1、2 固定式阳极炉制造研究 23m2 固定式 摘要：文章介绍了祥光铜业 23口固定式阳极炉的制造技术，重点分析了其设备制造加工特点、制作工艺流程、变形及尺寸控制、铸造件。 下载 关键词：数控下料；铸造；水套；焊接 中图分类号： TF811 文献标识码： A 文章编号：1006-8937(2010)18-0105-01 1 工程概况 阳极精炼炉又名反射炉，是根据工艺条件进行设计的，属周期性作业，分加料、熔化、氧化、还原和浇铸 5个阶段，在处理杂铜中反射炉适用广泛。本反射炉制作项目的主要工艺性能为：装料量 118T/炉，溶池面积为 23m 溶池 750mm，重油最大耗量 900kg/h，空气最大需要
2、量 1340Nm/h，空气温度为常温，烟气最大量 12600Nm.离炉烟气温度 1250 1300 ，炉膛最高温度1650 ， 铜液最高温度 1200 1300 ，喷嘴个数为 2个，炉顶中心角为 400，炉底中心角 360，炉体的外形尺寸为 4964mm*4 850mm*10778mm。 2 设备制造加工特点 炉体外形尺寸大，零部件数量多，对各种零部件的加工精度要求高，必须保证各零部件的加工尺寸和形位公差符合设计和规范要求，否则炉体组装成整体后的尺寸和形位公差就会超差，将直接影响炉体制造质量及今后的生产和运行。根据设计图纸上的零部件清单，我公司所拥有的如下主要设备完全可以保证炉体零部件加工误差
3、控制在厂家设计所要求的范围内；数 控切割机可以保证各种异形板的切割精度在 0.5mm之内；多头直条切割机、H 型钢自动生产线可以保证 H 型钢成形对中对齐精度在 1mm 内，三维数控钻可以保证两相领孑 L 距误差小于 0.5mm ， 10m 长度内，任意孔距误差小于 1mm ，平面数控钻可以保证孑 L 位置精度为 0.5mm 等。反射炉分为钢结构骨架，加料炉门，扒渣炉门，铸铁护板，烧嘴机构，烟罩几大部分。主体结构为钢结构骨架，内衬铸铁护板，其内砌砖筑炉。 2 部加料门和 1 部扒渣门，利用烧嘴机构向炉内喷射高温燃气，炉门顶部设置烟罩。其中除烧嘴机构外购外，其他子项均为我厂负责 生产。 3 制作
4、工艺流程 3.1 绘制详图 因为该炉图纸为设备图纸，钢结构部分图纸不适合工厂加工，因此根据设备图纸将骨架部分进行详图转换以方便钢结构的加工制做。 3.2 排版下料 根据所绘制出的钢结构施工详图将零件板及主材型钢进行下料。因为是设备件，不光钢结构部分，其他设备件所用材料多为异形零件，因此我们事先对图纸中的异形板进行排版，使用数控切割机进行钢板切割，以保证其外形要求和切割面的光洁度。对于法兰盘等需要机加工的零件，在加工面都放有余量。异形板排版制造顺序如 下：异型板的制造：板料整平一数控编程、计算机排版一数控切割一标识一数控钻孔一配焊一抛丸处理一防腐处理。 3.3 组装及焊接 文章将着重介绍水套的组
5、装和焊接，对钢结构骨架的组装焊接，因为较为多见，便不再过多介绍。本反射炉多数部件均为水套结构，即外部钢结构壳体，内部通水以达到因炉内工作时温度过高从而降低结构件温度的目的。 众所周知，钢铁当温度达到 600(2时，其各项物理性能将急速变化，其强度将不能满足设计的承载要求，因此本反射炉的立柱，拱脚梁，进料门，扒渣门等均采用水套的形式。 立柱为双 H 型钢拼接而成，在两根 H 型钢之间形成一个空间以便存水，钢柱上下各通一根钢管通水，待现场安装完成后形成水循环，带走热量。双 H型钢结合处即上下翼缘，外盖通长钢板，施以围焊。立柱底部和顶部各有一直径 50mm的圆孔，为拉杆安装所用。事先用内径 50mm
6、的无缝钢管贯穿立柱，施以围焊，这样就可以保证立柱水套的水密性。 扒渣炉门，加料炉门也为水套结构，但是形状较为特殊，板材数控下料，且必须为整板下料，不得拼接，以保水密性。下好料的零件板 (多为 20mm)，周边需焊接处均事先开工艺坡口，虽然钢板较薄， 但是开坡口的目的就是增强焊缝的密实程度，以保水密性。在炉门施焊前先将无缝钢管按图纸要求布设在炉门内，然后再盖上面板施焊，所有焊缝均为连续焊缝。 水冷拱脚梁。在炉体内部有一根拱脚梁，其为耐热铸钢 (材质为ZG230-450)和钢铁 (Q235B)焊接而成。由于耐热铸钢和钢板的材质不同，为保证气密性，两部分的连接对焊接就提出了更高的要求。我们选用铸铁焊
7、条手工焊打底，观其焊缝成形情况及物理变化，在确认无异常后，用埋弧自动焊直接进行盖面，分层施焊，最终保证了此处焊缝的成形。 由于耐热铸钢 (ZG230-450)材料特性所致，在铸造成形后内部形成很多聚集性气孔，这对保证水密性非常不利，对待此缺陷，我们采用发现问题点后，用碳风刨刨开孔洞处，刨开区域要比空洞区域大，要完全覆盖孔洞区域，刨到未发现孔洞为止。然后用手工焊补焊，焊后磨平。待焊接处温度降低至室温后重新注水试压，试压压强为 0.6MPa，耐压时长为不少于 2h。通过上述处理，此水套满足设计要求。 3.4 油漆防腐 因此设备为铜冶炼炉，炉内最高温度可达 1650 ，设计要求此构件防腐油漆均为耐高
8、温漆，且耐高温温度为 400 。相对一般钢结构而言 ，此油漆不仅要具有防腐的基本要求，更重要的是要具有耐高温的要求，所以对涂装要求也比较严格，要保证漆膜厚度且不允许有漏刷区域出现。因为很多构件比如骨架部分一些钢柱、钢梁为双 H型或双 C型对扣，外加盖面板，因此在制作前就需要将构件喷砂油漆，以免制作完毕后，内部不易做油漆防腐。 4 变形及尺寸控制 由于此项目属于设备件，其中很多部件在安装使用后将是活动部件，即对表面平整度及相接处部件的变形控制要求很高。我们采用的是控制焊接顺序和控制机加工面的方法。对于像立柱这样的构件，现场安装需要从相对应的两根立 柱中间穿过拉杆，因此对立柱的垂直度及开孔的同心度
9、要求很高。我们将开孑 L板在与立柱焊接前先将开孔处上车床镗孔，保证光洁度，在工厂组装时，先中间穿过一根钢管，然后将立柱两侧孑 L板也穿过这根模拟拉杆圆钢，对照设计图纸调整好位置，然后两侧同时焊接，将其与立柱焊接在一起，最后待焊件温度降至室温后，抽出模拟拉杆圆钢，从而保同心度。对于像立柱和炉门这样焊接量较大的构件，采用对称焊接和从中间向两头焊接的方式，以减少焊接变形。 5 铸造件 此设备除拱脚梁外还有内壁隔板、链轮，观察孔等位铸造件，除拱脚梁(zG230-450)外均为 HT150 材质。根据设计要求，除内壁隔板因精度要求不高现场直接安装外，其他铸造件均在需机加工面放余量。铸造件的加工用到车，刨，铣，钻床等设备，严格按照图纸要求的加工面和光洁度加工制造。 6 结语 固定式阳极炉是结构厂第一次制造此类设备，在制作完成后，经检查，符合设计及质量验收规范的要求，在经山东祥光铜业现场安装后，设备各部位连接非常好，试车后运转正常。进一步证明了制作工艺的可行性，为金属结构厂以后制作此类钢柱积累了经验。 参考文献： 黄雁，吴军，李 罡，等 .燃烧风预热时铜精炼阳极炉烟气热损失研究J.3 冶金能源 ,2004,(2). 鄂加强，梅炽，刘春洋，等 .铜精炼阳极炉氧化过程炉膛烟气温度动态模型 J矿冶 ,2004,(4). 檀冰 .铜阳极炉溜槽的技术改造 J.中国有色冶金 ,2010,(3).
