阳极板生产过程中如何提高模具使用寿命

后洁琼 卢卫宁 臧佳克 何清龙

（1.西北矿冶研究院，甘肃 白银 730900；2.白银有色集团股份有限公司铜业公司，甘肃 白银 730900）

在铜冶炼生产过程中，阳极板浇注包含铜模和阳极板铸造两道工艺，铜模通常采用铸造生产，并用于铸造生产产品阳极板，也就说铜模是阳极板铸造的模具[1]。铜冶炼阳极板浇注模具的质量，不仅关系到阳极板质量，也对铜加工成本也有很大的影响[2,3]。因此，分析影响模具寿命的原因，并找到延长其寿命的方法，对阳极板的质量和成本都具有重要的意义[4,5]。本文主要讨论了影响模具的质量和寿命的因素，结合生产实践，提出了提高模具质量，延长模具寿命的方法。

1 影响模具使用寿命的主要原因

1.1 模具浇注质量

要保证模具的寿命首先需要浇注出合格的模具，保证模底板在浇注时尺寸合适，整体未变形。为了保证模具能满足生产需要，使用模底板的频率有所加大使得模底板耳部变形，尺寸变形，即使修复，浇注出的模具质量也无法保障。根据现场观察及数据统计，阳极板主要存在的问题有：①、阳极板因模底板发生变形而导致阳极板耳尖发生缺块现象。②、阳极板因模底板浇注次数过多造成夹耳现象。③、模底板浇注一定次数时导致模底板发生局部变形，使模底板发生拱起或凹陷情况，造成阳极板上下薄厚不均。④、阳极板两耳间距离过于极限，导致每次铣耳位置过于接近耳尖，若耳部有轻微上翘，则会造成铣耳失败。而这些问题恰恰都是模底板尺寸发生变形引起的，模具使用过程中严重出现夹耳，耳部偏厚，底角偏厚的情况，所以增加了模具更换频率。

1.2 模具温度控制不当

模具在正常浇注阳极板的过程中大多会出现个别模具温差较大的情况，这对生产工的操作也增加难度，对模具的伤害也相对较大。主要原因是新换的模具预热不到位，浇注过程对新模具底水量控制太大，新模具转到底水位置没有及时关闭。模具温度控制过高，造成模具开裂严重，使得模具表面凹陷，甚至出现粘板的情况，浇注不出合格的阳极板。模具温度过低，铜液在浇注时出现急冷急热的现象，加快模具变形，浇注出的阳极板无法保证物理规格，存在鼓包，飞边毛刺较为严重，气孔较多。阳极炉产生的阳极板经电解精炼成阴极板的过程，阳极板物理规格不达标会对电解精炼过程产生巨大影响，阳极钝化、漂浮阳极泥增加、电流效率下降等状况频繁发生。

1.3 喷涂控制不当

当喷涂量过大时，模具转到浇注位置时，若模具内水分未完全蒸干，在铜液进行浇注时，会出现“放炮”的情况，不但会增加危险因素，同时也会对模具造成一定的损伤，使得阳极板气孔增加。同时，当喷涂量过大时，也会使得模具温度过低。当喷涂量过少时，会造成模具和阳极板不容易分离，严重时导致模具和阳极板粘接，使得模具不能再重复利用。

1.4 出铜时间间隔大

出铜结束到下一炉出铜中间间隔时间过长，使模具完全冷却再次浇注，模具因热胀冷缩变形较为严重。

1.5 铜水温度偏高

个别炉次出铜期间铜水温度偏高，底水浮水操作不当，使模温偏高，加快了模具的变形。

1.6 浇注的新模具存放时间不足

当产量较大，更换模具频率也会增高，往往会存在模具紧缺的情况，刚浇注的模具就上圆盘使用。这样会导致模具短时间内严重出现裂缝，大坑，甚至粘板机率也有所增加，无法浇注出合格的阳极板。

2 提高模具使用寿命的措施

2.1 保证模具浇注质量

对模底板勤做检查，保证模底板两耳间距符合电解生产要求，耳部角度与大面垂直，不会在浇注阳极板时出现夹耳的情况，耳尖不能损耗严重，要保证阳极板不能出现“飞耳”的情况，否则会导致电解洗耳不彻底，不能保证阳极板在电解槽的垂悬度，不但增加槽面工的劳动强度还会影响电流密度。模底板浇注一定量时会出现耳部和底角尺寸变高，板身中间凹陷，浇注出的阳极板耳部和底角过厚，中间偏薄，对板身测绘要保证耳部，板身和底角在一个平面上。定期对模底板进行返修。在进行模具浇注时要做到边框四周与板身的距离相同，盖板盖正，砂型顶针与板身垂直，否则会出现模具定位眼偏差，上圆盘之后模具无法装正，顶针眼斜，使顶板机不能正常顶板，导致取板机无法正常取板。所以要提高模具寿命，首先把控好浇注铜模的质量，加强浇模管理，保证好每一块模具的质量。

2.2 正确控制模温

在正常浇注阳极板的过程中模温通常由底水和浮水控制，通过对底水压力和流量的调节使模温控制在生产需求的范围内，浮水配合底水使用，防止模具上下温差过大，加快模具变形。模温的高低至关重要，不但影响模具的寿命，对阳极板的物理规格也有决定性作用。

2.3 喷涂的配比和时间

硫酸钡作为脱模剂一般和钠水玻璃配合使用，提高模具寿命，增加脱模效果。从现场实际情况看硫酸钡溶液中配钠水玻璃对提高模寿命有很大的作用。

大多企业钠水玻璃和水的比例为1：100，硫酸钡根据生产需求配比。在配好的硫酸钡溶液中通蒸汽进行加热，防止温度过低的硫酸钡溶液直接喷在模具表面造成极冷即热的情况，加快模具变形。对喷涂量控制在模具转出喷涂罩时完全干透，不影响模温和铜液的浇注，提高模具的寿命。

2.4 调整好生产计划

调整好生产计划，缩短两炉铜间隔的时间，出铜前期对模具预热，减少温差，加快圆盘浇注速度，降低模具受热时间，出铜期间严格按照操作规程操作，控制好模温，减少模具变形。新浇注的模具要存放足够的时间，防止刚浇的模具上盘使用。

2.5 控制出铜温度

出铜温度正常控制在1200℃左右，在生产过程中往往会出现上道工序计划紧张，进阳极炉的粗铜温度较高，炉前工操作不当，导致还原终点铜水温度偏高，从现场实际情况来看出，铜温度过高对模具损伤较为严重，不利于模温的控制，使模具开裂严重，对模具的冲刷也会大大增加，同时增加了粘板的几率，直接导致模具不能再次使用，也会影响圆盘浇注速度。

3 结语

影响模具使用寿命的因素有很多，结合实际生产情况，主要为模具浇注质量、模具温度、喷涂、出铜间隔、铜水温度和新模具存放时间等。在生产过程中，从保证模具浇注质量、正确控制模温、控制好喷涂的配比和时间、调整好生产计划并控制出铜温度等方面出发，可有效延长模具使用的寿命，降低铜加工过程中的生产成本。