陽(yáng)極板生產(chǎn)過(guò)程中如何提高模具使用壽命

后潔瓊 盧衛(wèi)寧 臧佳克 何清龍

（1.西北礦冶研究院，甘肅 白銀 730900；2.白銀有色集團(tuán)股份有限公司銅業(yè)公司，甘肅 白銀 730900）

在銅冶煉生產(chǎn)過(guò)程中，陽(yáng)極板澆注包含銅模和陽(yáng)極板鑄造兩道工藝，銅模通常采用鑄造生產(chǎn)，并用于鑄造生產(chǎn)產(chǎn)品陽(yáng)極板，也就說(shuō)銅模是陽(yáng)極板鑄造的模具[1]。銅冶煉陽(yáng)極板澆注模具的質(zhì)量，不僅關(guān)系到陽(yáng)極板質(zhì)量，也對(duì)銅加工成本也有很大的影響[2,3]。因此，分析影響模具壽命的原因，并找到延長(zhǎng)其壽命的方法，對(duì)陽(yáng)極板的質(zhì)量和成本都具有重要的意義[4,5]。本文主要討論了影響模具的質(zhì)量和壽命的因素，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，提出了提高模具質(zhì)量，延長(zhǎng)模具壽命的方法。

1 影響模具使用壽命的主要原因

1.1 模具澆注質(zhì)量

要保證模具的壽命首先需要澆注出合格的模具，保證模底板在澆注時(shí)尺寸合適，整體未變形。為了保證模具能滿足生產(chǎn)需要，使用模底板的頻率有所加大使得模底板耳部變形，尺寸變形，即使修復(fù)，澆注出的模具質(zhì)量也無(wú)法保障。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀察及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，陽(yáng)極板主要存在的問(wèn)題有：①、陽(yáng)極板因模底板發(fā)生變形而導(dǎo)致陽(yáng)極板耳尖發(fā)生缺塊現(xiàn)象。②、陽(yáng)極板因模底板澆注次數(shù)過(guò)多造成夾耳現(xiàn)象。③、模底板澆注一定次數(shù)時(shí)導(dǎo)致模底板發(fā)生局部變形，使模底板發(fā)生拱起或凹陷情況，造成陽(yáng)極板上下薄厚不均。④、陽(yáng)極板兩耳間距離過(guò)于極限，導(dǎo)致每次銑耳位置過(guò)于接近耳尖，若耳部有輕微上翹，則會(huì)造成銑耳失敗。而這些問(wèn)題恰恰都是模底板尺寸發(fā)生變形引起的，模具使用過(guò)程中嚴(yán)重出現(xiàn)夾耳，耳部偏厚，底角偏厚的情況，所以增加了模具更換頻率。

1.2 模具溫度控制不當(dāng)

模具在正常澆注陽(yáng)極板的過(guò)程中大多會(huì)出現(xiàn)個(gè)別模具溫差較大的情況，這對(duì)生產(chǎn)工的操作也增加難度，對(duì)模具的傷害也相對(duì)較大。主要原因是新?lián)Q的模具預(yù)熱不到位，澆注過(guò)程對(duì)新模具底水量控制太大，新模具轉(zhuǎn)到底水位置沒(méi)有及時(shí)關(guān)閉。模具溫度控制過(guò)高，造成模具開(kāi)裂嚴(yán)重，使得模具表面凹陷，甚至出現(xiàn)粘板的情況，澆注不出合格的陽(yáng)極板。模具溫度過(guò)低，銅液在澆注時(shí)出現(xiàn)急冷急熱的現(xiàn)象，加快模具變形，澆注出的陽(yáng)極板無(wú)法保證物理規(guī)格，存在鼓包，飛邊毛刺較為嚴(yán)重，氣孔較多。陽(yáng)極爐產(chǎn)生的陽(yáng)極板經(jīng)電解精煉成陰極板的過(guò)程，陽(yáng)極板物理規(guī)格不達(dá)標(biāo)會(huì)對(duì)電解精煉過(guò)程產(chǎn)生巨大影響，陽(yáng)極鈍化、漂浮陽(yáng)極泥增加、電流效率下降等狀況頻繁發(fā)生。

1.3 噴涂控制不當(dāng)

當(dāng)噴涂量過(guò)大時(shí)，模具轉(zhuǎn)到澆注位置時(shí)，若模具內(nèi)水分未完全蒸干，在銅液進(jìn)行澆注時(shí)，會(huì)出現(xiàn)“放炮”的情況，不但會(huì)增加危險(xiǎn)因素，同時(shí)也會(huì)對(duì)模具造成一定的損傷，使得陽(yáng)極板氣孔增加。同時(shí)，當(dāng)噴涂量過(guò)大時(shí)，也會(huì)使得模具溫度過(guò)低。當(dāng)噴涂量過(guò)少時(shí)，會(huì)造成模具和陽(yáng)極板不容易分離，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致模具和陽(yáng)極板粘接，使得模具不能再重復(fù)利用。

1.4 出銅時(shí)間間隔大

出銅結(jié)束到下一爐出銅中間間隔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，使模具完全冷卻再次澆注，模具因熱脹冷縮變形較為嚴(yán)重。

1.5 銅水溫度偏高

個(gè)別爐次出銅期間銅水溫度偏高，底水浮水操作不當(dāng)，使模溫偏高，加快了模具的變形。

1.6 澆注的新模具存放時(shí)間不足

當(dāng)產(chǎn)量較大，更換模具頻率也會(huì)增高，往往會(huì)存在模具緊缺的情況，剛澆注的模具就上圓盤使用。這樣會(huì)導(dǎo)致模具短時(shí)間內(nèi)嚴(yán)重出現(xiàn)裂縫，大坑，甚至粘板機(jī)率也有所增加，無(wú)法澆注出合格的陽(yáng)極板。

2 提高模具使用壽命的措施

2.1 保證模具澆注質(zhì)量

對(duì)模底板勤做檢查，保證模底板兩耳間距符合電解生產(chǎn)要求，耳部角度與大面垂直，不會(huì)在澆注陽(yáng)極板時(shí)出現(xiàn)夾耳的情況，耳尖不能損耗嚴(yán)重，要保證陽(yáng)極板不能出現(xiàn)“飛耳”的情況，否則會(huì)導(dǎo)致電解洗耳不徹底，不能保證陽(yáng)極板在電解槽的垂懸度，不但增加槽面工的勞動(dòng)強(qiáng)度還會(huì)影響電流密度。模底板澆注一定量時(shí)會(huì)出現(xiàn)耳部和底角尺寸變高，板身中間凹陷，澆注出的陽(yáng)極板耳部和底角過(guò)厚，中間偏薄，對(duì)板身測(cè)繪要保證耳部，板身和底角在一個(gè)平面上。定期對(duì)模底板進(jìn)行返修。在進(jìn)行模具澆注時(shí)要做到邊框四周與板身的距離相同，蓋板蓋正，砂型頂針與板身垂直，否則會(huì)出現(xiàn)模具定位眼偏差，上圓盤之后模具無(wú)法裝正，頂針眼斜，使頂板機(jī)不能正常頂板，導(dǎo)致取板機(jī)無(wú)法正常取板。所以要提高模具壽命，首先把控好澆注銅模的質(zhì)量，加強(qiáng)澆模管理，保證好每一塊模具的質(zhì)量。

2.2 正確控制模溫

在正常澆注陽(yáng)極板的過(guò)程中模溫通常由底水和浮水控制，通過(guò)對(duì)底水壓力和流量的調(diào)節(jié)使模溫控制在生產(chǎn)需求的范圍內(nèi)，浮水配合底水使用，防止模具上下溫差過(guò)大，加快模具變形。模溫的高低至關(guān)重要，不但影響模具的壽命，對(duì)陽(yáng)極板的物理規(guī)格也有決定性作用。

2.3 噴涂的配比和時(shí)間

硫酸鋇作為脫模劑一般和鈉水玻璃配合使用，提高模具壽命，增加脫模效果。從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況看硫酸鋇溶液中配鈉水玻璃對(duì)提高模壽命有很大的作用。

大多企業(yè)鈉水玻璃和水的比例為1：100，硫酸鋇根據(jù)生產(chǎn)需求配比。在配好的硫酸鋇溶液中通蒸汽進(jìn)行加熱，防止溫度過(guò)低的硫酸鋇溶液直接噴在模具表面造成極冷即熱的情況，加快模具變形。對(duì)噴涂量控制在模具轉(zhuǎn)出噴涂罩時(shí)完全干透，不影響模溫和銅液的澆注，提高模具的壽命。

2.4 調(diào)整好生產(chǎn)計(jì)劃

調(diào)整好生產(chǎn)計(jì)劃，縮短兩爐銅間隔的時(shí)間，出銅前期對(duì)模具預(yù)熱，減少溫差，加快圓盤澆注速度，降低模具受熱時(shí)間，出銅期間嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作，控制好模溫，減少模具變形。新澆注的模具要存放足夠的時(shí)間，防止剛澆的模具上盤使用。

2.5 控制出銅溫度

出銅溫度正?？刂圃?200℃左右，在生產(chǎn)過(guò)程中往往會(huì)出現(xiàn)上道工序計(jì)劃緊張，進(jìn)陽(yáng)極爐的粗銅溫度較高，爐前工操作不當(dāng)，導(dǎo)致還原終點(diǎn)銅水溫度偏高，從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來(lái)看出，銅溫度過(guò)高對(duì)模具損傷較為嚴(yán)重，不利于模溫的控制，使模具開(kāi)裂嚴(yán)重，對(duì)模具的沖刷也會(huì)大大增加，同時(shí)增加了粘板的幾率，直接導(dǎo)致模具不能再次使用，也會(huì)影響圓盤澆注速度。

3 結(jié)語(yǔ)

影響模具使用壽命的因素有很多，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況，主要為模具澆注質(zhì)量、模具溫度、噴涂、出銅間隔、銅水溫度和新模具存放時(shí)間等。在生產(chǎn)過(guò)程中，從保證模具澆注質(zhì)量、正確控制模溫、控制好噴涂的配比和時(shí)間、調(diào)整好生產(chǎn)計(jì)劃并控制出銅溫度等方面出發(fā)，可有效延長(zhǎng)模具使用的壽命，降低銅加工過(guò)程中的生產(chǎn)成本。