李曉光

（江西銅業(yè)集團(tuán)（貴溪）物流有限公司，江西 貴溪 335424）

1 引言

隨著陰極銅市場(chǎng)的發(fā)展，銅材深加工工藝技術(shù)的不斷創(chuàng)新，用戶對(duì)陰極銅質(zhì)量的要求也越來(lái)越高［1］。銅冶煉企業(yè)所面臨的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力進(jìn)一步加大。

由于市場(chǎng)供求關(guān)系發(fā)生逆轉(zhuǎn)，客戶對(duì)電解銅產(chǎn)品不僅對(duì)化學(xué)品質(zhì)主品位以及雜質(zhì)含量有嚴(yán)格要求［2］，且對(duì)物理外觀質(zhì)量也提出更高要求。目前，國(guó)內(nèi)外陰極銅廠家生產(chǎn)的銅表面大都存在殘酸結(jié)晶現(xiàn)象。江銅集團(tuán)貴溪冶煉廠作為出口銅和國(guó)家儲(chǔ)備銅的主要生產(chǎn)廠家，陰極銅表面留有殘酸問題同樣存在，且因此問題被投訴。為確保江銅集團(tuán)貴溪冶煉廠陰極銅的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，維護(hù)企業(yè)品牌形象，提升陰極銅產(chǎn)品質(zhì)量［3］，陰極銅表面殘酸問題急需得到解決。

2 存在的問題

通過對(duì)陰極銅各生產(chǎn)流程進(jìn)行全面的分析發(fā)現(xiàn)，陰極銅表面殘酸由以下幾個(gè)主要原因造成：

（1）夾邊條松動(dòng)。陰極銅在電解時(shí)，陰極板夾邊條夾帶電解液，陰極銅經(jīng)剝片機(jī)組進(jìn)行剝離時(shí)，電解液從夾邊條里流出污染陰極銅底部邊角。

（2）導(dǎo)電棒鍍銅層腐蝕和分層，經(jīng)過剝片機(jī)洗滌時(shí)，夾帶了大量的洗滌水。在陰極銅撓曲和剝離時(shí)洗滌水從導(dǎo)電棒腐蝕和分層處淌出，污染陰極銅上口和兩側(cè)。洗滌水含銅、酸濃度約在1g/L左右，在陰極銅上留下結(jié)晶痕跡。

（3）傳統(tǒng)法陰極銅生產(chǎn)液位在同一位置長(zhǎng)時(shí)間停留，液位線易結(jié)垢粗糙，吊耳內(nèi)存在洗滌死角，增加機(jī)組清洗的難度，導(dǎo)電棒抽取陰極銅平放后吊耳內(nèi)部殘留酸液流出，吊耳部和上口留有殘酸。

（4）不銹鋼陰極板邊角、上口鈍化情況比較明顯，陰極銅長(zhǎng)不齊和不銹鋼板粘結(jié)不牢，剝離后的陰極銅有較明顯的附酸。

3 分析及解決方案

針對(duì)陰極銅吊耳及銅表面附酸長(zhǎng)期存在的問題，通過在機(jī)組設(shè)備增設(shè)氣動(dòng)校邊裝置緊固不銹鋼陰極板夾邊條，消除夾邊條夾邊不緊造成的內(nèi)部夾酸；機(jī)組增設(shè)傳統(tǒng)法陰極銅耳部、上口液位線專項(xiàng)洗滌裝置和ISA法陰極銅剝離后二次洗滌系統(tǒng)，從根本上解決陰極銅吊耳部和陰極銅表面附酸問題。

3.1 消除夾邊條老化松動(dòng)，解決縫隙夾酸污染陰極銅

3.1.1 增加夾邊條更換頻次，消除邊條老化

因受電解液溫度、酸度和機(jī)組設(shè)備剝離等多因素影響［4］，夾邊條連續(xù)使用8個(gè)月時(shí)夾邊條老化松動(dòng)嚴(yán)重。通過計(jì)算系統(tǒng)內(nèi)使用夾邊條數(shù)量及時(shí)間，制定詳細(xì)的更換夾邊條周期及數(shù)量，將原夾邊條更換周期由12個(gè)月降為8個(gè)月，并在剝片機(jī)組橫送工位上安裝夾邊條生產(chǎn)日期掃描儀，對(duì)每一根使用周期超8個(gè)月的夾邊條進(jìn)行自動(dòng)拒收，及時(shí)進(jìn)行更換，以達(dá)到消除夾邊條老化松動(dòng)造成的夾酸現(xiàn)象。

圖1 夾邊條更換前后對(duì)比

3.1.2 增設(shè)仿人工氣動(dòng)多點(diǎn)位自動(dòng)校邊裝置

在剝片機(jī)組陰極板輸出位置上增設(shè)仿人工氣動(dòng)多點(diǎn)位自動(dòng)校邊裝置，兩側(cè)各安裝多個(gè)氣錘。當(dāng)輸出運(yùn)輸機(jī)在待機(jī)定位狀態(tài)，光電開關(guān)檢測(cè)到陰極板物料時(shí)，校邊裝置程序自動(dòng)啟動(dòng)校邊裝置，通過模仿人工敲邊單點(diǎn)擊打方式，對(duì)每塊陰極板夾邊條進(jìn)行敲擊，使夾邊條重新夾緊，基本上消除了夾邊條位移后與不銹鋼板之間的間隙。有效地改善了因夾邊條松動(dòng)［5］，夾縫內(nèi)留有的殘酸在陰極板撓曲和剝離過程中流出粘附在陰極銅表面污染陰極銅的現(xiàn)象。

圖2 仿人工氣動(dòng)多點(diǎn)位自動(dòng)校邊裝置

3.2 優(yōu)化洗滌機(jī)組洗滌設(shè)備，消除陰極銅表面附酸

3.2.1 改進(jìn)、優(yōu)化傳統(tǒng)法機(jī)組洗滌裝置

原傳統(tǒng)法陰極銅洗滌水箱分為三個(gè)清洗區(qū)域，洗滌噴嘴為固定式，洗滌完成后存在吊耳內(nèi)部死角和陰極銅液位線洗滌不到位現(xiàn)象。在原三個(gè)清洗區(qū)域的基礎(chǔ)上再增加洗滌室前段和后段兩個(gè)清洗區(qū)域。在洗滌室前段安裝自主研發(fā)的射流噴射器，使新水在噴射器內(nèi)瞬間加溫并高速噴出，重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)吊耳部位和液位線區(qū)域洗滌；將原先三個(gè)清洗區(qū)域洗滌噴嘴由固定式改為萬(wàn)向可調(diào)式，并將噴嘴改為柱狀噴射，用于強(qiáng)化洗滌效果；在洗滌室后段安裝導(dǎo)電棒抽取后專項(xiàng)吊耳洗滌噴嘴和高壓氣體風(fēng)干裝置，避免吊耳內(nèi)部殘留水含酸和液位線結(jié)垢。

圖3 傳統(tǒng)法機(jī)組改造后噴洗區(qū)及噴嘴、射流噴射器

圖4 傳統(tǒng)法機(jī)組改進(jìn)前后陰極銅對(duì)比

3.2.2 ISA剝片機(jī)組增設(shè)陰極銅二次洗滌裝置

針對(duì)ISA陰極銅上下板面四個(gè)邊緣易有酸液殘留，在剝片機(jī)組增設(shè)了陰極銅剝離后二次洗滌裝置，如圖5所示。將輸送鏈條上的陰極銅由原來(lái)的雙片堆疊輸送改為單片輸送，選擇鏈條的三個(gè)工位依次對(duì)陰極銅進(jìn)行高壓沖洗、除水、風(fēng)干，并對(duì)洗滌水、及水霧、蒸汽進(jìn)行收集。該系統(tǒng)裝置采用PLC控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)陰極銅采用凈液工段的蒸發(fā)冷凝水高壓沖洗［6］，對(duì)二次洗滌水箱內(nèi)的儲(chǔ)水恒液位、恒水溫，且具有自動(dòng)補(bǔ)水、高溫蒸汽加熱、動(dòng)態(tài)換水及流量統(tǒng)計(jì)的功能，對(duì)陰極銅上下板面四個(gè)邊緣酸液殘留進(jìn)行沖洗后，陰極銅表面殘酸得到有效改善，產(chǎn)品質(zhì)量得到顯著提升。

圖5 ISA剝片機(jī)組二次洗滌裝置

圖6 ISA機(jī)組改進(jìn)前后陰極銅對(duì)比

3.2.3 優(yōu)化機(jī)組程序，提高智能控制

針對(duì)機(jī)組在洗滌泵故障、水箱液位偏低和洗滌水溫波動(dòng)未達(dá)設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)仍能自動(dòng)運(yùn)行影響洗滌質(zhì)量的問題，對(duì)PLC程序進(jìn)行優(yōu)化完善，當(dāng)洗滌水溫未達(dá)到設(shè)定值、洗滌泵故障或水箱液位低于設(shè)定值時(shí)，機(jī)組立即停止自動(dòng)運(yùn)行并報(bào)警，杜絕因機(jī)組出現(xiàn)故障操作人員未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，造成的洗滌質(zhì)量問題。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過采取增加ISA法絕緣密封夾邊條的更換量、機(jī)組增設(shè)仿人工氣動(dòng)校邊裝置，改進(jìn)優(yōu)化傳統(tǒng)法洗滌噴嘴、增設(shè)陰極銅剝離后二次洗滌裝置等措施后，基本解決了陰極銅表面留有殘酸的問題。整個(gè)改進(jìn)優(yōu)化過程歷時(shí)近兩年時(shí)間，傳統(tǒng)法和ISA陰極銅合格率較措施實(shí)施前分別提升90.4%和87.8%左右（按陰極塊數(shù)計(jì)算）。陰極銅表面附酸問題得到了根本性的解決。

該生產(chǎn)設(shè)備優(yōu)化措施的實(shí)施，在目前處于國(guó)內(nèi)同行業(yè)的領(lǐng)先地位，甚至處于國(guó)際先進(jìn)地位，特別是防人工校邊裝置、陰極銅剝離后洗滌裝置在國(guó)內(nèi)屬于首創(chuàng)，較其它廠家單純采用人工捶打校邊、人工洗滌，具有無(wú)人為因素干擾，作業(yè)效率高、校邊和洗滌效果佳特點(diǎn)。實(shí)施優(yōu)化改造后，提高了江銅貴冶電解陰極銅的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，維護(hù)了企業(yè)品牌形象，滿足了客戶對(duì)陰極銅物理外觀質(zhì)量的更高要求。