[发明专利]阳极板氮气保护隔氧全程快速冷却浇铸工艺及系统

说明书

技术领域

本发明涉及熔融金属浇铸冷却成型的技术领域，确切地说涉及到一种铜、镍、铅、锌、铝由熔融状态浇铸成阳极板的阳极板氮气保护隔氧全程快速冷却浇铸工艺及系统。

背景技术

在有色金属行业，火法冶金还不能得到纯正的金属，必须要将火法冶金得到的粗金属经电解除杂，过程中需要将熔融态的粗金属按照要求的物理规格浇铸成阳极板。

现有的工艺采用的是圆盘机实现连续浇铸，工艺流程为：金属液体由阳极精炼炉流到中间包，再间断流到具有重量控制功能的浇铸包，浇铸包根据阳极板的重量设定，将金属液体倒入安装在圆盘浇铸机上的阳极板模锭中，圆盘浇铸机运行，将装有金属液体的模锭移出，空模锭移入再注入金属液体；在模锭中的金属液体暴露在空气中自然冷却，直到金属液体的表面固化结壳后才采用喷淋水强行冷却成型后，由提取机将阳极板提到冷却槽冷却，如此周而复始完成连续生产。在此过程中，为防止金属液体与模锭粘接，模锭在接受金属液前需要用耐火材料(例如硫酸钡)涂抹保护；金属液在空气中自然冷却的时间过长(例如铜液需要3～5分钟)，而圆盘浇铸机的启停会产生周向和纵向的摆动，引起金属液的晃动，形成飞边毛刺、肥边大耳等；同时，空气中的氧与金属反应生成氧化物；喷淋水在表面强行冷却致使冷却不均匀，会造成底部或中间的液体向上喷发，在阳极板表面形成火山口状的凸起；以上状况都会对后续的电解生产产生较大影响。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种阳极板氮气保护隔氧全程快速冷却浇铸工艺及系统，其强化冷却过程，缩短冷却时间，在隔氧的条件下全程由内而外快速冷却，保证阳极板的质量和减少耐火材料的消耗，降低阳极板被氧化以及飞边毛刺生成的几率。它是利用工厂废弃的氮气在阳极板的表面形成保护层，阻止炽热金属与氧反应，同时在其表面进行冷却；采用水冷模锭从阳极板的底部和四周进行冷却，促使阳极板快速凝固成型。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种阳极板氮气保护隔氧全程快速冷却浇铸工艺，其采用将熔融高温金属液由浇铸包控制重量后均匀流到水冷模锭的空槽中，当浇铸包按要求重量的金属液注入到水冷模锭的空槽中，金属液按空槽的形状形成液态阳极板；第一块浇铸结束后，浇铸包抬起重新接受金属液，圆盘浇铸机旋转，将第一块移出，第二块移入再浇入金属液；

在圆盘浇铸机的中心设置可旋转水接口，通过可旋转水接口和管道将低温的冷却水连续的供到水冷模锭中，换热后温度升高的冷却水由水冷模锭的水排出口连续排出，经降温处理后循环，连续流动的冷却水在水冷模锭接受熔融金属前就将水冷模锭降到低温状态；

在模锭接受并盛满熔融金属直至成为阳极板被提走的过程中，全程对其底部及四周强行冷却；

同时采用工厂生产氧气工艺中的废弃氮气连续喷洒到阳极板的表面，对阳极板表面冷却的同时在其表面形成隔氧保护层，使熔融金属在隔氧的状态下快速凝固成型；加热的氮气由集气罩收集，通过排气设备排到作业现场外的大气中；

阳极板凝固成型后，再由喷淋冷却水向阳极板喷洒冷却水使其快速降温，产生的蒸汽同样由集气罩收集；产品阳极板则由运输设备从模锭上取走，完成连续作业。

一种阳极板氮气保护隔氧全程快速冷却浇铸系统，包括圆盘浇铸机，所述圆盘浇铸机圆周上均布有若干水冷模锭，所述若干水冷模锭均通过管道与设置于圆盘浇铸机中心的旋转水接口联通，圆盘浇铸机外侧设有弧形集气罩，集气罩与水冷模锭之间设有若干与氮气源相连的出气口以及若干与水源相连的出水口；所述出气口和出水口均与水冷模锭相对应。

所述水冷模锭包括锭体，锭体中心为空槽，锭体壁中设有水道，水道通过管道与设置于圆盘浇铸机中心的旋转水接口联通。

水冷模锭是由导热性能优良的金属(例如金属铜及其合金)制作，在其内部有可以使冷却水连续流动的通道。

废弃氮气是工厂生产氧气过程中产生的常温气态氮或低温的液态氮。

水冷模锭中的冷却水是由设置在圆盘浇铸机中心的可旋转水接口连续提供的。

本发明采用水冷模锭代替传统的钢制或铜制模锭，冷却效果好。

本发明的有益效果是，一是阳极板凝固成型的时间短，物理规格合格率高；二是阳极板被氧化的几率小，化学品质有保证；三是模锭被冷却，温度低，易与阳极板分离，耐火材料用量小。四是模锭全程被冷却，不易被高温金属液熔蚀。

附图说明

图1是本发明工艺所述的流程示意图；

图2是本发明中水冷模锭的结构示意图；