张 涛，常海锋，郑 明

（河南豫光金铅股份有限公司，河南济源 459000）

无铅鼻粗铅锭模具的改造实践

张 涛，常海锋，郑 明

（河南豫光金铅股份有限公司，河南济源 459000）

为降低粗铅锭传统使用U型铅鼻的中间消耗量，减少后续除铜工序受粗铅鼻的影响，为除铜自动化捞渣装备升级改造创造条件，对熔炼系统现有粗铅锭模具进行改型，用可循环、长期使用的吊具替代U型铅鼻，预计年节约铅鼻费用13.57万元，粗铅锭U型铅鼻消失后，除铜工序传统敞口捞渣的无序冒烟得到解决，搅拌、捞渣、铅泵一体式装置的投用，提高了除铜作业的自动化水平。关键词：铅鼻；模具；吊具

河南豫光金铅股份有限公司现用2套60 kt／a双底吹炼铅装置，系统中氧化炉和还原炉分两期建成，粗铅铸大块锭冷却后，车载倒运至精炼车间除铜工序重新熔铸，除铜后铸阳极板。在除铜加热过程中吹氧管制作的铅鼻变软容易被自动化螺旋捞渣机吸入缠在螺旋轴上，铅鼻缠在间断使用的螺旋内，冷却后螺旋轴容易被吹氧管制作的铅鼻卡死，维修量较大，铅鼻成为除铜自动化捞渣最大的制约因素，人工捞铅鼻作业率低、劳动强度大、作业环境差，粗铅锭铅鼻成为除铜工序清洁化生产的瓶颈，熔炼系统无铅鼻粗铅锭的改造提上日程。

1 铅锭模具

1.1 大块粗铅锭模具

2002年设计的熔炼系统未考虑液态铅包运输的空间，小块直线铸锭机无法满足转炉周期性集中、大股放铅的工艺要求，大块铅锭的浇注、转运仍为首选。

熔炼系统大块粗铅锭有圆盘铸锭机上的锥形铅模和直线铸锭机上的方铅模两种，铅模浇注至一定高度后将吹氧管所做的U型铅鼻插入熔铅中凝固，冷却后用行车吊钩挂U型铅鼻进行铅锭脱模，现场使用的两种铅模结构如图1所示。

图1 铸铅机上的锥形铅模和方铅模

1.2 大块精铅锭模具

精炼系统大块成品吨铅模具采用梯形模具、两侧加装吊装鼻，使用时将吊装鼻紧贴模具侧面、吊装鼻外侧定位凸台置于模具内侧上沿的凹槽内，熔铅浇注完毕冷却后用扁担式吊具钩住吊铅鼻，实现铅锭与铅模的分离，吨铅锭模具及吊钩形状如图2所示。

图2 吨铅锭模具与吊装鼻结构

2 无铅鼻粗铅锭模具的尝试

2.1 锥形无铅鼻粗铅锭模具的改型

2013年6月结合吨铅模具的结构，首先进行圆盘铸锭机锥铅模的尝试，设计出锥形铅锭模具，配用吨铅锭无铅鼻吊具进行生产，第一代锥形带台阶无铅鼻粗铅锭模具如图3所示。

图3 第一代锥形带台阶铅锭模具图

针对锥形粗铅锭模具的结构，铸锭时将吊具放置在模具吊耳侧两平行边的侧壁上，待粗铅铸锭冷却后，电葫芦挂扁担式的横梁吊具，吊起放置在模具两侧的吊具进行粗铅锭脱模，粗铅锭装车，加锅熔铸用钢丝绳吊具从铅锭台阶面下穿过。

生产过程中，吊具使用中的一些问题逐渐暴露出来，吊具漂浮、无法紧贴铅模表面、吊具熔铸进铅锭内冷却后无法取出，成为困扰吊具正常使用的主要问题，原因分析如下：

1.温度的差异。氧化炉粗铅炉膛温度1 030℃远高于熔铅锅内精铅420℃的工艺温度，虽然在浇注过程中铅液会迅速降温，但15 mm厚的吊具在近650℃的粗铅溶液中发生较大的形变，吊具变形翘起后在铅锭模具与吊具形成一个缝隙，熔铅占据该空间冷凝后造成吊具不易取出。

2.吊具重量较小、粗铅表面浮渣层较厚容易造成吊具漂浮，铅锭模具与吊具形成一个较大的间距，吊具插在冷凝后的铅锭中，吊具不能取出。

3.相对于模具固定、浇注槽转动的吨铅铸锭膜式，铅模在圆盘铸锭机运转时的晃动、铅液面的浮动造成吊具移位，造成吊具嵌入到冷却的铅锭中不易取出。

4.吊具受高温变形、粗铅锭浮渣的影响，吊具在粘铅的情况下需敲击将其取出，容易造成吊具的变形。

对此采取将吊具加厚、模具加装吊具定位槽等措施，但试验过程中高温、浮渣、晃动、敲击变形等对吊具影响的问题没有得到有效解决，试验宣告失败。

2.2 方形无铅鼻粗铅锭模具的改型

底Ⅱ系统还原炉采用直线铸锭，5块长方形的模具放置在20 t的电动平车上，模具重量约为1.7 t／件，铅锭重量约为2.3 t／块，外形如图1所示的方铅模，受冲床冲孔作业启发，设计出如图4所示的长方形的无铅鼻粗铅锭模具和吊具。

图4 长方形无铅鼻粗铅锭模具和吊具图

该模具试用后，对模具内表面倾角和锥形吊具的高度和重量进行了调整，除吊具较重、操作人员劳动强度增加外，改造使用效果得到了使用人员的充分认可，为有效推进该项技改的推行，公司按照0.35元／t的粗铅产量工资标准补贴铅口操作人员。并将配套的单梁行车的手柄控制器改为遥控器控制，用单梁行车吊装锥形铅鼻，大大降低了操作人员的劳动强度。

2.3 锥形无铅鼻粗铅锭模具成功改型

在方形无铅鼻粗铅锭模具改造成功的基础上，结合第一代锥形无铅鼻粗铅锭模具失败的经验，设计出如图5所示的第2代锥形无铅鼻粗铅锭模具。

图5 第2代锥形无铅鼻粗铅锭模具

第2代锥形无铅鼻粗铅锭模具设计时，充分利用底Ⅱ方铅模锥形吊具的特性，考虑吊装、容积、模具重量等因素，对该模具进行以下方面的改进：

1.采用对角凸台放置吊具，最大限度地增加模具的内部容积。

2.放置吊具凸台边缘线对称平行，方便二次吊装时钢丝绳的悬挂。

3.模具凸台下采用减重和散热设计，降低模具重量和提高冷却效果。

4.模具设计小型化（模具重量1.2 t／件左右），让更多的小型电炉的铸造企业参与竞争，有利提高模具的铸造质量。

5.在锥形吊具就位前，在锥形吊具放置位置涂抹泥浆，用泥浆填补锥形吊具与铅锭模具之间的缝隙，防止熔铅进入增加脱模时的劳动量。

3 效益分析

3.1 直接经济效益

1.2 套60 kt／a双底吹炼铅系统年产140 kt／a的铅金属产量、粗铅锭品位96%计算，粗铅锭按照1.4 t／块计算，每年需要的铅鼻数量为：140 000÷ 96%÷1.4＝104 167个。

2.U型铅鼻用1 000 mm长的Φ21 mm×3.0 mm的吹氧管制作，单根U型铅鼻的平均可循环使用1.5次，年耗U型铅鼻的数量为104 167÷1.5＝69 445根。

单根U型铅鼻的重量：3.14×（212－152）÷4÷ 106×7.85×1.0＝1.33×103t／根

3.年消耗U型铅鼻的重量：69 445×1.33×103＝92.36 t

4.吹氧管市值2 800元／t，旧料回收800元／t，吹氧管的使用价值为2 000元／t，钢的密度为7.85 t／m3，则单根吹氧管U型铅鼻的价值：

3.14 ×（212－152）÷4÷106×7.85×1.0× 2 000＝2.66元／根

5.U型铅鼻的年消耗费用：69 445×2.66＝184 723.7元

6.模具使用补贴费用（0.35元／t）：140 000× 0.35＝49 000元

7.模具改造年直接经济效益：184 723.7－49 000＝135 723.7元

3.2 其它效益

实施无铅鼻粗铅锭模具改造后的相关效益：

1.每年减少92.36 t的吹氧管的消耗量，近7万个铅鼻的切割、折弯、筛捡、运输作业。

2.除铜工序省去捞铅鼻作业，缩短天然气升温、保温过程，减少天然气消耗。

3.消除铅鼻的干扰，可实现搅拌、捞渣、铅泵一体式装置的投运，减少锅罩更换过程中的无序烟尘排放，提高自动化程度，提升人工劳动效率，改善作业环境。

4 经验总结

无铅鼻粗铅锭模具在技术方面攻克以后，按照0.35元／t粗铅的标准对操作人员进行补贴，提高其积极性；备用模具、吊具的及时到位、及时沟通和适时改进，并对吊装行车进行遥控器改造、铅锭模具内表面涂抹泥浆等管理措施，促进无铅鼻粗铅锭模具改造工作的顺利推进。

5 结束语

通过不断地改进完善，无铅鼻粗铅锭模具已在该公司的其它4台熔铅炉上全面实施，该公司粗铅锭传统的U型鼻将成为历史，对同类粗铅锭模具的改造具有借鉴意义。

［1］ 杨远平，严宏志.基于数值模拟的锌锭应力应变分析［J］.热加工工艺，2009，38（23）：91－94.

［2］ 李江华.铅锭打捞器的研制与应用［J］.石油矿场机械，2009，39（2）：41－44.

Reform ing Practice of Crude Lead Ingot M ould W ithout Lead Nose

ZHANG Tao，CHANG Hai-feng，ZHENG Ming
（Henan Yuguang Gold and Lead Co.，Ltd.，Jiyuan 459000，China）

To reduce crude lead ingot using traditional u-shaped lead consumption on themiddle of the nose，reduce subsequent copper removal process under the influence of crude lead nose，create conditions for the copper removal automation equipmentupgrading in dregs，it remodels the crude leadmould of existing smelting system using recycled sling to replace U lead nose，which is expected to cut down the costof lead nose 135 700 yuan.After the crude lead ingots U lead nose disappearing，the traditional smoking exposure disorder in dregs is solved.The application of stirring，slag remover and lead pump integrated device proactively improves the automation level of the copper removal operation.

the lead nose；the mould；sling

TF807

A

1003－5540（2016）04－0043－03

2016－04－10

张 涛（1987－），男，助理工程师，主要从事熔炼工艺研究和装备升级改造工作。