金德鉛業精煉車間智能化自動化改造

2021-07-02 01:57:40曹雷斌馬守山黎成剛

現代制造技術與裝備 2021年5期

曹雷斌馬守山黎成剛

（江銅集團江西金德鉛業股份有限公司，德興 334200）

目前，金德鉛業精煉車間鉛電解采用小極板平模電解，電解周期短，需要頻繁裝出槽，員工勞動強度大，現場電解液“跑冒滴漏”也較為嚴重。此外，反射爐系統由于圓盤鑄錠機小[1]，造成出爐必須冒險更換冰銅模具，增加了不必要的工作人員。

1 具體改進方向

經此次到貴冶的考察，結合擴建14萬噸產能的需要，提出進行大極版電解、改造反射爐等改進措施，以實現設備自動化和智能化，達到減員增效的目的。

2 大電解槽規格

按照鉛電解大極板的尺寸，加大更換電解槽。電解槽從外徑3 800 mm×1 000 mm×1 340 mm，內空3 650 mm×830 mm×1 200 mm改成外徑8 000 mm×1 260 mm×1 770 mm，內空7 750 mm×1 010 mm×1 620 mm，如圖1所示。每個電解槽裝75塊陽極板，每塊質量為240 kg，需裝入陽極板18 t。

圖1 電解槽前后改進對比

3 需投入大電解槽數量

由于陽極板加大加寬，為現有陽極板的2倍，又由于塊數增加，因此電流可以開很高。按照現在電耗最經濟的6 300 A電流倒算，得出大極板可以開電流強度為6 300÷35×2×75=27 000 A。每日每槽產量為27 000 A×3.865（電化當量）×24÷106=2.504 t，如要完成年產14萬噸電鉛產能，按照年作業率355天核算，需要投入的電解槽數量為140 000÷355÷2.504≈158個電解槽。為此，最少需要投入158個電解槽。

按照大極板電解槽尺寸，當前電解槽面4個大組360個電解槽，正好可以安裝140個電解槽。只需要再往西面擴建2跨，就可以增加28個電解槽。改造后電解槽數量為168個。

4 需要增加的其他配套設備

需要增加的其他配套設備如下：

（1）立模陽極澆鑄機（澆鑄速度為90片/h），每日澆鑄陽極板數量為158÷4×75≈3 150塊，需2臺立模澆鑄機；

（2）陰極制片機組（制片速度為320片/h），每日制片數量為158÷4×76≈3 200塊，需1臺制片機組；

（3）自動拔棒機組（拔棒速度為320片/h，帶自動入鍋功能），1臺；

（4）20噸冶金行車2臺；

（5）自動殘極洗刷機改造；

（6）新增加電解槽168個；

（7）引進一套貴冶的行車裝槽定位系統，定位每個電解槽安裝定位器、自動殘極洗刷機組、陰極制片機組、自動拔棒機，從而行車接受指令，直接將陰極、陽極自動調入到指定的位置，實現無人化操作。

如果電鉛系統增產到14萬噸，則反射爐系統也將需要增加產能。為了產能能夠更好地擴張，反射爐系統可以進行相應的改造，從而達到既提高產能又減少人員的目的。

（1）反射爐爐體。將反射爐向廠房北面擴建2 m，增加面積將近4 m2。燃燒器更改為2臺燃燒器，從而達到均衡燃燒的目的。擴建后按照現有投入量可以增加投入量接近30%，基本可以滿足14萬噸產能需要。需要注意，當前反射爐面積為16 m2。

（2）采用鐘罩式的加料方式，即制作一個6 m3的料斗，將每個班的輔料、原料全部配入料斗，在料斗下方連接一個鐘罩閥，通過鐘罩閥實現均衡加料，從而提高物料的熔化速度，實現穩定生產。

（3）新增加一臺圓盤澆鑄機，專門用于出鉛使用，想要用一臺鑄錠機出鉛、出冰銅，必須更換冰銅模具，增加了工作難度人員數量，且更換冰銅模具屬于高危險作業。

5 實施過程

5.1 大極板電解實施過程

當前電解槽面安裝的140個電解槽，不需要增加土建工程（現有電解槽承重梁可以滿足要求、現在電解使用的進液管回液管都可以改造使用）。往東面擴建2跨28個電解槽，其中有21個電解槽可以先把基礎做好，先安裝。同時，立模澆鑄機、陰極制片機、行車等可以在不影響生產的過程中進行安裝。最后，電解槽的對接安裝時間。可以先安裝靠廠房東面的70個電解槽，再安裝西面的電解槽。這樣可以在安裝過程中保證可維持一定的產量，從而不影響企業的資金積壓風險。

圖2為鉛電解改進前后對比圖，施工中分別按照綠、藍、黃、紅依次施工。投入費用預算如表1所示。