芻議SCR銅桿連鑄連軋生產(chǎn)線渣箱事故分析及設(shè)計(jì)改進(jìn)

席安武，張鵬飛

（江西銅業(yè)銅材有限公司，江西 貴溪 335400）

為了保證連續(xù)熔化的銅液能夠順利地流入下溜槽與中間包進(jìn)行澆鑄工藝，需要在SCR銅桿連鑄連軋生產(chǎn)線的熔煉系統(tǒng)中對(duì)熔化的銅液進(jìn)行多次的疏導(dǎo)，并保證疏導(dǎo)過(guò)程的順利進(jìn)行[1]。目前，渣箱是國(guó)內(nèi)外SCR生產(chǎn)線主要的銅渣排放方式。對(duì)于有效保證生產(chǎn)系統(tǒng)的安全高效運(yùn)行以及澆筑過(guò)程的順利穩(wěn)定，渣箱的正常運(yùn)行和定期維護(hù)有著十分重要的意義。一旦渣箱出現(xiàn)故障或發(fā)生事故，爐膛內(nèi)料層一定會(huì)不斷增加其厚度，這就導(dǎo)致豎爐風(fēng)機(jī)風(fēng)量、多元燃料配比被迫進(jìn)行調(diào)整，并降低系統(tǒng)負(fù)荷進(jìn)行生產(chǎn)[2]。

某廠引進(jìn)的兩條SCR生產(chǎn)線，分別是SCR3000和SCR4500兩條生產(chǎn)線。單身這兩條生產(chǎn)線的進(jìn)口渣箱存在設(shè)計(jì)缺陷，這種缺陷導(dǎo)致造渣較多，容易導(dǎo)致漏銅、長(zhǎng)流嘴堵塞等問(wèn)題的出現(xiàn)。

1 渣箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理

對(duì)于銅液導(dǎo)流、調(diào)節(jié)溫度和含氧量以及除渣等工藝段來(lái)說(shuō)，SCR銅桿連鑄連軋生產(chǎn)工藝中的銅箱起到了不可替代的作用。在重力的作用下，熔化的銅以液體的形式從豎爐的銅口流出，并通過(guò)上溜槽進(jìn)入渣箱去除渣滓，隨后銅液經(jīng)過(guò)保持爐等設(shè)備進(jìn)入澆注機(jī)進(jìn)行澆鑄。渣箱內(nèi)有能夠擋住銅液表面浮渣的擋渣磚，需要人工去除擋渣磚上堆積的銅渣。下圖則是渣箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。某廠采購(gòu)的SCR生產(chǎn)線中的渣箱主要由本題、渣箱蓋、擋渣磚等部分組成。這種渣箱可以旋轉(zhuǎn)，并且設(shè)計(jì)有排放渣滓的開(kāi)口，當(dāng)停爐的時(shí)候，工人可以將渣箱內(nèi)的爐渣全部?jī)A倒出去。

圖1 渣箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

2 銅渣主要來(lái)源、影響因素及危害

（1）銅渣主要來(lái)源。銅渣主要來(lái)源如下：①陰極銅板中含有雜質(zhì)，并經(jīng)過(guò)氧化而形成浮于銅液表面的銅渣；②由于爐內(nèi)的溫度過(guò)高，并且有原料對(duì)爐體的沖或沖刷，從而導(dǎo)致?tīng)t體出現(xiàn)破損并脫落進(jìn)入銅液中形成銅渣；③爐體在經(jīng)過(guò)維修后產(chǎn)生很多粉末狀或黏糊狀的爐渣，進(jìn)入銅液中；④混入原料中的各種異物。由于各種各樣的因素，很難徹底清除渣箱中的銅渣，所以銅渣會(huì)堆積在擋渣磚的下方或流嘴處。

（2）銅渣的危害。銅渣的危害如下幾點(diǎn)：①如果銅液中的銅渣含量較高，那么銅渣就很容易附著在銅桿上，這就很容易導(dǎo)致氣縮、內(nèi)外夾雜等缺陷的出現(xiàn)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致線材拉絲過(guò)程中出現(xiàn)肉眼可見(jiàn)的斷頭或斷線的問(wèn)題，這些問(wèn)題都嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量。②銅渣沉積在流嘴，會(huì)影響溜槽流向，也容易發(fā)生燒嘴堵塞的問(wèn)題。

將銅液的溫度控制在一定范圍內(nèi)，有助于提高渣箱的除渣效率，只有渣箱能夠有效去除銅液中的銅渣，才能有效解決銅桿夾渣的問(wèn)題。

例如某廠引進(jìn)的SCR450生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線生產(chǎn)期間，結(jié)冷銅問(wèn)題出現(xiàn)的比例約為4%，主要表現(xiàn)為反斷不良、夾雜等問(wèn)題。表面和內(nèi)在缺陷是低氧銅桿缺陷的兩種分類。氧化層偏厚、表面發(fā)黑等都屬于表面缺陷，陰極銅純度偏低、銅桿夾雜等都屬于內(nèi)在缺陷。

3 渣箱事故分析及控制技術(shù)研究

3.1 長(zhǎng)流嘴堵塞、漏銅或高溫腐蝕

如果渣箱長(zhǎng)流嘴出現(xiàn)冷銅堆積并且阻塞銅液流出時(shí)，容易出現(xiàn)銅液外溢的問(wèn)題。當(dāng)出現(xiàn)這種事故的時(shí)候，需要馬上進(jìn)行停爐并做燒氧槍處理，知道長(zhǎng)流嘴被疏通并無(wú)冷銅堆積時(shí)停止。一旦生產(chǎn)線從保持爐噴出的火焰集中且猛烈，就會(huì)引起渣箱長(zhǎng)流嘴溫度超過(guò)其承受范圍。這樣就會(huì)引起長(zhǎng)流嘴高溫腐蝕的問(wèn)題出現(xiàn)。由于高溫腐蝕，長(zhǎng)流嘴會(huì)出現(xiàn)變形等問(wèn)題，這樣就會(huì)引起銅液的四溢，為生產(chǎn)埋下安全隱患。

3.2 內(nèi)襯燒損，低溫積渣或凍流

渣箱經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用后，其耐火材料會(huì)隨著時(shí)間和使用而老化，從而導(dǎo)致內(nèi)襯破損和冷銅熔化。如果漏電很大并難以在生產(chǎn)進(jìn)行中采取補(bǔ)漏措施時(shí)，就需要停爐并將銅液傾倒出去，對(duì)冷銅進(jìn)行清理并對(duì)漏點(diǎn)進(jìn)行修補(bǔ)。產(chǎn)生這種問(wèn)題主要是由于耐火材料的老化以及質(zhì)量不過(guò)關(guān)。

當(dāng)渣箱內(nèi)銅液的溫度不滿足正常生產(chǎn)需要的時(shí)候，就很容易導(dǎo)致低溫積渣的問(wèn)題出現(xiàn)，所以就有必要及時(shí)對(duì)渣箱進(jìn)行增溫措施，從而達(dá)到去除銅渣的目的。如果渣箱處的平臺(tái)鋼板出現(xiàn)變形的問(wèn)題，就會(huì)影響渣箱出口和入口的位置關(guān)系，并使入口高于出口，這就讓銅液很難順利流出。從而影響銅渣的排除

3.3 擋渣磚破損、腐蝕或流口堵塞

如果出現(xiàn)擋渣磚破損或渣箱內(nèi)無(wú)擋渣磚存在的問(wèn)題，銅液中的浮渣就不會(huì)被有效地清理出去，這就會(huì)導(dǎo)致?tīng)t內(nèi)堆積大量銅渣，并對(duì)下一道工序的除渣造成壓力，并影響產(chǎn)品的質(zhì)量。擋渣磚處于一個(gè)最容易被腐蝕的位置。一般來(lái)說(shuō)，渣箱的使用壽命能夠達(dá)到3個(gè)月到半年不等。而有效防止擋渣磚腐蝕的措施如下：①調(diào)整渣箱各部分的位置，從而達(dá)到減少銅液對(duì)擋渣磚的沖刷。②在一定范圍內(nèi)上調(diào)一氧化碳的含量，增加還原性氣體的含量。③將渣箱內(nèi)擋渣磚底部導(dǎo)流孔和內(nèi)流槽的尺寸，從而達(dá)到減緩銅液流速的目的。④優(yōu)化燒嘴設(shè)計(jì)與數(shù)量，并適當(dāng)調(diào)整燒嘴的位置，減少火焰對(duì)擋渣磚的燒灼作用。

4 總結(jié)

本文對(duì)渣箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹，并分析了銅渣主要來(lái)源、影響因素及危害,同時(shí)針對(duì)銅渣主要來(lái)源、影響因素及危害提出了渣箱事故分析及控制技術(shù)。希望各位操作SCR銅桿連鑄連軋生產(chǎn)線的同人能夠通過(guò)本文獲得一些解決生產(chǎn)線中渣箱出現(xiàn)問(wèn)題的靈感，從而保證生產(chǎn)線的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)生產(chǎn)出更高質(zhì)量的冶金產(chǎn)品。同樣也希望本文提出的幾點(diǎn)措施能夠獲得行業(yè)中各位同仁的認(rèn)可。