第四章工藝技術方案4.工1藝技術方案本項目采用的原材料為含銅量99%的電解銅，選用目前國內先進的蓄熱式熔化爐和中頻爐，用上引法連鑄工藝方法生產氧的含量不大于0.02%，雜質總含量不大于0.05%,含銅量99.5%以上無氧銅桿。工藝流程簡述i生產準備本項目使用的電解銅在江西省內購買。圖4-1項目生產工藝流程圖2、上引法連鑄工藝流程本項目采用上引法連鑄工藝生產無氧銅桿。上引法連鑄銅桿的基本特點是“無氧”，即氧含量在以下。上引法與連鑄連軋和浸涂法相比，其特點是：1）由于拉扎工藝和鑄造工藝不是連續的，拉扎是在常溫下進行的，不需要氣體保護，鋼材也不會被氧化。因此設備投資小，廠房布置也靈活。）單機產量變化范圍大，年產量可以從幾百噸到幾萬噸，可供不同規模的廠家選用不同型號的上引機組。此外，由于連鑄機是多頭的，可以很容易的通過改變鑄造規格（鑄桿直徑），來改變單位時間的產量，因此其產量可視原材料的供應情況和產品的需求情況來確定，便于組織生產、節約能源。）只需更換結晶器和改變石墨模的形狀，即可生產銅管、銅排等異型銅材，并可在同一機器上上產不同規格、品種的銅材，靈活機動，這是上引法的中最大特點。上引法連鑄工藝流程：原料通過加料機加入融化爐進行熔化、氧化、扒渣處理后，熔融的銅液經過一段時間的靜置還原脫氧并達到一定的溫度后，通過有氣體保護的流槽經過渡腔（銅液在此進一步還原脫氧、清除渣質），進而平穩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115℃0±10℃。連鑄機固定于中頻保溫爐的上方，連鑄機銅液在結晶器中快速結晶連續不斷地生產出銅桿，最后經雙頭撓桿機等輔助設備裝盤成產品。⑴加料：原料一般用加料機加入，爐頭多加、爐尾少加。加冷料時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的順暢。加料時要保證爐膛有足夠高的溫度，一般應達到130℃0以上，爐內應保證零壓或微負壓。⑵熔化：熔化作業系在氧化氣氛下進行，一般爐膛溫度保持在?140℃0以加速冷銅料的熔化，在熔化過程中定期向爐內已熔化的銅液中插入一根風管，鼓入壓縮空氣劇烈地攪動熔體以加速熔化過程，這時也會有部分雜質熔化，形成爐渣于熔體表面，待熔體大部分熔化完，即可進行氧化操作。⑶氧化：其要點是增大煙道抽力（?0提高爐內空氣過剩系數氣?），使爐內成氧化性氣氛。用直徑為中?的鋼管?根向熔體內鼓入?的壓縮空氣，進行氧化作業，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，鋼管應盡可能深插，插入角度為°?。，插入深度為銅熔體深度的。氧化期的爐膛溫度在5左右，以保證銅液溫度為5?℃,有利于雜質的氧化。⑷扒渣：扒渣是將造渣后的雜質通過扒渣過程將其除去，銅面控制是扒渣操作的關鍵。銅液面過低，給以后扒渣作業造成困難，床能率低；銅液面過高，易出現側門、渣口跑銅事故。為控制好渣含銅，應及時進行扒渣作業，避免干渣轉變為稀渣，生產過多的氧化亞銅。⑸保溫靜置：熔融的銅液流入中頻爐保溫靜置、還原脫氧并達到一定的溫度后，進而處于保溫狀態，銅液的溫度由熱電偶測量，溫度值由儀表顯示，溫度控制在℃±左。中頻保溫爐引桿腔銅液表面用焦炭覆蓋，覆蓋厚度為6結晶器周圍厚度為。⑹結晶出桿、裝盤：連鑄機固定于中頻保溫爐的上方，連鑄機銅液在結晶器中快速結晶連續不斷地生產出銅桿，最后經雙頭撓桿機等輔助設備裝盤成產品。）結晶器準備.對新的和使用期超過半月的結晶器，進行水壓試驗，水壓為.保持15分鐘不漏水。b裝配石墨模：把檢驗合格的石墨模，旋入結晶器，端面到位。c結晶器頭部包上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，然后裝護套，在石墨模與護套的縫隙用填料或石棉線填實，以防銅液鉆入。填料配方：耐火粘土95水%+玻璃3%，并合成團。d結晶器上口裝上石棉盤根，并用裝有引錠頭的前半節引桿通過，擰緊壓套，引錠頭端面距石墨模端面0e結晶器進出水管接上，通少量冷卻水，檢查管路系統是否暢通，然后放在爐口上預熱分鐘以上安裝使用。2）連鑄機準備：調整液位跟蹤系統的位置，保證結晶器安裝后石墨模插入液面的深度為°操作時確認銅液液面離碳化硅保護套上沿距離為左右。3）引桿操作程序：.結晶器就位，插入銅液，接上后半節引棒，壓緊牽引輪，開始引棒。.調節冷卻水量，。。結晶器進出水溫保持在5左右。。結晶器進出水溫保持在1左右，進水溫度最高不能超過℃,在左左右為宜。.銅桿引出后，將引棒分節拆下，并通過導輪進入收線系統。4）鑄桿日常操作：.。。銅桿牽引速度為宜，。銅桿牽引速度為宜。.經常檢查銅桿表面質量，監測冷卻水溫度，結晶器插入深度，液位跟蹤系統工作狀況，如遇異常情況，及時排除。（7）收線1）收線時將引錠頭頭部切除，將銅桿通過限位裝置，穿過并夾緊收線導輪，引入收線框內。2）經常注意限位裝置工作情況，在限位裝置失靈情況下，臨時利用收線機上的操作按鈕進行人工操作，并及時排除故障。3）收線框裝滿后，吊出銅桿，掛上產品跟蹤卡，標明日期、爐次、生產班組、重量等項。（）水系統控制1）水系統供水，。。結晶器水壓為,水套、線圈為。。結晶器水壓為，水套、線圈為°2）水池水溫用冷卻塔調整，進水溫度控制在土℃。3）當臨時停電或水泵發生故障，應在一分鐘內打開備用水閥門，并關閉原來水閥門，以保證結晶器及水套和線圈的冷卻水不間斷。（）氣壓控制對新式。上引機組，其上引連鑄機鑄桿壓緊、收線機收線、排線，采用氣缸壓緊。其氣壓控制在：連鑄機：收線機收線：.排線：^（）安全生產1）操作者應按規定穿戴好勞動防護用品，遵守設備安全操作規程。2）打開爐蓋后不要太靠近爐口，以防一氧化碳氣體燃燒時火焰傷人（每次待一氧化碳氣體燃燒過后再上去操作）。3）每班應經常檢查機組設備運行是否安全可靠。4）嚴禁將潮濕未烘干的工具浸入銅液，以免銅水爆炸造成事故。5）結晶器安裝和取下時，注意防止冷卻水進入爐內。6）發生事故應立即采取措施，并報告有關人員及時處理。（10）檢查銅桿質量就符合《電工用銅線坯》中無氧銅桿規定。4、余熱回收利用為提高清潔生產水平，貫徹國家關于節能減排的要求，本項目應對熔化爐煙氣和中頻爐煙氣進行余熱回收。一般地，熔化爐出口煙氣溫度在℃,中頻爐出口煙氣溫度在1,均具明顯的熱回收價值。對沒有蒸汽需求的再生銅工廠，通常采用“預熱助燃風（純氧空氣），立足降低本體消耗，節約一次能源”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行出爐煙氣與入爐助燃風的熱交換，降溫（降至℃）后的煙氣再進入布袋收塵器。通過兩段式換熱器預熱入爐助燃風，不但可節省燃料消耗，而且還可縮短熔化爐的操作周期，提高設備利用率。據統計，兩段式換熱器可將入爐助燃風預熱至℃左右，節省約％的燃料消耗和縮短小時的操作周期（一般總時間為小時）。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，但因為煙氣溫度相對較低，通常采用一段管式空氣預熱器進行煙氣與入熔化爐助燃風的熱交換。據統計，經預熱器的入熔化爐助燃風溫度可達℃,可節省能源消耗約10。%設備選擇的基本原則1、生產性原則：選擇生產設備時，注重設備的模塊化、標準化、高速化、自動機械化，以提高設備的生產率；2、可靠性原則，設備要求安全可靠，零件的耐用性好、通用性強，設備能夠生產高質量產品，要求設備故障率小，準確性高；3、維修性原則，選擇可修性、設備的結構簡單，零部件模塊化設計，零部件通用性強，可迅速拆卸，易于檢查，實現標準化和通用化；4、節能性原則，設備要節約能源消耗；5、成套性原則，機器設備要配套，形成整條生產線，盡量選擇同一廠家產品；6、環保性原則，設備的噪音和排放的有害物質應達到國家環保限制指標和要求；7、靈活性原則，盡可能做到設備結構緊湊，重量體積小、輕，操作靈活方便，通用性強，可適應工藝相近的產品轉換，轉換操作簡單方便。主要設備方案本項目采用蓄熱式熔化爐作為本項目的主要生產設施，其燃料為重油，該項目原料為電解銅，設備能進一步去除電解銅中的氧和其它雜質，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性強、回收率高等特點，符合《銅冶煉行業準入條件》的要求。上引法無氧銅桿連鑄機組用于生產長度光亮的無氧銅桿。和傳統的銅錠壓延生產黑銅桿相比，上引法無氧銅桿新工藝具有工藝技術先進，產品質量很好，單位能耗低，生產品種及規格靈活多樣，適應性強，沒有三廢污染，投資少等特點。本項目選用主要設備清單見表4-。1工藝設備優點如下：⑴加料、扒渣方便。可在爐體側面靠近平臺處設置加料門和渣門，爐料可用加料車方便快速的加入。爐渣門靠近渣線設置，既可倒渣，也可方便扒渣；⑵熱效率高。爐體緊湊、密閉，氧化管道固定在爐體上，作業時不需要打開爐門操作，熱量外泄少，漏入的冷空氣少。在爐體上布置了多塊透氣磚，通入氮氣攪拌，加速了傳熱傳質，縮短操作時間，節省燃料消耗；⑶安全性高。由于爐體可以轉動且氧化、還原管道固定在爐體上，避免了人工持管操作可能發生的安全事故，減少了工人的勞動強度；遇到故障時爐子可迅速轉到安全位置，避免“跑銅”事故的發生，操作安全；⑷環保條件好。爐體密閉性能好，氧化時不需要打開爐門操作，減少了煙氣外逸；借助爐體轉動可以控制氧化管道的埋入深度，加上透氣磚的氮氣攪拌作用可提高還原劑的利用率，減少黑煙生成；在爐后設置有完善的煙氣處理系統，煙氣通過煙罩導入雙體結構的二次燃燒室，燒盡可燃物后進余熱鍋爐回收余熱，再進入布袋收塵達標后排放；⑸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的0煙氣帶走的熱量少，燃料消耗低，煙氣處理系統可大為縮小，減少投資和運行費用。⑹連鑄機是實現上引連鑄的主要設備。它由牽引機構、液位跟蹤和結晶器三大部分組成。牽引機構由交流伺服電機和牽引輥輪等組成，它可實現每分鐘?次的間歇運動并通過牽引輥輪將鑄桿連續上引出來，每組牽引機構可帶動付牽引輥輪，分別牽引根鑄桿，并通過更換結晶器生產其它規格的銅桿；液位跟蹤系統可保證連鑄機上結晶器插入銅液的深度相對穩定，確保連鑄生產的連續性；結晶器可將液態的銅快速冷卻成固態銅并實現熱交換，每根結晶器都能單獨更換和控制而不影響其它結晶器的正常工作。⑺導輪架:導輪架布置在連鑄機的上方，主要由平臺、支架、豎導輪和滾筒組成，它使鑄桿平滑地導入各組雙頭撓桿機，互不干擾。⑻限位裝置：是在導輪架和雙頭撓桿機之間設置的兩臺裝置，它由組低壓上、下限位，通過銅桿與上下限位的接觸來控制雙頭撓桿機的速度。⑼雙頭撓桿機是由牽引輥輪、成圈裝置和收線轉盤組成，每組雙頭撓桿機由二臺電動機分別驅動兩套裝置收圈兩根銅桿，曲率自動調整。⑽水冷系統是一個獨立的循環供水系統，保證一以0.2?的冷卻水供結晶器、水套和線圈冷卻，它由0水池、循環水泵、管道組成，保證進水溫度在?℃,流量在左右。（1D電器系統：由電源系統、控制系統組成，電源系統通過若干電源柜將電源分別供給每個感應器，控制系統保證機組正常生產。?加料系統：采用機械加料機，保證合格原材料連續供給熔化爐。表主要設備一覽表序號設備名稱規格型號單位數量單價（萬元）總價（萬元）備注1加料機臺612.5752蓄熱式熔化爐臺34501350配套電動葫蘆3中頻爐臺663.5381保溫靜置4扒渣機臺6251505園盤定量澆鑄機臺638.4230.46燃油噴嘴低壓油噴嘴312367引風機臺915135用備8螺桿式空壓機臺61272用備9管式空氣預熱器套36018010噴流空氣預熱器套36018011燃油風機臺382412連鑄機臺1875135013導輪架套18712614限位裝置套18610815雙頭撓桿機臺98072016循環水泵臺43.7515用備17重油罐個14.54.518油泵臺21.53與重油罐配套19電控系統套1909020行車2t臺2102021人力推車輛5210

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