CN110343871B - 用自焙石墨电极替换铜冶炼沉降炉预焙石墨电极的方法 - Google Patents

Abstract

用自焙石墨电极替换铜冶炼沉降炉预焙石墨电极的方法，在自焙石墨电极替换预焙石墨电极前，预焙石墨电极在铜冶炼沉降电炉上稳定运行至少30天；采用5mm厚的A3钢制作电极壳，电极壳第一段为圆锥形，之后每段为圆管形，然后断电拆除预焙石墨电极，将各段电极壳焊连接，按要求进行电极压放和电极糊装填。本发明为铜冶炼行业沉降电炉，提供了一种实现简单、易于掌握的自焙石墨电极替换预焙石墨电极的操作方法，替换预焙自焙石墨电极后，仍可获得与预焙石墨电极等同的导电性能和较高致密度及强度，并可显著降低冶炼生产成本。

Description

用自焙石墨电极替换铜冶炼沉降炉预焙石墨电极的方法

技术领域

本发明涉及铜冶炼方法技术领域。

背景技术

石墨电极广泛应用于工业硅、黄磷、刚玉、电石、钢铁等冶炼设备上，大多数采用预焙石墨电极为导电材料，也有部分采用了自焙石墨电极为导电材料。然而，却少有厂家采用自焙石墨电极用于有色铜冶炼行业，一是由于现有自焙石墨电极的金属壳体在电解时会熔化进入金属液中，严重影响金属液成分，二是由于自焙石墨电极位于金属壳体内部的石墨电极部分直径较小，而小直径石墨电极难以稳定提供大功率热能，生产匹配性差。

随着近年来预焙石墨电极材料市场价格的大幅度波动，冶炼企业本着控制生产成本考虑，逐步通过采用价格低廉的电极糊自制自焙石墨电极替换预焙石墨电极来控制生产成本，但是在铜冶炼设备上用自焙石墨电极替换预焙石墨电极，一直存在难以取得与预焙石墨电极等同的导电性能以及自焙石墨电极致密度和强度低的问题，影响正常生产和产品质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作步骤简单、易于实现、且可获得与预焙石墨电极等同的导电性能和较高致密度及强度的用自焙石墨电极替换铜冶炼沉降炉预焙石墨电极的方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：用自焙石墨电极替换铜冶炼沉降炉预焙石墨电极的操作方法，所述自焙石墨电极用于铜冶炼沉降电炉，在自焙石墨电极替换预焙石墨电极前，预焙石墨电极在铜冶炼沉降电炉上稳定运行至少30天；采用A3钢分段制作与原预焙石墨电极等直径的圆锥头电极壳，第一段先制作成头部为圆锥形的圆锥形电极壳，之后每段电极壳均为圆筒形电极壳，然后按如下步骤操作：

（1）断电拆除预焙石墨电极；

（2）对第一段圆锥形电极壳和第一段圆筒形电极壳进行满焊连接，将焊接好的电极壳安装于铜冶炼沉降电炉中原预焙石墨电极夹持器上，用升降卷扬机和电极夹持器配合向原安装预焙石墨电极的位置向下压放焊接电极壳，在圆锥形电极壳头部距离炉底4000mm时，开始向电极壳内装填电极糊，每次装填100mm厚度，间隔1min后振打夯实30s，再继续装填100mm厚度，间隔1min后再振打夯实30s，如此往复操作，至装填电极糊厚度在900mm以上，暂停装填电极糊；装填电极糊操作时，不需要断电，操作人员站在绝缘平台上操作即可；

（3）测量电极壳内电极糊厚度，确认装填电极糊厚度在900mm以上后，用升降卷扬机和电极夹持器配合继续向原预焙石墨电极的位置向下压放焊接电极壳，每30min压放500mm，在圆锥形电极壳头部距离炉底2600mm时，停止压放，对电极壳尾部进行加装焊接，保持焊接平台面以上电极壳高度在500mm以上即可；

（4）圆锥形电极壳头部距离炉底2600mm位置保持至少2h后，用升降卷扬机和电极夹持器配合继续向原预焙石墨电极的位置向下压放焊接电极壳，每120min向下压放100mm，直至圆锥形电极壳头部接触铜冶炼沉降电炉熔池层50mm深度，保持30min，检查现场无金属器具搭接电极壳，确认现场操作人员在安全区域后，即可给电极送电，每1h压放电极50～100mm深度，每4h装填电极糊一次，总装填厚度在500mm，装填操作按照上述步骤（2）的操作方法；

（5）待电极送电至额定功率、电极电流稳定后，压放电极速度按照每2h压放50～100mm控制，每8h内总压放深度不超过300mm，并装填电极糊一次，总装填厚度在300mm，装填操作按照上述步骤（2）的操作方法。

本发明所述圆锥形电极壳的壳体上均布开设有排气孔，在每段圆筒形电极壳内壁沿轴向均布安装有筋板，在筋板上加工有通孔。每段圆筒形电极壳内壁的筋板至少有三根筋板带有向上延伸出筒体的一段接头。所述圆锥形电极壳长度为500mm，每段圆筒形电极壳的长度为750mm；上述步骤（2）是对长度500mm的第一段圆锥形电极壳和长度750mm的四段圆筒形电极壳进行满焊连接，总焊接长度为3500mm。

本发明在每次继续装填电极糊前后，使用测距仪或绝缘尺测量，确认每次装填电极糊厚度达要求厚度。

本发明方法使用振打电机振打夯实电极糊。

本发明至少具有以下有益效果：

（1）申请人经过研究和试验验证发现，铜冶炼熔池熔体对溶解铁包容性强，对生产中间产品无质量影响，因此，本发明采用A3钢制作电极壳，有效解决了现有技术自焙石墨电极的电极壳熔化对金属液影响的问题。在生产过程中，A3钢电极壳随着冶炼生产过程消耗溶解于熔池内，但由于铜冶炼熔池熔体是铁钙硅渣系，对溶解铁包容性强，对生产中间产品无任何质量影响；

（2）本发明采用低廉的电极糊为原料制作石墨电极，大幅降低了生产成本；

（3）本发明通过在自焙石墨电极替换预焙石墨电极前，预焙石墨电极在铜冶炼沉降电炉上稳定运行至少30天的方法，利用沉降电炉内高温对后续替换自焙石墨电极壳内部的电极糊烘烤石墨化，防止因电炉内部热量不足导致的自焙石墨电极安装好后，难以送电起弧供热的技术难题，有效解决了自焙石墨电极难以取得与预焙石墨电极等同的导电性能以及自焙石墨电极致密度和强度低的问题；

（4）本发明方法较好地实现了装填电极糊的石墨质化，利用电炉内部高温热量，逐步压放电极壳，使得电极壳内部的电极糊逐步石墨化。加工于圆锥形电极壳上的排气孔以及圆筒形电极壳敞开的上口可确保电极糊石墨化过程水汽能稳定排出，电极粘结性能好，达到预焙石墨电极同等的导电性能、不断弧。在圆筒形电极壳内壁安装的筋板可增强电极壳的强度，筋板上加工的通孔可使被筋板隔离的电极糊相互连接，提高电极粘结性能和整体强度；

（5）本发明方法操作简单，易于实现，可获得与预焙石墨电极等同的导电性能和较高的致密度及强度的自焙电极，生产过程电极不断弧、不打弧，操作安全可靠。原料消耗少，在同等的电极直径下，位于电极壳内的石墨电极体积较原有预焙石墨电极大大减小，可大幅降低加工制作成本，相比现有技术降低成本至少20%。

附图说明

图1是圆锥形电极壳的结构示意图；

图2是圆筒形电极壳的结构示意图；

图3是圆筒形电极壳沿轴向剖开的结构示意图；

图4是圆筒形电极壳的端面图。

图5是圆锥形电极壳与圆筒形电极壳焊接的示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述，但本发明不仅仅局限于以下实施例。

一种用自焙石墨电极替换铜冶炼沉降炉预焙石墨电极的方法，所述自焙石墨电极用于铜冶炼沉降电炉。自焙石墨电极替换预焙石墨电极前，先做好准备工作，要求预焙石墨电极在铜冶炼沉降电炉上稳定运行已超过30天，利用沉降电炉内高温对后续替换自焙石墨电极壳内部的电极糊烘烤石墨化，否则电炉内部热量不足，将导致自焙石墨电极安装好后，难以送电起弧供热。之后加工制作电极壳：采用A3钢分段制作与原预焙石墨电极等直径的圆锥头电极壳，第一段先制作成如图1所示的头部为圆锥形的圆锥形电极壳1，之后每段电极壳均为如图2~图4所示的圆筒形电极壳2，然后按如下步骤操作：

（1）断电拆除预焙石墨电极；

（2）对第一段圆锥形电极壳1和第一段圆筒形电极壳2进行满焊连接，如图5所示，将焊接好的电极壳安装于铜冶炼沉降电炉中原预焙石墨电极夹持器上，用升降卷扬机和电极夹持器配合向原安装预焙石墨电极的位置向下压放焊接电极壳。本实施例所述圆锥形电极壳长度为500mm，每段圆筒形电极壳的长度为750mm；对长度500mm的第一段圆锥形电极壳和长度750mm的四段圆筒形电极壳进行满焊连接，总焊接长度为3500mm，以匹配相应的铜冶炼沉降电炉。在圆锥形电极壳头部距离炉底4000mm时，开始向电极壳内装填电极糊，每次装填100mm厚度，使用小型振打电机间隔1min后振打夯实30s，再继续装填100mm厚度，间隔1min后再使用小型振打电机振打夯实30s，如此往复操作，至装填电极糊厚度在900mm以上，暂停装填电极糊。每次继续装填电极糊前后，使用测距仪或绝缘尺测量，确认每次装填电极糊厚度达要求厚度。一次不能装填太厚的电极糊，否则电极糊内部的水汽难以正常顺利排出来，将导致电极石墨化效果差，影响生产使用；电极糊加少了，将导致压放电极壳内部电极不足，电极功率不够，也会影响正常生产使用。如图1所示，所述圆锥形电极壳1的壳体上均布开设有排气孔11，加之圆筒形电极壳上端为敞口，可确保电极糊石墨化过程水汽能稳定排出；在每段圆筒形电极壳2内壁沿轴向均布安装有筋板21，以增强电极壳的强度。筋板上加工有通孔22，可使被筋板隔离的电极糊相互连接，提高电极粘结性能和整体强度。为了便于相邻接的两段电极壳对接准确，便于施工操作，每段圆筒形电极壳内壁的筋板至少有三根筋板带有向上延伸出筒体的一段接头23。所述筋板21与圆筒形电极壳内壁连接的底端带有折板头24，筋板通过折板头与圆筒形电极壳内壁焊连接，以使连接稳固，并提高壳体的整体强度。装填电极糊操作时，不需要断电，操作人员站在绝缘平台上操作即可；

（3）测量电极壳内电极糊厚度，确认装填电极糊厚度在900mm以上后，用升降卷扬机和电极夹持器配合继续向原预焙石墨电极的位置向下压放焊接电极壳，每30min压放500mm，在圆锥形电极壳头部距离炉底2600mm时，停止压放，对电极壳尾部进行加装焊接，保持焊接平台面以上电极壳高度在500mm以上即可；

（4）圆锥形电极壳头部距离炉底2600mm位置保持至少2h后，用升降卷扬机和电极夹持器配合继续向原预焙石墨电极的位置向下压放焊接电极壳，每120min向下压放100mm，直至圆锥形电极壳头部接触铜冶炼沉降电炉熔池层50mm深度，保持30min，检查现场无金属器具搭接电极壳，确认现场操作人员在安全区域后，即可给电极送电，每1h压放电极50～100mm深度，每4h装填电极糊一次，总装填厚度在500mm，装填操作按照上述步骤（2）的操作方法，每次继续装填电极糊前后，使用测距仪或绝缘尺测量，确认每次装填电极糊厚度达要求厚度即可；装填电极糊操作时，不需要断电，操作人员站在绝缘平台上操作即可；

（5）待电极送电至额定功率、电极电流稳定后，压放电极速度按照每2h压放50～100mm控制，每8h内总压放深度不超过300mm，并装填电极糊一次，总装填厚度在300mm，装填操作按照上述步骤（2）的操作方法。

Claims (6)

1.用自焙石墨电极替换铜冶炼沉降炉预焙石墨电极的方法，其特征在于，所述自焙石墨电极用于铜冶炼沉降电炉，在自焙石墨电极替换预焙石墨电极前，预焙石墨电极在铜冶炼沉降电炉上稳定运行至少30天；采用A3钢分段制作与原预焙石墨电极等直径的圆锥头电极壳，第一段先制作成头部为圆锥形的圆锥形电极壳，之后每段电极壳均为圆筒形电极壳，然后按如下步骤操作：

（1）断电拆除预焙石墨电极；

（2）对第一段圆锥形电极壳和第一段圆筒形电极壳进行满焊连接，将焊接好的电极壳安装于铜冶炼沉降电炉中原预焙石墨电极夹持器上，用升降卷扬机和电极夹持器配合向原安装预焙石墨电极的位置向下压放焊接电极壳，在圆锥形电极壳头部距离炉底4000mm时，开始向电极壳内装填电极糊，每次装填100mm厚度，间隔1min后振打夯实30s，再继续装填100mm厚度，间隔1min后再振打夯实30s，如此往复操作，至装填电极糊厚度在900mm以上，暂停装填电极糊；装填电极糊操作时，不需要断电，操作人员站在绝缘平台上操作即可；

（3）测量电极壳内电极糊厚度，确认装填电极糊厚度在900mm以上后，用升降卷扬机和电极夹持器配合继续向原预焙石墨电极的位置向下压放焊接电极壳，每30min压放500mm，在圆锥形电极壳头部距离炉底2600mm时，停止压放，对电极壳尾部进行加装焊接，保持焊接平台面以上电极壳高度在500mm以上即可；

（4）圆锥形电极壳头部距离炉底2600mm位置保持至少2h后，用升降卷扬机和电极夹持器配合继续向原预焙石墨电极的位置向下压放焊接电极壳，每120min向下压放100mm，直至圆锥形电极壳头部接触铜冶炼沉降电炉熔池层50mm深度，保持30min，检查现场无金属器具搭接电极壳，确认现场操作人员在安全区域后，即可给电极送电，每1h压放电极50～100mm深度，每4h装填电极糊一次，总装填厚度在500mm，装填操作按照上述步骤（2）的操作方法；

（5）待电极送电至额定功率、电极电流稳定后，压放电极速度按照每2h压放50～100mm控制，每8h内总压放深度不超过300mm，并装填电极糊一次，总装填厚度在300mm，装填操作按照上述步骤（2）的操作方法。

2.根据权利要求1所述的用自焙石墨电极替换铜冶炼沉降炉预焙石墨电极的方法，其特征在于，所述圆锥形电极壳的壳体上均布开设有排气孔，在每段圆筒形电极壳内壁沿轴向均布安装有筋板，在筋板上加工有通孔。

3.根据权利要求2所述的用自焙石墨电极替换铜冶炼沉降炉预焙石墨电极的方法，其特征在于，每段圆筒形电极壳内壁的筋板至少有三根筋板带有向上延伸出筒体的一段接头。

4.根据权利要求1或2或3所述的用自焙石墨电极替换铜冶炼沉降炉预焙石墨电极的方法，其特征在于，所述圆锥形电极壳长度为500mm，每段圆筒形电极壳的长度为750mm；上述步骤（2）是对长度500mm的第一段圆锥形电极壳和长度750mm的四段圆筒形电极壳进行满焊连接，总焊接长度为3500mm。

5.根据权利要求1或2或3所述的用自焙石墨电极替换铜冶炼沉降炉预焙石墨电极的方法，其特征在于，每次继续装填电极糊前后，使用测距仪或绝缘尺测量，确认每次装填电极糊厚度达要求厚度。

6.根据权利要求1或2或3所述的用自焙石墨电极替换铜冶炼沉降炉预焙石墨电极的方法，其特征在于，使用振打电机振打夯实电极糊。

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