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(shù)要求及工業(yè)試驗結(jié)果。

HAT氰化浸出攪拌槽；主軸；工業(yè)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(shù)核心是：外置多點壓力噴射式充氣系統(tǒng)和大循環(huán)-低攪拌礦漿循環(huán)系統(tǒng)，實現(xiàn)低攪拌強度下反應器內(nèi)氣液固三相均勻分布，反應器內(nèi)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(shù)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(chǎn)業(yè)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(shù)和碳鋼-不銹鋼雙層軸高強度加工技術(shù)亟待解決。本文將就碳鋼-不銹鋼雙層軸高強度加工技術(shù)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(chǎn)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(jīng)復檢（外觀檢測，物理檢測）后合格。

（2）焊接材料的選取。本次產(chǎn)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(shù)關鍵的解決

根據(jù)φ9．5m×13m新型氰化浸出攪拌槽主軸的設計技術(shù)要求、合同技術(shù)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(chǎn)中的主要技術(shù)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(wěn)運轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)焊接規(guī)范的要求執(zhí)行，防止由于焊接缺陷造成酸性礦漿進入腐蝕45鋼材質(zhì)。焊接變形主要表現(xiàn)為焊后引起構(gòu)件的撓曲變形、角變形機構(gòu)件尺寸收縮等。若對焊接變形的認識不足或?qū)附幼冃蔚目紤]不周到，輕者導致構(gòu)件的尺寸偏差，矯正工作量巨大；重者造成構(gòu)件的解體和返修；嚴重的變形會直接導致構(gòu)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(zhì)量。因此，為了滿足質(zhì)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(nèi)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(shù)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(shù)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(shù)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(diào)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(shù)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(huán)氧樹脂，以保證雙層軸在外力作用下不易產(chǎn)出變形。

4 結(jié)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(tǒng)，槽內(nèi)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(yè)試驗中，在給礦性質(zhì)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(guī)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(guī)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(guī)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(guī)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(guī)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(guī)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(guī)氰化浸出攪拌槽的總功耗為21．4kW，節(jié)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(chǎn)要求，而且能夠保證設備工藝先進，節(jié)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