HAT氰化浸出攪拌槽主軸加工工藝研究

吳洋

（北礦機電科技有限責任公司，北京 100160）

HAT氰化浸出攪拌槽主軸加工工藝研究

吳洋

（北礦機電科技有限責任公司，北京 100160）

本文介紹了HAT氰化浸出攪拌槽主軸的工藝流程、技術要求及工業試驗結果。

HAT氰化浸出攪拌槽；主軸；工業試驗

1 概述

從2008年開始，北京礦冶研究總院承擔并完成了“十一五”國家“863”項目課題“難處理金精礦高效生物預氧化反應器”和“十二五”國家“863”項目課題“大型微生物冶金生物反應器”，技術核心是：外置多點壓力噴射式充氣系統和大循環-低攪拌礦漿循環系統，實現低攪拌強度下反應器內氣液固三相均勻分布，反應器內溶解氧量大，礦漿懸浮效果好。

將大型生物反應器的設計思路和技術推廣到了其它濕法冶金三相耗氧設備，研制了HAT型氰化浸出攪拌槽。HAT型氰化浸出攪拌槽是一種高效的氰化浸出設備，具有巨大的市場推廣前景。但在設備的系列化、工程化和產業化方面還存在一些需要解決的問題，大流量軸流式葉輪加工技術和碳鋼-不銹鋼雙層軸高強度加工技術亟待解決。本文將就碳鋼-不銹鋼雙層軸高強度加工技術進行分析。

2 原材料及設備的選取

（1）原材料的選取、本次試制產品用的主要原材料為45和316L鋼材。其成分及力學特性見表1、2、3、4。

表1 45鋼主要化學成分

表2 45鋼的力學特性

表3 316L不銹鋼主要化學成分

表4 316L不銹鋼的力學特性

以上原材料經復檢（外觀檢測，物理檢測）后合格。

（2）焊接材料的選取。本次產品用的主要原材料為45、316L鋼材，焊接方式主要為熔化極體保護焊，45鋼焊絲使用 ER50-6 (AWS A5．9)，焊絲直徑為1．2mm；316L相關焊接使用使用ER316L (AWS A5．9)，焊絲直徑為1．2mm。其中45鋼與316L不銹鋼之間焊接時采用不銹鋼焊絲。

3 攪拌槽主軸試制技術關鍵的解決

根據φ9．5m×13m新型氰化浸出攪拌槽主軸的設計技術要求、合同技術要求以及試制計劃任務書的要求，北京礦冶研究總院固安機械有限公司承擔了本次攪拌主軸試制工作，試制生產中的主要技術關鍵。

（1）下料尺寸的線性尺寸公差、直線度φ9．5m×13m氧化槽攪拌主軸的總長為10450mm，為保證設備的平穩運轉和運行效果，必須保證攪拌主軸的同軸度要求，因此鋼管的直線度直接決定了該設備試制的成功與否。

（2）焊接缺陷及焊接變形。焊接形狀缺陷屬于焊縫金屬表面缺陷或接頭幾何尺寸的缺陷，如咬邊、凹坑、燒穿、焊瘤、錯口等，嚴格按照AWS-D1．1M- 2002美國鋼結構焊接規范的要求執行，防止由于焊接缺陷造成酸性礦漿進入腐蝕45鋼材質。焊接變形主要表現為焊后引起構件的撓曲變形、角變形機構件尺寸收縮等。若對焊接變形的認識不足或對焊接變形的考慮不周到，輕者導致構件的尺寸偏差，矯正工作量巨大；重者造成構件的解體和返修；嚴重的變形會直接導致構件報廢。焊接變形直接影響到φ9．5m×13m新型氰化浸出攪拌槽主軸制作質量。因此，為了滿足質量要求，需要從下料和組焊等每個方面來控制和預防。

（3）主軸的對裝組焊。由于主軸較長，焊接不方便，主軸的直線度等形位公差需通過工裝以及焊接工藝等進行保證，具體組焊過程為：件7與件1法蘭通過熱裝配合、打銷后焊接，具體過程如下：法蘭進行粗加工，與鋼管配合部分精車到尺寸φ215（0，+0．046），件7主軸鋼管平頭后，與法蘭配合部分精車到尺寸φ215（+0．258，+0．287）。將件 1法蘭加熱到 500～ 600℃后與鋼管配合，待冷卻后法蘭和鋼管抱死，按圖紙位置圓周均勻分布鉆3-φ40銷孔（非通孔，保證底孔距鋼管內壁3～4mm），嚴格保證銷孔的精度保證標準銷軸與銷孔為過盈配合，最后將銷軸打孔打入銷孔法蘭與主軸進行組焊，焊接位置預熱到350℃后，首先采用焊條進行打底焊，具體焊接參數為：J422焊條，φ3．2，焊接電流為120～160A，電弧電壓為22～24v，焊接速度為13～18cm/min，打底焊接收后清渣等，熱后采用多層多道錯位焊接，實心焊絲熔化極氣體保護焊進行填充焊，焊接參數為：ER50-6焊絲，φ1．2mm，焊接電流220～260A，電壓20～24V，焊接速度為18～24cm/min，每一焊道厚度為3．4mm，最后進行實心焊絲熔化極氣體保護焊進行蓋面焊，焊接參數為：ER50-6焊絲，φ1．2mm,焊接電流220～240A，電壓22～26V，焊接速度為116～22cm/min，滿焊完成后，探傷無焊接缺陷后進行回火，回火溫度為600～700℃。最后進行整體加工防護不銹鋼鋼管平頭以及加工5×45°焊接坡口，按照圖紙防護鋼管、葉輪依次進行裝配與件7主軸上，其中件8和件11-鋼管鉆分別均布打工藝孔，8-M12螺紋孔，通過螺栓調整保證防護鋼管與主軸同軸心，將各部件進行為點固焊，各尺寸檢查合格后對稱法進行滿焊，實心焊絲熔化極氣體保護焊進行填充焊，焊接參數為：ER316L焊絲，φ1．2mm，焊接電流180～210A，電壓18～22V，焊接速度為14～20cm/min。最后將工藝孔進行堵焊。兩層軸之間采用高壓灌注環氧樹脂，以保證雙層軸在外力作用下不易產出變形。

4 結語

本研究研制的φ9．5m×13m新型氰化浸出攪拌槽采用外置多點壓力噴射式充氣器系統，槽內氣泡直徑小，空氣分散度高，溶解氧含量高，提高了金的氰化浸出速率，提高了反應的效率。平行對比工業試驗中，在給礦性質和給礦量完全相同的條件下，兩種氰化浸出攪拌槽充氣量都為5．0m3/min時，φ4×4m新型氰化浸出攪拌槽的金浸出率為89．65%，常規SJ型φ4×4m氰化浸出攪拌槽的黃金浸出率為86．84%，黃金浸出率提高了2．81%；新型氰化浸出攪拌槽的充氣量減少為3．75m3/min，常規SJ型氰化浸出攪拌槽的充氣量保持為5．00m3/min時，新型氰化浸出攪拌槽的黃金浸出率為92．71%，常規SJ型氰化浸出攪拌槽的黃金浸出率為91．31%，黃金浸出率提高了1．40%；新型氰化浸出攪拌槽的充氣量減少為3．13m3/min，常規SJ型氰化浸出攪拌槽的充氣量保持為5．00m3/min時，新型氰化浸出攪拌槽的黃金浸出率為86．46%，常規SJ型氰化浸出攪拌槽的黃金浸出率為88．21%，黃金浸出率降低了1．75%。取得相同氰化浸出率時，新型氰化浸出攪拌槽的充氣量為3．24m3/min，常規氰化浸出攪拌槽的充氣量為5．00m3/min，充氣量降低了約29%。新型氰化浸出攪拌槽的總功耗為18．7kW，常規氰化浸出攪拌槽的總功耗為21．4kW，節省功耗約12．6%。綜合上述，本文研究的新型氰化浸出攪拌槽主軸不但制作工藝能夠滿足生產要求，而且能夠保證設備工藝先進，節省能耗，對提升我國黃金礦山氰化浸出設備的裝備水平具有重要的意義。

[1]吳振祥．氰化浸出(吸附)攪拌槽 [ J ]．有色設備，1988（4）．

[2]付志鴻．空心軸的異種焊接[ J ]．化工機械 ， 2000（27）．

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1671-0711（2017）10（上）-0125-02