无氧铜生产工艺流程大纲纲要.docx

1、第四章工艺技术方案4.1工艺技术方案本项目采用的原材料为含铜量99%的电解铜，选用目前国内先进的蓄热式熔化炉和中频炉，用上引法连铸工艺方法生产氧的含量不 大于0.02%,杂质总含量不大于0.05%,含铜量99.5%以上无氧铜 杆。4.2工艺流程简述1、生产准备本项目使用的电解铜在江西省内购买。精品文库项目生产工艺流程图电解铜大气2、上引法连铸工艺流程本项目采用上引法连铸工艺生产无氧铜杆。上引法连铸铜杆欢迎下载5的基本特点是“无氧",即氧含量在lOppm以下。上引法与连铸连轧和浸涂法相比，其特点是:1）由于拉扎工艺和铸造工艺不是连续的，拉扎是在常温下进行的，不需要气体保护，钢材也不会被

2、氧化。因此设备投资小， 厂房布置也灵活。2）单机产量变化范围大，年产量可以从几百吨到几万吨,可供不同规模的厂家选用不同型号的上引机组。此外，由于连铸 机是多头的，可以很容易的通过改变铸造规格（铸杆直径），来改 变单位时间的产量，因此其产量可视原材料的供应情况和产品的需 求情况来确定，便于组织生产、节约能源。3S3）只需更换结晶器和改变石墨模的形状，即可生产铜管、铜排等异型铜材，并可在同一机器上上产不同规格、品种的铜材, 灵活机动，这是上引法的中最大特点。上引法连铸工艺流程：原料通过加料机加入融化炉进行熔化、氧化、扒渣处理后，熔融的铜液经过一段吋间的静置还原脱 氧并达到一定的温度后，通过有CO气

3、体保护的流槽经过渡腔（铜 液在此进一步还原脱氧、清除渣质）,进而平稳的流入中频炉保温 静置，铜液的温度由热电偶测量，温度值由仪表显示，温度控 制在ii5（rc± io°c。连铸机固定于中频保温炉的上方，连铸机铜液在结晶器中快速结晶连续不断地生产出铜杆，最后经双头挠杆 机等辅助设备装盘成产品。（1）加料：原料一般用加料机加入，炉头多加、炉尾少加。加冷料时要使铜料距炉顶及烟道口有一定距离，以保证燃料燃烧和炉气流动的顺畅。加料时要保证炉膛有足够高的温度,般应达到1300°C以上，炉内应保证零压或微负压。熔化：熔化作业系在氧化气氛下进行，一般炉膛温度保持在13001400

4、°C以加速冷铜料的熔化，在熔化过程中定期向炉 内己熔化的铜液中插入一根风管，鼓入压缩空气剧烈地搅动熔体 以加速熔化过程，这时也会有部分杂质熔化，形成炉渣于熔体表 面，待熔体大部分熔化完，即可进行氧化操作。氧化：其要点是增大烟道抽力（80.lOOPa）,提高炉内空气过剩系数（g =1.21.4 ）,使炉内成氧化性气氛。用直径为 巾1850mm的钢管23根向熔体内鼓入0.30,5MPa的压缩空 气，进行氧化作业，为减少钢管熔入铜中的消耗，钢管外用耐火 材料包裹。为增加氧的利用率，钢管应尽可能深插，插入角度为45。60。,插入深度为铜熔体深度的2/3 O氧化期的炉膛温度在 i25or左右,

5、以保证铜液温度为ii5（rcii8or,有利于杂质的氧化。扒渣：扒渣是将造渣后的杂质通过扒渣过程将其除去，铜面控制是扒渣操作的关键。铜液面过低，给以后扒渣作业造成困难, 床能率低；铜液面过高，易出现侧门、渣口跑铜事故。为控制好渣含铜，应及时进行扒渣作业，避免干渣转变为稀渣，生产 过多的氧化亚铜。保温静置：熔融的铜液流入中频炉保温静置、还原脱氧并达到一定的温度后，进而处于保温状态，铜液的温度由热电偶测中频保温炉引杆腔铜液表面用焦炭覆盖，覆盖厚度为40-60mm,结晶器周量，温度值由仅表显7K,温度控制在1150C 土 10 C O围厚度为80-100mmo结晶出杆、装盘：连铸机固定于中频保温炉的

6、上方,连铸机铜液在结晶器中快速结晶连续不断地生产出铜杆，最后经双头 挠杆机等辅助设备装盘成产品。1）结晶器准备 a.对新的和使用期超过半月的结晶器，进行水压试验，水压为0.5-0.6Mpa ,保持15分钟不漏水。b.装配石墨模：把检验合格的石墨模，旋入结晶器，端面到位。C-结晶器头部包上8mm厚硅酸铝纤维毯或隔热套，用玻璃as纤维带扎紧，端面垫上一层硅酸铝纤维毯圈，然后装护套，在石墨模与护套的缝隙用填料或石棉线填实，以防铜液钻入。填料配方：耐火粘土 95%+水玻璃3%,并合成团。d结晶器上口装上石棉盘根，并用装有引锭头的前半节弓杆通过，拧紧压套，引锭头端面距石墨模端面5-lOmmo结晶器进出水

7、管接上，通少量冷却水，检查管路系统是否畅通，然后放在炉口上预热 10分钟以上安装使用。2 ）连铸机准备：调整液位跟踪系统的位置，保证结晶器安装后石墨模插入液面的深度为 140-160mm。操作时确认铜液液面精品文库离碳化硅保护套上沿距离为 30-40mm左右。3 ）引杆操作程序:a-结晶器就位，插入铜液，接上后半欢迎下載11节引棒，压紧牵引轮，开始引棒。b调节冷却水量，C 14,4- 020mm结晶器进出水温保持在15°C左右。0 8mm结晶器进出水温保持在6-10 C左右，进水温度最咼不能超过35°C，在30°C左右C.为宜。C.铜杆引出后，将引棒分节拆下，并通

8、过导轮进入收线4 ）铸杆日常操作； a . 0 14.4- C 20mm铜杆牵引速度400-700mm/min 为宜，8mm 铜杆牵引速度 18002800mm/mm 为宜。b经常检查铜杆表面质量，监测冷却水温度，结晶器插 入深度，液位跟踪系统工作状况，如遇异常情况，及时排除。（7）收线1 ）收线时将引锭头头部切除，将铜杆通过限位装置，穿过 并夹紧收线导轮，引入收线框内。2 ）经常注意限位装置工作情况，在限位装置失灵情况下,临时利用收线机上的操作按钮进行人工操作，并及时排除故障。3 ）收线框装满后，吊出铜杆，挂上产品跟踪卡，标明日期、炉次、生产班组、重量等项。（8）水系统控制1 ）水系统供水，

9、C 14,4- 0 20mm结晶器水压为02-03Mpa ,水套、线圈为0.18-0,2Mpa O（J8mm结晶器水压为0.28-035Mpa ,水套、线圈为0.18-0,2Mpa O2 ）水池水温用冷却塔调整，进水温度控制在30±5°C。3）当临时停电或水泵发生故障，应在一分钟内打开备用水阀门，并关闭原来水阀门，以保证结晶器及水套和线圈的冷却水不间断。（8）气压控制对新式C8上引机组，其上引连铸机铸杆压紧、 收线机收线、排线，采用气缸压紧。其气压控制在：连铸机:0,15-0.25Mpa收线机收线：0.2-0.3Mpa ,排线：0,15-0.25Mpa。（9）安全生产1）操

10、作者应按规定穿戴好劳动防护用品，遵守设备安全操 作规程。2）打开炉盖后不要太靠近炉口，以防一氧化碳气体燃烧时 火焰伤人（每次待一氧化碳气体燃烧过后再上去操作）。）每班应经常检查机组设备运行是否安全可靠。）严禁将潮湿未烘干的工具浸入铜液，以免铜水爆炸造成事故。）结晶器安装和取下时，注意防止冷却水进入炉内。）发生事故应立即采取措施，并报告有关人员及时处理。（10）检查铜杆质量就符合GB3952-2008电工用铜线坯中无氧铜杆 规定。4、余热回收利用为提高清洁生产水平，贯彻国家关于节能减排的要求,本项目应对熔化炉烟气和中频炉烟气进行余热回收。般地，熔化炉出口烟气温度在1000-1200 r,中频炉出

11、口烟气温度在800-1000 r,均具明显的热回收价值。对没有蒸汽需求的再生铜工厂，通常采用“预热助燃风（纯氧/空气）,立足 降低本体消耗，节约一次能源”的余热利用方式。熔化炉烟气余热利用方案：采用两段式换热器进行出炉烟气与入炉助燃风的热交换，降温（降至2oor）后的烟气再进入布袋 收尘器。通过两段式换热器预热入炉助燃风，不但可节省燃料消 耗，而且还可缩短熔化炉的操作周期，提高设备利用率。据统 计，两段式换热器可将入炉助燃风预热至40（rC左右,节省约20%的 燃料消耗和缩短15小时的操作周期（一般总时间为18中频炉烟气余热利用方案：与熔化炉烟气余热利用方案类似，但因为烟气温度相对较低，通常采

12、用一段管式空气预热器进行 烟气与入熔化炉助燃风的热交换。据统计，经预热器的入熔化炉助 燃风温度可达3oor,可节省能源消耗约10%。4.3主要生产设备方案 4.3,1设备选择的基本原则1、生产性原则：选择生产设备时，注重设备的模块化、标准化、高速化、自动机械化，以提高设备的生产率;精品文库2、可靠性原则，设备要求安全可靠，零件的耐用性好、通用性强，设备能够生产高质量产品，要求设备故障率小，准确性咼；3、维修性原则，选择可修性、设备的结构简单，零部件模块化设计，零部件通用性强，可迅速拆卸，易于检查，实现标准 化和通用化;4、节能性原则，设备要节约能源消耗;5、成套性原则，机器设备要配套，形成整条

13、生产线，尽量选择同一厂家产品;6、环保性原则，设备的噪音和排放的有害物质应达到国家环保限制指标和要求;7、灵活性原则，尽可能做到设备结构紧凑，重量体积小、轻，操作灵活方便，通用性强，可适应工艺相近的产品转换，转 换操作简单方便。4.3,2主要设备方案本项目采用蓄热式熔化炉作为本项目的主要生产设施，其燃料为重油，该项目原料为电解铜，设备能进一步去除电解铜中的氧和 其它杂质，不含硫，因此，选用蓄热式熔化炉处理是可行的，且选 择蓄热式熔化炉作为熔炼炉具有适应性强、回收率高等特点，符合铜冶炼行业准入条件的要求。上引法无氧铜杆连铸机组用于生产长度光亮的无氧铜杆。和传 统的铜锭压延生产黑铜杆相比，上引法无

14、氧铜杆新工艺具有工艺技术先进，产品质量很好，单位能耗低，生产品种及规格灵活 多样，适应性强，没有三废污染，投资少等特点。本项目选用主 要设备清单见表4-1 O工艺设备优点如下:加料、扒渣方便。可在炉体侧面靠近平台处设置加料门和渣门，炉料可用加料车方便快速的加入。炉渣门靠近渣线设置, 既可倒渣，也可方便扒渣;热效率高。炉体紧凑、密闭，氧化管道固定在炉体上，作业时不需要打开炉门操作，热量外泄少，漏入的冷空气少。在炉 体上布置了多块透气砖，通入氮气搅拌，加速了传热传质，缩短 操作时间，节省燃料消耗;安全性高。由于炉体可以转动且氧化、还原管道固定在炉体上，避免了人工持管操作可能发生的安全事故，减少了工

15、人的劳 动强度；遇到故障时炉子可迅速转到安全位置，避免“跑铜”事故 的发生，操作安全;环保条件好。炉体密闭性能好，氧化时不需要打开炉门操 作，减少了烟气外逸；借助炉体转动可以控制氧化管道的埋入深 度，加上透气砖的氮气搅拌作用可提高还原剂的利用率，减少黑烟 生成；在炉后设置有完善的烟气处理系统，烟气通过烟罩导入双体再进入布烟气量仅烟气处结构的二次燃烧室，烧尽可燃物后进余热锅炉回收余热, 袋收尘达标后排放;熔化炉采用富氧助燃的燃烧器。采用富氧助燃，为空气助燃时的20%,烟气带走的热量少，燃料消耗低,理系统可大为缩小，减少投资和运行费用。连铸机是实现上引连铸的主要设备。它由牵引机构、液位跟踪和结晶器

16、三大部分组成。牵引机构由交流伺服电机和牵引车昆轮等 组成，它可实现每分钟01000次的间歇运动并通过牵引棍轮将铸 杆连续上引出来，每组牵引机构可带动5付牵引车昆轮，分别牵引5 根铸杆，并通过更换结晶器生产其它规格的铜杆；液位 跟踪系统可保证连铸机上结晶器插入铜液的深度相对稳定，确保连 铸生产的连续性；结晶器可将液态的铜快速冷却成固态铜并实现热 交换，每根结晶器都能单独更换和控制而不影响其它结晶器的正常工 作。(7)导轮架：导轮架布置在连铸机的上方，主要由平台、支架、竖导轮和滚筒组成，它使铸杆平滑地导入各组双头挠杆机，互不干 扰。限位装置：是在导轮架和双头挠杆机之间设置的两台装置,它由6组24V

17、低压上、下限位，通过铜杆与上下限位的接触来控 制双头挠杆机的速度。双头挠杆机是由牵引车昆轮、 成圈装置和收线转盘组成,02组双头挠杆机由二台电动机分别驱动两套装置收圈两根铜杆，曲率 自动调整。(10)水冷系统是一个独立的循环供水系统，保证一以30.4Mpa的冷却水供结晶器、水套和线圈冷却，它由 120 m水池、3 循环水泵、管道组成，保证进水温度在203(rc,流量在50 m/d左右。(11) 电器系统：由电源系统、控制系统组成，电源系统通过若干电源柜将电源分别供给每个感应器，控制系统保证机组正常生(12) 加料系统；采用机械加料机，保证合格原材料连续供给熔化炉。表4-1主要设备一览表序号设备

18、名称规格型号单位数量单价(万元)总价(万元)备注1加料机台612.5752蓄热式熔化炉loot台34501350配套电动葫芦3中频炉350kw台663.5381保温静置4扒渣机台6251505园盘定量浇铸机台63&4230.46燃油喷嘴3kg低压油喷嘴312367引风机26880-59738m/h台9151354用4备8螺杆式空压机台612722用2备9管式空气预热器套36018010喷流空气预热器套36018011燃油风机32120-6334m /h台382412连铸机台1875135013导轮架套18712614限位装置套18610815双头挠杆机台98072016循环水泵台43.75152用2备17重油罐80m个14.54.518油泵台21.53与重油罐配套19电控系统套1909020行车2t台2102021人力推车辆521022供电设备1000 KVA套139039023消防设备snom套455220含喷雾冷却器欢迎下载1725其他套1122122合计1396291.94