銅冶煉陽極板輸送機組的應用實例及評價

左 丞

（江西瑞林裝備有限公司，江西 南昌 330034）

1 設備的研發與應用分析

1.1 項目簡介

黑龍江紫金銅業有限公司是紫金礦業集團銅產業板塊新增骨干企業，由黑龍江多寶山銅業股份有限公司作為單一股東，其于2016年7月注冊成立。公司注冊資本8億元、總投資約40億元，新建十五萬噸銅冶煉項目，選址位于富拉爾基區的金屬新材料產業園，其主工藝流程選擇“富氧側吹爐熔池熔煉+底吹連續吹煉+回轉式陽極爐精煉”組成的連續煉銅工藝。該項目是省政府從全省產業布局考慮在齊齊哈爾市建設的重點項目，也是齊齊哈爾市發展十二個產業重點項目之一。

為此，本研發項目的一個目的是提出一種用于澆鑄設備與電解設備間的陽極板轉運系統，該轉運系統自動化程度高、生產作業的效率高、人工成本低以及作業安全[1]。

1.2 發展趨勢

目前國內尚無針對陽極板進行自動化轉運、儲存的專利和應用案例，開發圓盤澆鑄機與電解陽極整形機組的陽極板轉運系統技術和裝備，消除了叉車倒運事故的隱患，降低了人工成本，提高了自動化水平和生產效率，從而增加企業效益，并在國內進行廣泛推廣。

1.3 主要問題

（1）整體布置：在不影響傳統叉車取板和陽極輸送通廊有消防通道橫穿等技術要求下，統籌考慮各設備的布置形式。

（2）輸送線驅動形式：選用適合速度低和負載大的驅動形式且驅動設置的位置需安全可靠。

（3）控制原理：滿足圓盤澆鑄機與陽極機組的同時，生產或錯開生產時，系統運行的控制程序。

（4）轉運儲存要求：如何在有限的距離和空間滿足技術要求中儲存一爐銅的要求。

1.4 總體目標

以黑龍江紫金銅業有限公司為研究對象，開發陽極板輸送的技術和裝備，消除了叉車倒運事故的隱患，降低了人工成本和安全隱患，從而增加企業效益，并在國內進行推廣。

1.5 市場分析

本項目的實施，將大幅提高陽極板轉運的自動化水平，降低人工成本和安全隱患。

（1）減少倒運陽極板叉車的數量以及叉車班人員。

（2）減少叉車所需的油耗費用。

（3）智能化的控制系統，節省人力并提高生產的效率。

2 設備組成簡介

2.1 火法取料小車

火法作業時，兩臺取板小車分別從精煉車間雙圓盤澆鑄機水槽內提取整垛陽極板，轉運至各自對應的轉運小車上，陽極板經轉運小車旋轉180°后，取板小車重新從火法區轉運小車上提取陽極板，轉運至陽極堆場內陽極整形機組接收裝置上。取板小車取板時，掛鉤位于陽極板耳部下方[2]，使用液壓升降裝置帶動掛鉤上升，從而提起不少于20塊一垛的陽極板。取板小車的軌道為平地軌道，其不影響叉車正常通行，并且在緊急情況下，人工叉車可替代取板小車從圓盤水槽提取陽極板[3]。小車供電方式為地軌供電，因此，將廠區電壓降壓至AC36V的安全電壓供電到軌道，在小車從軌道取電后，升壓至所需工作電壓。

取板小車行走部分由減速電機驅動，提升部分液壓驅動。該裝置主要由結構鋼和合金鋼制成。

火法取料小車具備以下優點：

（1）采取液壓提升，穩定性高。

（2）地軌供電，成熟可靠。

（3）采用升降導向裝置，防止小車行走時取板鉤偏擺。

（4）設置鋼絲繩調整機構，可方便地對鋼絲繩長短進行微調。

圖1 火法取板小車模型

2.2 火法區轉運小車

1#火法區轉運小車和2#火法區轉運小車完全相同，分別接收來自對應取板小車轉運的整垛陽極板，并將陽極板整體旋轉180°，以此滿足陽極整形機組中陽極板模面的定位基準。此外，正常情況下，陽極堆場內陽極整形機組僅一臺作業。當1#陽極整形機組作業時，2#圓盤澆鑄機水槽的陽極板經2#取板小車轉運至2#火法區轉運小車上，2#火法區轉運小車橫向移動至1#陽極整形機組軸線上，等待1#取板小車將陽極板轉運至1#陽極整形機組。

火法區轉運小車的軌道形式為平地軌道，小車供電方式為地軌供電。

該裝置的行走部分和旋轉部分均由減速電機驅動，該裝置主要由結構鋼和合金鋼制成[4]。

圖2 火法轉運小車模型

2.3 電解區轉運小車

電解車間上板作業時，陽極堆場內智能起重機將整垛陽極板放置在1#電解區轉運小車上，該車橫穿廠區1#路，并且將整垛陽極板轉運至過渡存放架，在卸載陽極板后，返回至陽極堆場。2#電解區轉運小車行駛至過渡存放架，過渡存放架將整垛陽極板放置在2#電解區轉運小車，2#電解區轉運小車轉運至電解車間接收運輸機上。該裝置由減速電機驅動，該裝置主要由結構鋼和合金鋼制成。

三臺電解區轉運小車完全相同，小車供電方式為蓄電池供電，并設有自動充電裝置。其軌道形式為平地軌道，并設置有軌道道岔，三臺電解區轉運小車中的2臺小車生產作業時，另一臺從軌道道岔行駛至另一軌道，連接自動充電裝置進行蓄電池充電。當運行中的小車提示電量不足時，第三臺轉運小車開始作業，電量不足的小車進行充電。

圖3 電解區轉運小車模型

2.4 陽極板接受裝置

接收裝置設液壓升降臺、對中裝置和防倒裝置。

自動化作業時，火法區取板小車或智能橋式起重機將整垛陽極板放在接收裝置上。在緊急情況下，人工叉車作業時，叉車將一垛陽極板放在液壓升降臺上，并靠住防倒桿。液壓升降臺的最大工作載荷為12t，最大可裝載20塊垂直緊密排列的陽極板。

裝載完成后，對中裝置將整垛陽極板中心與受板運輸機中心對齊，并降落到受板運輸機鏈條上，陽極板通過受板運輸機鏈條運輸至分片位，進而確保設備連續作業。該裝置安裝在受板運輸機尾部，通過液壓驅動，其由結構鋼和合金鋼制成。

3 結語

目前國內圓盤澆注機澆鑄后的陽極板均需叉車進行倒運和堆放，生產線自動化程度較低，人工成本較高。本文根據項目現場的圓盤澆鑄機與陽極機組的實際布置與業主的要求，對設備的倒運小車通過地溝敷設加卷筒過渡供電方式，實現現場即可使用陽極輸送機組轉運陽極板至陽極機組，也不影響用叉車倒運圓盤澆鑄機剔除的不合格陽極板，從而降低安全隱患，提高生產的效率和自動化的水平，進而增加企業效益的目標。