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長沙院冶金技術裝備助力行業提質增效

時間:2023-06-19 09:47:12    來源:中國有色網

多年來,長沙有色冶金設計研究院有限公司(以下簡稱長沙院)在冶金技術裝備研發方面成果豐碩,研發了以多功能行車、自動剝鋅洗刷機組、陽極清洗整形機組為核心技術的鋅電解自動化成套裝備,以鉛電解自動行車、陽極自動行車、殘極移載、析出鉛輸送為核心技術的鉛電解自動化成套裝備,以自動加料、自動扒渣、自動打包、自動AGV存儲為核心技術的熔鑄成套設備,以CFD數值模擬為核心技術的濕法冶煉系列化攪拌設備和以回轉窯、底吹爐、吹煉爐為核心技術的轉爐類設備等,均在冶金行業得到廣泛應用。


【資料圖】

目前,該公司在冶金技術裝備領域獲得科研成果6項、部級以上獎勵3項、國家授權專利50余項,先后完成了韶關冶煉廠、豫光金鉛、江西銅業九江鉛鋅、丹霞山冶煉廠、西部礦業、南方有色等多個冶金工程設計項目。

電解專用裝備

鋅電解自動化成套裝備——鋅電解自動化成套裝備主要包含自動剝鋅洗刷機組、多功能行車、陽極清洗整形3大機組,集技術創新、裝備研發、產業化應用于一體,形成了完整的鋅電解全系列技術體系、裝備體系和產品應用體系,實現了規模化工業生產和應用,產品范圍涵蓋大中小極板(有效面積1.13m2~3.2m2)。

目前,長沙院是國內唯一可提供大中小全系列鋅電解自動化解決方案的團隊,相關技術共獲得發明及實用新型專利30余項,并于2021年獲得中國有色金屬工業科學技術獎一等獎。近3年,該成套設備累計銷售合同額超1.6億元,帶來了顯著的經濟效益。

陽極清洗整形機組是長沙院國內首創,突破了國外技術封鎖,研發的節能清洗技術可有效減少非清洗時間的水耗。長沙院也是國內唯一一家有能力提供自動化陽極處理設備的公司。

鉛電解自動化成套裝備——該裝備包含多功能行車、陽極專用自動行車、殘極自動移載機、析出鉛自動輸送線等機組,通過自動控制系統可實現自動行車、電解槽、殘極洗刷機組、析出鉛洗滌機組、陰陽極板排距機組、陽極存儲架等設備在一個控制平臺內協同全自動運行。

針對鉛電解陰陽極板自身結構、極板間距太小等影響行車自動化聯動的關鍵因素,長沙院研發的多功能行車在國內外首次成功實現了陰陽極板的自動出裝槽。鉛陽極板專用行車首次實現了陽極板的自動存儲、自動裝載。殘極移載機可以將清洗后的殘陽極板自動輸送至殘極輸送車,送至熔煉車間。

鑄錠設備

鋅熔鑄成套裝備——長沙院設計了國內有色領域第一臺鋅直線鑄錠機,并在此領域深耕60年,單套鋅熔鑄設備年產能涵蓋5萬~17.6萬噸,產品具備完全自主知識產權,技術成熟,易于維護,是國內鋅熔鑄自動化程度最高產能最大的成套裝備。鋅錠產品表面質量更優,重量差異更小,鋅直收率更高。鋅鋁合金圓盤鑄錠機采用世界最先進的自動脫銷回銷、自動澆注、自動扒渣等系統,實現了大錠的全自動化生產。

鉛直線鑄錠機組——該機組主要由定量澆注裝置、直線鑄錠機(含生產批號自動打碼系統)、扒皮機器人、鏈條輸送機、翻錠裝置、碼垛機器人、自動打捆機、頂升旋轉裝置、錠垛輸送機、液壓系統和自動控制系統等組成。

濕法冶煉技術及設備——長沙院冶金非標設備設計團隊熟練運用各類主流流體仿真軟件,對流體仿真技術進行了持續深入的研究,將流體仿真與結構仿真相結合,既考慮流體的攪拌性能也兼顧結構的力學性能,通過流固耦合分析,找到結構設計優化與良好流體攪拌效果之間的平衡。通過運用流體仿真技術優化和驗證后的攪拌設備,攪拌效率高,能夠有效地解決濕法冶煉工業生產中攪拌設備存在的高耗低效問題,具有良好的社會效益和環境效益。

多年來,該公司設計了各種規格與型式的攪拌槽圖紙多達400余套,囊括了實際項目中可能用到的所有攪拌槽種類,積累了豐富的設計及應用經驗。長沙院開展了攪拌槽類系列化工作,按照工藝條件、攪拌槽規格與型式、工程項目等范疇對攪拌槽進行分類整理,得到完善的攪拌槽技術性能參數表,完成攪拌槽設計圖紙的系列化工作。

回轉類設備——長沙院在回轉類設備領域具備60余年的設計及應用經驗,是該類設備最早技術發源地之一,參與了最早版本《回轉窯》的編寫,并培育了冷卻圓筒、混合圓筒和回轉窯等多類拳頭產品。為匹配沸騰焙燒工藝,長沙院研發設計了規格φ3x18m的冷卻圓筒,處理能力達50t/h,為國內目前鋅冶煉產能最大的冷卻圓筒,可匹配世界最大的198m2沸騰焙燒爐。

針對回轉窯使用中的各類問題,長沙院不斷開展技術攻關,采用柔性接頭和一級石墨密封解決密封問題;采用高密度高鋁磚解決耐酸磚在HF環境下的腐蝕問題;采用液壓擋輪解決筒體竄動問題;采用滾圈傾斜檢測、托輪變形測量等多種手段檢測控制設備的異常變形;采用多種節能措施解決回轉窯功耗過高問題,設計的規格最高可到φ4x60m。產品在新疆喀什、陜西振興銀礦、廣西南方等多個項目中廣泛應用,取得了良好的應用效果。

智能倉儲及物流輸送設備——長沙院研發的鋅片自動輸送裝備可將鋅垛自動輸送到鋅熔煉車間內的熔鋅感應電爐進行熔化鑄錠,實現了從鋅電積車間到鋅熔鑄車間的自動輸送。鋅垛自動入爐裝置,配套鋅片自動輸送線使用,可以解決投入鋅陰極鋅片時間間隔不均勻、投入數量不均衡的弊端,保持電爐內鋅液溫度波動的平穩性,杜絕大量陰極鋅片入爐產生“放炮”現象,大大提高熔鋅感應電爐的使用壽命和電爐的工作效率。該裝備具備完全自主知識產權。

該公司還研發了銅片極板存儲及轉運系統,該系統能夠滿足轉運流程眾多工序功能的需要,在極板轉運出入庫輸送線適宜位置設置智能化在線質量檢測裝置,使陰極銅、陽極板及殘極板過程轉運及質量檢測實現無人化智能化管控。

轉爐及加料設備——長沙院與河南豫光金鉛集團合作開發的底吹熱態還原鉛新工藝,充分利用了熱渣潛熱、優化了熔煉條件、提高了還原效率、減少了煙氣量和煙塵率。該工藝集成創新了氧氣底吹氧化、液態渣底吹還原兩段式、雙底吹全熔池直接煉鉛工藝,替代了鼓風爐,取消了高溫熔融液態渣澆鑄-冷卻-熔化過程,縮短了工藝流程、減少了占地面積、大幅度降低了能耗和污染物的排放。長沙院自主開發的臥式底吹還原爐裝置,具有熔煉強度高、密閉性好、熱損失低、操作簡便、安全可靠、自動化程度高等特點。整個工藝具有短流程、低碳化、清潔連續性煉鉛等多項優點,節能降耗優勢明顯。

此外,長沙院研發的鉛冰銅吹煉爐處理原料為銅浮渣熔煉爐產出的鉛冰銅,爐子作業分別為加料、熔化、吹煉造渣、造銅及出銅幾個階段,是該公司針對鉛冰銅的處理研發的一種新工藝。

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