多年來，長沙有色冶金設(shè)計(jì)研究院有限公司（以下簡稱長沙院）在冶金技術(shù)裝備研發(fā)方面成果豐碩，研發(fā)了以多功能行車、自動剝鋅洗刷機(jī)組、陽極清洗整形機(jī)組為核心技術(shù)的鋅電解自動化成套裝備，以鉛電解自動行車、陽極自動行車、殘極移載、析出鉛輸送為核心技術(shù)的鉛電解自動化成套裝備，以自動加料、自動扒渣、自動打包、自動AGV存儲為核心技術(shù)的熔鑄成套設(shè)備，以CFD數(shù)值模擬為核心技術(shù)的濕法冶煉系列化攪拌設(shè)備和以回轉(zhuǎn)窯、底吹爐、吹煉爐為核心技術(shù)的轉(zhuǎn)爐類設(shè)備等，均在冶金行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。
【資料圖】
目前，該公司在冶金技術(shù)裝備領(lǐng)域獲得科研成果6項(xiàng)、部級以上獎勵3項(xiàng)、國家授權(quán)專利50余項(xiàng)，先后完成了韶關(guān)冶煉廠、豫光金鉛、江西銅業(yè)九江鉛鋅、丹霞山冶煉廠、西部礦業(yè)、南方有色等多個冶金工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目。
電解專用裝備
鋅電解自動化成套裝備——鋅電解自動化成套裝備主要包含自動剝鋅洗刷機(jī)組、多功能行車、陽極清洗整形3大機(jī)組，集技術(shù)創(chuàng)新、裝備研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用于一體，形成了完整的鋅電解全系列技術(shù)體系、裝備體系和產(chǎn)品應(yīng)用體系，實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用，產(chǎn)品范圍涵蓋大中小極板（有效面積1.13m2~3.2m2）。
目前，長沙院是國內(nèi)唯一可提供大中小全系列鋅電解自動化解決方案的團(tuán)隊(duì)，相關(guān)技術(shù)共獲得發(fā)明及實(shí)用新型專利30余項(xiàng)，并于2021年獲得中國有色金屬工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎一等獎。近3年，該成套設(shè)備累計(jì)銷售合同額超1.6億元，帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
陽極清洗整形機(jī)組是長沙院國內(nèi)首創(chuàng)，突破了國外技術(shù)封鎖，研發(fā)的節(jié)能清洗技術(shù)可有效減少非清洗時間的水耗。長沙院也是國內(nèi)唯一一家有能力提供自動化陽極處理設(shè)備的公司。
鉛電解自動化成套裝備——該裝備包含多功能行車、陽極專用自動行車、殘極自動移載機(jī)、析出鉛自動輸送線等機(jī)組，通過自動控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動行車、電解槽、殘極洗刷機(jī)組、析出鉛洗滌機(jī)組、陰陽極板排距機(jī)組、陽極存儲架等設(shè)備在一個控制平臺內(nèi)協(xié)同全自動運(yùn)行。
針對鉛電解陰陽極板自身結(jié)構(gòu)、極板間距太小等影響行車自動化聯(lián)動的關(guān)鍵因素，長沙院研發(fā)的多功能行車在國內(nèi)外首次成功實(shí)現(xiàn)了陰陽極板的自動出裝槽。鉛陽極板專用行車首次實(shí)現(xiàn)了陽極板的自動存儲、自動裝載。殘極移載機(jī)可以將清洗后的殘陽極板自動輸送至殘極輸送車，送至熔煉車間。
鑄錠設(shè)備
鋅熔鑄成套裝備——長沙院設(shè)計(jì)了國內(nèi)有色領(lǐng)域第一臺鋅直線鑄錠機(jī)，并在此領(lǐng)域深耕60年，單套鋅熔鑄設(shè)備年產(chǎn)能涵蓋5萬～17.6萬噸，產(chǎn)品具備完全自主知識產(chǎn)權(quán)，技術(shù)成熟，易于維護(hù)，是國內(nèi)鋅熔鑄自動化程度最高產(chǎn)能最大的成套裝備。鋅錠產(chǎn)品表面質(zhì)量更優(yōu)，重量差異更小，鋅直收率更高。鋅鋁合金圓盤鑄錠機(jī)采用世界最先進(jìn)的自動脫銷回銷、自動澆注、自動扒渣等系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了大錠的全自動化生產(chǎn)。
鉛直線鑄錠機(jī)組——該機(jī)組主要由定量澆注裝置、直線鑄錠機(jī)（含生產(chǎn)批號自動打碼系統(tǒng)）、扒皮機(jī)器人、鏈條輸送機(jī)、翻錠裝置、碼垛機(jī)器人、自動打捆機(jī)、頂升旋轉(zhuǎn)裝置、錠垛輸送機(jī)、液壓系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)等組成。
濕法冶煉技術(shù)及設(shè)備——長沙院冶金非標(biāo)設(shè)備設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)熟練運(yùn)用各類主流流體仿真軟件，對流體仿真技術(shù)進(jìn)行了持續(xù)深入的研究，將流體仿真與結(jié)構(gòu)仿真相結(jié)合，既考慮流體的攪拌性能也兼顧結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，通過流固耦合分析，找到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化與良好流體攪拌效果之間的平衡。通過運(yùn)用流體仿真技術(shù)優(yōu)化和驗(yàn)證后的攪拌設(shè)備，攪拌效率高，能夠有效地解決濕法冶煉工業(yè)生產(chǎn)中攪拌設(shè)備存在的高耗低效問題，具有良好的社會效益和環(huán)境效益。
多年來，該公司設(shè)計(jì)了各種規(guī)格與型式的攪拌槽圖紙多達(dá)400余套，囊括了實(shí)際項(xiàng)目中可能用到的所有攪拌槽種類，積累了豐富的設(shè)計(jì)及應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。長沙院開展了攪拌槽類系列化工作，按照工藝條件、攪拌槽規(guī)格與型式、工程項(xiàng)目等范疇對攪拌槽進(jìn)行分類整理，得到完善的攪拌槽技術(shù)性能參數(shù)表，完成攪拌槽設(shè)計(jì)圖紙的系列化工作。
回轉(zhuǎn)類設(shè)備——長沙院在回轉(zhuǎn)類設(shè)備領(lǐng)域具備60余年的設(shè)計(jì)及應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，是該類設(shè)備最早技術(shù)發(fā)源地之一，參與了最早版本《回轉(zhuǎn)窯》的編寫，并培育了冷卻圓筒、混合圓筒和回轉(zhuǎn)窯等多類拳頭產(chǎn)品。為匹配沸騰焙燒工藝，長沙院研發(fā)設(shè)計(jì)了規(guī)格φ3x18m的冷卻圓筒，處理能力達(dá)50t/h，為國內(nèi)目前鋅冶煉產(chǎn)能最大的冷卻圓筒，可匹配世界最大的198m2沸騰焙燒爐。
針對回轉(zhuǎn)窯使用中的各類問題，長沙院不斷開展技術(shù)攻關(guān)，采用柔性接頭和一級石墨密封解決密封問題；采用高密度高鋁磚解決耐酸磚在HF環(huán)境下的腐蝕問題；采用液壓擋輪解決筒體竄動問題；采用滾圈傾斜檢測、托輪變形測量等多種手段檢測控制設(shè)備的異常變形；采用多種節(jié)能措施解決回轉(zhuǎn)窯功耗過高問題，設(shè)計(jì)的規(guī)格最高可到φ4x60m。產(chǎn)品在新疆喀什、陜西振興銀礦、廣西南方等多個項(xiàng)目中廣泛應(yīng)用，取得了良好的應(yīng)用效果。
智能倉儲及物流輸送設(shè)備——長沙院研發(fā)的鋅片自動輸送裝備可將鋅垛自動輸送到鋅熔煉車間內(nèi)的熔鋅感應(yīng)電爐進(jìn)行熔化鑄錠，實(shí)現(xiàn)了從鋅電積車間到鋅熔鑄車間的自動輸送。鋅垛自動入爐裝置，配套鋅片自動輸送線使用，可以解決投入鋅陰極鋅片時間間隔不均勻、投入數(shù)量不均衡的弊端，保持電爐內(nèi)鋅液溫度波動的平穩(wěn)性，杜絕大量陰極鋅片入爐產(chǎn)生“放炮”現(xiàn)象，大大提高熔鋅感應(yīng)電爐的使用壽命和電爐的工作效率。該裝備具備完全自主知識產(chǎn)權(quán)。
該公司還研發(fā)了銅片極板存儲及轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠滿足轉(zhuǎn)運(yùn)流程眾多工序功能的需要，在極板轉(zhuǎn)運(yùn)出入庫輸送線適宜位置設(shè)置智能化在線質(zhì)量檢測裝置，使陰極銅、陽極板及殘極板過程轉(zhuǎn)運(yùn)及質(zhì)量檢測實(shí)現(xiàn)無人化智能化管控。
轉(zhuǎn)爐及加料設(shè)備——長沙院與河南豫光金鉛集團(tuán)合作開發(fā)的底吹熱態(tài)還原鉛新工藝，充分利用了熱渣潛熱、優(yōu)化了熔煉條件、提高了還原效率、減少了煙氣量和煙塵率。該工藝集成創(chuàng)新了氧氣底吹氧化、液態(tài)渣底吹還原兩段式、雙底吹全熔池直接煉鉛工藝，替代了鼓風(fēng)爐，取消了高溫熔融液態(tài)渣澆鑄－冷卻－熔化過程，縮短了工藝流程、減少了占地面積、大幅度降低了能耗和污染物的排放。長沙院自主開發(fā)的臥式底吹還原爐裝置，具有熔煉強(qiáng)度高、密閉性好、熱損失低、操作簡便、安全可靠、自動化程度高等特點(diǎn)。整個工藝具有短流程、低碳化、清潔連續(xù)性煉鉛等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，節(jié)能降耗優(yōu)勢明顯。
此外，長沙院研發(fā)的鉛冰銅吹煉爐處理原料為銅浮渣熔煉爐產(chǎn)出的鉛冰銅，爐子作業(yè)分別為加料、熔化、吹煉造渣、造銅及出銅幾個階段，是該公司針對鉛冰銅的處理研發(fā)的一種新工藝。
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