二臺電動(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。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120 m3水池、循環(huán)水泵、管道組成，保證進(jìn)水溫度在2030，流量在50 m3/d左右。電器系統(tǒng)：由電源系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組成，電源系

17、統(tǒng)通過若干電源柜將電源分別供給每個(gè)感應(yīng)器，控制系統(tǒng)保證機(jī)組正常生產(chǎn)。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)備一覽表序號設(shè)備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量單價(jià)總價(jià)備注（萬元）（萬元）1加料機(jī)臺612.5752蓄熱式熔化爐100t臺34501350配套電動(dòng)葫蘆3中頻爐350kw臺663.5381保溫靜置4扒渣機(jī)臺6251505園盤定量澆鑄機(jī)臺638.4230.46燃油噴嘴3kg低壓油噴嘴312367引風(fēng)機(jī)26880-59738m3/h臺9151354用4備8螺桿式空壓機(jī)臺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382412連鑄機(jī)臺1875135013導(dǎo)輪架套18712614限位裝置套18610815雙頭撓桿機(jī)臺98072016循環(huán)水泵臺43.75152用2備17重油罐80m3個(gè)14.54.518油泵臺21.53與重油罐配套19電控系統(tǒng)套1909020行車2t臺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1500m2套455220含噴霧冷卻器25其他套1122122合計(jì)139629