淺談洗滌設備優化，提升產品質量

李曉光

（江西銅業集團（貴溪）物流有限公司，江西 貴溪 335424）

1 引言

隨著陰極銅市場的發展，銅材深加工工藝技術的不斷創新，用戶對陰極銅質量的要求也越來越高［1］。銅冶煉企業所面臨的市場競爭壓力進一步加大。

由于市場供求關系發生逆轉，客戶對電解銅產品不僅對化學品質主品位以及雜質含量有嚴格要求［2］，且對物理外觀質量也提出更高要求。目前，國內外陰極銅廠家生產的銅表面大都存在殘酸結晶現象。江銅集團貴溪冶煉廠作為出口銅和國家儲備銅的主要生產廠家，陰極銅表面留有殘酸問題同樣存在，且因此問題被投訴。為確保江銅集團貴溪冶煉廠陰極銅的市場競爭力，維護企業品牌形象，提升陰極銅產品質量［3］，陰極銅表面殘酸問題急需得到解決。

2 存在的問題

通過對陰極銅各生產流程進行全面的分析發現，陰極銅表面殘酸由以下幾個主要原因造成：

（1）夾邊條松動。陰極銅在電解時，陰極板夾邊條夾帶電解液，陰極銅經剝片機組進行剝離時，電解液從夾邊條里流出污染陰極銅底部邊角。

（2）導電棒鍍銅層腐蝕和分層，經過剝片機洗滌時，夾帶了大量的洗滌水。在陰極銅撓曲和剝離時洗滌水從導電棒腐蝕和分層處淌出，污染陰極銅上口和兩側。洗滌水含銅、酸濃度約在1g/L左右，在陰極銅上留下結晶痕跡。

（3）傳統法陰極銅生產液位在同一位置長時間停留，液位線易結垢粗糙，吊耳內存在洗滌死角，增加機組清洗的難度，導電棒抽取陰極銅平放后吊耳內部殘留酸液流出，吊耳部和上口留有殘酸。

（4）不銹鋼陰極板邊角、上口鈍化情況比較明顯，陰極銅長不齊和不銹鋼板粘結不牢，剝離后的陰極銅有較明顯的附酸。

3 分析及解決方案

針對陰極銅吊耳及銅表面附酸長期存在的問題，通過在機組設備增設氣動校邊裝置緊固不銹鋼陰極板夾邊條，消除夾邊條夾邊不緊造成的內部夾酸；機組增設傳統法陰極銅耳部、上口液位線專項洗滌裝置和ISA法陰極銅剝離后二次洗滌系統，從根本上解決陰極銅吊耳部和陰極銅表面附酸問題。

3.1 消除夾邊條老化松動，解決縫隙夾酸污染陰極銅

3.1.1 增加夾邊條更換頻次，消除邊條老化

因受電解液溫度、酸度和機組設備剝離等多因素影響［4］，夾邊條連續使用8個月時夾邊條老化松動嚴重。通過計算系統內使用夾邊條數量及時間，制定詳細的更換夾邊條周期及數量，將原夾邊條更換周期由12個月降為8個月，并在剝片機組橫送工位上安裝夾邊條生產日期掃描儀，對每一根使用周期超8個月的夾邊條進行自動拒收，及時進行更換，以達到消除夾邊條老化松動造成的夾酸現象。

圖1 夾邊條更換前后對比

3.1.2 增設仿人工氣動多點位自動校邊裝置

在剝片機組陰極板輸出位置上增設仿人工氣動多點位自動校邊裝置，兩側各安裝多個氣錘。當輸出運輸機在待機定位狀態，光電開關檢測到陰極板物料時，校邊裝置程序自動啟動校邊裝置，通過模仿人工敲邊單點擊打方式，對每塊陰極板夾邊條進行敲擊，使夾邊條重新夾緊，基本上消除了夾邊條位移后與不銹鋼板之間的間隙。有效地改善了因夾邊條松動［5］，夾縫內留有的殘酸在陰極板撓曲和剝離過程中流出粘附在陰極銅表面污染陰極銅的現象。

圖2 仿人工氣動多點位自動校邊裝置

3.2 優化洗滌機組洗滌設備，消除陰極銅表面附酸

3.2.1 改進、優化傳統法機組洗滌裝置

原傳統法陰極銅洗滌水箱分為三個清洗區域，洗滌噴嘴為固定式，洗滌完成后存在吊耳內部死角和陰極銅液位線洗滌不到位現象。在原三個清洗區域的基礎上再增加洗滌室前段和后段兩個清洗區域。在洗滌室前段安裝自主研發的射流噴射器，使新水在噴射器內瞬間加溫并高速噴出，重點加強對吊耳部位和液位線區域洗滌；將原先三個清洗區域洗滌噴嘴由固定式改為萬向可調式，并將噴嘴改為柱狀噴射，用于強化洗滌效果；在洗滌室后段安裝導電棒抽取后專項吊耳洗滌噴嘴和高壓氣體風干裝置，避免吊耳內部殘留水含酸和液位線結垢。

圖3 傳統法機組改造后噴洗區及噴嘴、射流噴射器

圖4 傳統法機組改進前后陰極銅對比

3.2.2 ISA剝片機組增設陰極銅二次洗滌裝置

針對ISA陰極銅上下板面四個邊緣易有酸液殘留，在剝片機組增設了陰極銅剝離后二次洗滌裝置，如圖5所示。將輸送鏈條上的陰極銅由原來的雙片堆疊輸送改為單片輸送，選擇鏈條的三個工位依次對陰極銅進行高壓沖洗、除水、風干，并對洗滌水、及水霧、蒸汽進行收集。該系統裝置采用PLC控制，實現對陰極銅采用凈液工段的蒸發冷凝水高壓沖洗［6］，對二次洗滌水箱內的儲水恒液位、恒水溫，且具有自動補水、高溫蒸汽加熱、動態換水及流量統計的功能，對陰極銅上下板面四個邊緣酸液殘留進行沖洗后，陰極銅表面殘酸得到有效改善，產品質量得到顯著提升。

圖5 ISA剝片機組二次洗滌裝置

圖6 ISA機組改進前后陰極銅對比

3.2.3 優化機組程序，提高智能控制

針對機組在洗滌泵故障、水箱液位偏低和洗滌水溫波動未達設定標準時仍能自動運行影響洗滌質量的問題，對PLC程序進行優化完善，當洗滌水溫未達到設定值、洗滌泵故障或水箱液位低于設定值時，機組立即停止自動運行并報警，杜絕因機組出現故障操作人員未能及時發現，造成的洗滌質量問題。

4 結束語

通過采取增加ISA法絕緣密封夾邊條的更換量、機組增設仿人工氣動校邊裝置，改進優化傳統法洗滌噴嘴、增設陰極銅剝離后二次洗滌裝置等措施后，基本解決了陰極銅表面留有殘酸的問題。整個改進優化過程歷時近兩年時間，傳統法和ISA陰極銅合格率較措施實施前分別提升90.4%和87.8%左右（按陰極塊數計算）。陰極銅表面附酸問題得到了根本性的解決。

該生產設備優化措施的實施，在目前處于國內同行業的領先地位，甚至處于國際先進地位，特別是防人工校邊裝置、陰極銅剝離后洗滌裝置在國內屬于首創，較其它廠家單純采用人工捶打校邊、人工洗滌，具有無人為因素干擾，作業效率高、校邊和洗滌效果佳特點。實施優化改造后，提高了江銅貴冶電解陰極銅的市場競爭力，維護了企業品牌形象，滿足了客戶對陰極銅物理外觀質量的更高要求。