Вопрос 3. Принцип работы автоматической линии для сборки и расстановки стартерных катодов

Рис. 6.13. Принципиальная схема автоматической линии для сборки

и расстановки стартерных катодов

стопки листов. Устройство для приема листов снабжено вакуумными присосками, с помощью которыхлист подают к конвейеру. Вставку ушек осуществляют так­же при помощи вакуума. Штанги вставляют на конвейере при помощи специального механизма. После этого прово­дят крепление ушек и прессование - правку заготовки, на­несение ребер жесткости. Готовые стартерные катоды пе­ремещают к устройству, изменяющему их горизонтальное положение на вертикальное. Собранные стартерные като­ды устанавливают на требуемом расстоянии на накопителе и затем доставляют в ванну с помощью крана.

Эффективный способ сдирки катодного осадка, полу­ченного по безосновной технологии электролитического рафинирования меди, реализован в механизированной ли­нии по обработке матриц и катодной меди фирмы «Венмек» (Швеция), эксплуатируемой на ЗАО «Кыштымский медеэлектролитный завод» (производительность 350 мат­риц в час; размеры-20500x11410x7550 мм). Линия (стрипп-машина) выполняет следующие операции: промывку ка­тодной меди и регенерацию воска; сдирку катодной меди; стопирование катодной меди; взвешивание и упаковку ка­тодной меди (рис. 6.14).

Вопрос 4. Работа «Стрипп-машины».

Рис. 6.14. Линия стрипп-машины

1-приемный конвеер;2-изгибочное устройство;3-надрывающее устройство;

4-сдирочное устройство;5-разгрузочный конвеер;6-подающий конвеер;7-мойка

Перед выгрузкой матриц с нарощенной с обеих сто­рон катодной медью серию отключают от электрической цепи, останавливают циркуляцию электролита. После посадки матриц с катодным осадком в направляющие гнезда приемного транспортера стрипп-машины произ­водят осмотр катодных осадков и при необходимости удаляют дендриты.

Матрицы автоматически транспортируются к станциям стрипп-машины, где они фиксируются стопорами. Прием­ный транспортер доставляет матрицы с катодным осадком в промывочную камеру машины, где происходит отмывка катодной меди от остатков электролита и воска с нижних и боковых кромок матриц. Отработанные промывные воды фильтруют и направляют в систему кислых растворов и на корректировку электролита.

После промывки матрицы направляются на узел сдир­ки, где на первой стадии, путем изгиба матрицы, происхо­дит локальное, а затем на второй стадии с помощью но­жей - полное отделение осадков от матрицы (рис. 6.15). На очередных станциях стрипп-машины - опрокидывателе и опускающих вилах - катоды формируются в стопы. Меж­ду катодными листами устанавливают деревянные брусья, стопы взвешивают на вмонтированных в транспортер стрипп-машины весах и направляют на стадию упаковки, которую производят на прессе и обвязочном хсфойстве. Пакеты с катодами обвязывают стальной лентой и марки­руют (рис. 6.15).

Рис. 6.15. Линия обвязки катодов

1-укладчик катодов;2-гидроцилиндр подъемника;3-подъемник;4-механизм вертикальной подачи;5-конвеер;6-вертикальлный конвеер;7-взвешивающее устройство;8-конвеер;9-пресс;10-установка обвязки катодов

Стрипп-машина имеет также узел разбраковки, где мат­рицы, непригодные к дальнейшей эксплуатации, выводят из технологического цикла для ремонта. Годные матрицыпо транспортеру поступают на узлы восковки боковых и нижних кромок (рис. 6.16). С разгрузочного конвейера мостовым краном их транспортирую! в электролизные ванны.

Отмывке катодов от электролита уделяется особое вни­мание. Применяют механизированные стационарные или передвижные душирующие установки, организуют пооче­редную промывку водой (Р =3,5∙10⁴ Па) и паром (Р = 4,2- 7∙10⁵Па) с одновременной очисткой поверхности катода щетками из полипропилена. Перспективно использование ультразвука (20 кГц) при отмывке катодов, так как в ре­зультате кавитации остатки электролита и частички шлама удаляются более полно.

Рис. 6.16. Узел стрипп-машины для восковки нижних кромок матрицы

1-конвеер;2-матрица;3-подвижная ванночка;4-рычаг;5-гидроцилиндр;6-ось;

7-бак с расплавленным воском;8-электронагреватель

На предприятиях, использующих стартерные катоды, после получения осадка достаточной массы проводят от­мывку и упаковку катодов. Для этого применяются как передвижные, так и стационарные установки, состоящие из транспортера для приема катодов, моечной камеры, уст­ройства для съема катодных штанг, приспособления для изменения положения катодов из вертикального в гори­зонтальное и плотной их упаковки, а также автоматиче­ских весов. Линии упаковки различаются в зависимости от того, идут ли катоды на переплавку или являются готовой продукцией. В последнем случае катоды обязательно пакетируют.

На одном из медеэлектролитных предприятий Японии применяется система автоматизированной (без участия людей) маркировки катодной меди. Автопогрузчик с лис­тами катодной медью подъезжает к месту маркировки, где установлен робот для нанесения на лист необходимых от­меток, включая, например, партию, ее массу, количество листов в партии, день и месяц изготовления. После нанесе­ния маркировки листы последовательно забираются лентодержателем, а на каждый промаркированный лист наво­дится телекамера, информация с которой поступает на те­левизионный монитор, и далее, в случае необходимости, - на производственный компьютер или на компьютер для проведения экономических операций.

После выгрузки катодов из ванн рафинирования и выпус­ка большей части электролита анодные остатки промывают в два этапа: сначала их моют прямо в ванне электролитом и очищают щетками от шлама, а потом - водой из катодной промывочной машины. Завершают промывку в душ-камерах, куда анодные остатки доставляют краном со специальными захватами, обеспечивающими выгрузку всех анодных остат­ков одновременно. При промывке используют горячую воду, подаваемую высоконапорным насосом. Анодные остатки раз­гружают на площадках, где их складируют в стопки.

На современных предприятиях применяют установки, обеспечивающие полную механизацию промывки и упа­ковки анодных остатков. Они включают цепной транспор­тер с зубьями для приема анодных остатков, душ-камеру, механизм для упаковки анодных остатков. Последний со­стоит из укрепленной между двумя кронштейнами рамы, несущей опорные балки, на которые анодные остатки опи­раются ушками. При повороте рамы с помощью привода анодные остатки укладываются в чередующемся порядке с ушками, направленными в разные стороны, и прижимают­ся друг к другу (рис. 6.17). Усовершенствованное устрой­ство для пакетирования анодных остатков включает осно­вание, установленные на нем подъемно-опускной стол, подающий конвейер и приводной механизм кантования и укладки анодных остатков, который, с целью повышения качества укладки, выполнен в виде поворотной в верти­кальной плоскости рамы, на свободных концах которой закреплены захваты, а противоположные концы шарнирно закреплены на основании.

Для освобождения ванн от шлама применяют два спо­соба: выпуск шлама через специальные отверстия, распо­ложенные в дне ванны, и отсос шлама через борт ванны с помощью вакуума. Вакуумная вьпрузка шлама более пред­почтительна, поскольку отверстие в дне электролизера осложняет герметизацию ванны и приводит к утечке электролита. Чтобы не перегру-

Рис. 6.17. Скрапоукладчик1-подъемник;2-тележка;3-конвеер;4-скрап;5-гидроцилиндр;6-направляющая;7-поворотная рамка;8-упор

жать шламовые трубопроводы и отстойники большими объемами пульпы, проводят ваку­умную выгрузку в два этапа: верхний слой чистого элект­ролита осторожно откачивают в соседние ванны или цир­куляционный трубопровод, после чего богатый шламом электролит взмучивают и с помощью вакуумной откачки отправляют на разделение или в цех переработки шлама. Перед загрузкой ванны новой порцией анодов, катодов и электролита ванну моют водой.

Операции контроля при электролитическом рафиниро­вании представляют собой взвешивание анодов и катодов, анодных остатков, катодного скрапа, старгерных катодов, реагентов, замер объемов выводимого из системы электро­лита и вводимых растворов и серной кислоты, определение уровня электролита в баковой аппаратуре и т.д. Наиболее важен контроль состава и температуры электролита, его скорости циркуляции и обнаружение коротких замыканий между анодами и катодами.

В настоящее время успешно применяются для контроля концентрации меди и кислоты малогабаритные анализато­ры МАК-1 и МАК-2. Диапазон измерения концентрациимеди МАК-1 от 1 до 80 г/дм³, погрешность не более 4%. Анализатор МАК-2 имеет верхний предел определения кис­лотности 220 г/дм³.

Для определения расхода пара, воды, электролита в це­хах электролитического рафинирования меди применяют дифманометры с постоянной записью результатов. Ис­пользуют непрерывную и равномерную дозировку поверх­ностно-активных добавок в электролит. Наиболее простым и надежным является черпачковый дозатор.

Измерение температуры осуществляют термометрами сопротивления, обеспечивающие показание температуры с точ­ностью до 1 градуса. Применение автоматических регуля­торов температуры с дистанционным управлением позво­лило полностью автоматизировать регулирование темпе­ратуры электролита.

На большинстве предприятий внедрено поддержание постоянства силы тока путем автоматического регулиро­вания режима работы преобразовательных агрегатов при изменяющихся сопротивлениях электрических цепей (при включении серий, изменении сопротивления электролита, контактов и др.).

Регулярный контроль за состоянием электродов чрез­вычайно важен, поскольку нарушения электроцепи в элек­тролизере, проявляющиеся в виде коротких замыканий между анодами и катодами или загрязнений контактов, вызывают нарушение нормального подвода тока к элект­родам и снижают выход по току. Повышенное напряжение на ваннах фиксируется переносными вольтметрами; нор­мальное состояние контактов восстанавливается просту­киванием анодов для удаления с них шлама и обработкой контактов водой или паром.

Своевременное обнаружение и устранение коротких за­мыканий и нарушений контактов - ответственные и трудо­емкие операции. Для обнаружения мест коротких замыка­ний широкое распространение получили гауссметры - про­стые ручные приборы, фиксирующие наличие сильного магнитного поля, а также термоиндикаторная краска, на­несенная на поверхность катодной штанги; она изменяетцвет при нагреве последней выше 343 К с ярко-красного до темно-вишневого. Продолжительность восстановления цве­та покрытия не превышает 15 мин.

С использованием современных методов трудозатраты на контроль за короткими замыканиями сокращаются до 30% от трудозатрат при традиционных системах контроля, а выход по току повышается минимум на 2%.

Совершенствование системы контроля за работой ванн ведется в направлении использования систем обнаружения коротких замыканий, систем непрерывного контроля на­пряжения на ваннах с обработкой данных на ЭВМ и воз­можностью анализа долговременных статистических дан­ных. Одна из них основана на применении инфракрасного датчика, устанавливаемого на мостовом кране, обслужи­вающем электролизные ванны.

В последние годы все большее внимание уделяют не устранению, а предупреждению коротких замыканий. С це­лью периодической настройки электродов, обеспечиваю­щей равномерное распределение тока между всеми элект­родами в ванне, разработан прибор «Электрод-12», успеш­но прошедший длительные испытания в промышленных условиях. Одновременно на 12 электродах прибор позво­ляет регистрировать диаграмму тока и на основании ее проводить настройку ванны, предупреждая короткие за­мыкания.

На некоторых предприятиях контроль коротких замы­каний осуществляют с помощью ЭВМ, на которую пода­ются данные о напряжении на ваннах. Так, для выявле­ния и локализации замыканий между электродами в про­цессе электрорафинирования, а также для обнаружения случаев пассивации электродов предложено циклически замерять напряжение на каждой ванне и одновременно замерять ток электролиза, а затем определять разницу между замеренными значениями напряжений и их преды­дущими величинами (ΔU). Система цифрового компара­тора производит сравнение ΔUдля каждой ванны каждой группы ванн с допустимой величиной ΔU. В результате такого сравнения и повторного замера в системе коротко­го замыкания выявляется состояние данной ванны. Если сигнал не превышает допустимого значения, то вступает в действие система, следящая за пассивацией. Работу ванн обслуживают: компьютер, аналого-цифровой конвертер, блок волновой памяти.

Основной работой дежурных по электролизу в цехах электролитического рафинирования меди, кроме загрузки и выгрузки электродов, является контроль и регулирова­ние состава электролита, температуры, скорости циркуля­ции, а также нахождение и устранение коротких замыка­ний между анодами и катодами.