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北京矿冶科技集团有限公司国产自动剥锌机的研发之路

2018-12-19 10:15:59   来源:有色报

  几年来,北京矿冶科技集团有限公司为了解决自动剥锌技术难题,科技人员戮力同心,砥砺前行,先后研发出了大极板和小极板自动剥锌机的成套技术和装备,成功应用于冶炼企业,技术水平达国际先进,促进了行业的技术进步,降低了企业的生产成本。
  那一刻 惊艳全场
  时间:2015年10月31日;坐标:云南驰宏锌锗股份有限公司会泽冶炼厂。
  两对小刀沿着绝缘体向下运行,随着一声轻微的声响,锌片与阴极板之间顺利地出现了缝隙。从底部伸出一个金属叉子,迅速地将阴极板向前方抬起,精确放在缺口处,一对侧向大刀稳稳而有力地向阴极板切去,刀刃分毫不差地插入锌片与阴极板之间的缝隙,瞬间没入,锌片从阴极板上完全脱落,随即溜入槽内。
  旁边顿时响起一片喝彩声,兴奋的表情不断地在不同的脸上传递——终于成功了,由北京矿冶科技集团有限公司负责技术研发的国产自动剥锌机成功剥下了第一片锌片!
  这是国产自动剥锌机在现场安装调试后,试剥的第一块阴极板。尽管只是第一块剥板成功,还没有来得及统计成功率,但是兴奋之情已经传染给在场的所有人。而半个小时前,在国产自动剥锌机前面围观的人中没有几个对这次试剥有信心,很多人都对这台国产设备充满了质疑——从两家国外公司进口的设备都运行不畅,剥不好、剥不快、离不开人工辅助,国产的能行吗?按照大家的思路,国产设备先是仿制进口设备、性能逐渐靠近进口设备,短期内超越简直是天方夜谭。然而,上面的场景,完全超越了大家的期待,我们自主新研发的设备是可以用的!随着设备运行,每13秒剥下一对锌片,一排阴极板,一共57片转眼功夫全部顺利剥完,下部接锌片的自动码垛机不断地开合接收,码整齐后又自动传输到下一个工位,油缸向上顶起,喷码机迅速在锌片上喷出一行数字。整个剥锌过程一气呵成,功能全部正常,简直完美。
  这台设备,它的第一次亮相,便惊艳全场,它超越了进口设备!
  到2018年底,这套国产自动剥锌机在那里几乎24小时不停工作了3年多,它不需要人工辅助开口,真正自动化运行,不再频繁卡板,剥板成功率、稳定性和兼容性都超越了进口设备。即使遇到工艺不好特别难剥时,它的剥板大刀在液压缸的强力驱动下,仍能毫不费力、干脆利落地将锌片从阴极板下切下。
  那些人 戮力齐心
  事后,许多人咨询剥锌机研发成功的经验,研究人员竟然一时无从说起。他们不是藏私,而是有太多的经验想和大家分享,但一时千头万绪,一言难尽。那些人,相信自己的付出终有回报。
  教授级高工战凯,是集团领导,也是项目的总负责人。他不是坐在办公室下命令,而是一次次地组织开会讨论方案,研究解决技术问题。他提要求少,出主意多,命令少,指导和提醒多。他既是领导,更是研究队伍的主心骨。
  教授级高工石峰,五十多岁,脸上一直都有年轻人的灿烂笑容。他不但指导大家少走弯路,研究技术,还像年轻人一样在电脑上画三维图,甚至在加工厂亲自上手装设备。他是大家眼中的全能王,是大家眼中不藏私、倾囊相授的好师傅。
  研发团队的负责人郭鑫,是一个年轻又闯劲十足的小伙子。他和大家一起钻研技术、一起画图,一起加班,一起调试,带出了一个朝气蓬勃、青春洋溢的年轻团队,他一心要做国际上最好的剥锌机。
  姜勇是团队里新来的博士,不畏现场要求高、条件差,承担起现场安装调试任务。他积极协调各路人马,认真调配人手掌握进度,驻扎现场两个多月。期间安排他回京休整一下,但是人还没到家,听说设备有问题,就马不停蹄地返回到现场投入工作。他是大家心中的好战友。
  赵继平是在读的研究生,把研究课题选在了这个有挑战性的项目上面。他既在电脑上钻技术,更在现场学实践,努力体会理论与实践结合的奥妙。
  就是这么一个团队,他们敢拼敢闯,不怕失败。既能思想碰撞又能脚踏实地,成功只是水到渠成的事。
  那一年 云程发轫
  这荣耀自豪的一切,源于那一年。
  2011年,国家发改委“低电耗大极板锌电解与自动剥板系统技术创新及产业化示范工程”项目通过审批,由北京矿冶科技集团有限公司(原北京矿冶研究总院)与云南驰宏锌锗股份有限公司联合承担,其中自动剥锌机装备的研发是重中之重。这个项目中的自动剥锌机,和一般意义上的设备研发的不同之处,是进口设备本身在国内应用情况不好,没有可模仿借鉴之处,只能自己试着闯出一条路来。
  很多人觉得这是一次冒险,自己给自己设置困难,但是研发团队还是坚定原来的目标——进口的不好用,自己重头来做反而更容易成功。做这个项目不是拍脑袋申请的,而是在前期大量调研的基础上做出的。研究透了剥锌机的工作原理,结合国产工艺的特殊情况,从理论上找到了适合国内情况的技术方案。研究团队的勇气不是来自于运气,而是缘于解决技术难关之后的自信。
  还记得图纸出来之后,开始制造加工样机正值酷暑7月,团队全体成员一直盯在制造现场,亲自上手检查核实加工零件的尺寸。为了加快加工和装配的进度,大家上手打磨零件,对加工的每一个零件、焊接的每一个组件检查、把关,对存在的问题及时改进,保障设备的加工质量和加工进度。
  加工装配完成后紧锣密鼓地开始厂内调试,不断发现问题、解决问题。液压系统通过增加液压锁,解决液压泵站突然断电时预剥离刀具自动下落问题,以及通过增加时间调节器解决主剥刀在行程终点冲击大的问题,终于为最后的成功打下了坚实基础。快到发货的时节,项目组成员经常加班到深夜,那年的中秋节也是在加工厂内度过的。但是和项目的成功相比,这又算得了什么?
  那一年,研发人员很辛苦,那一年研发人员也很幸福。
  再起航 披荆斩棘
  矿冶集团的研发团队并不满足于开发成功大极板剥锌机的喜悦。他们还有着开发小极板剥锌机的新目标。
  锌冶炼企业根据工艺不同存在大极板和小极板两种削锌机。从产量上看各占半壁江山,从使用的企业数量上看则是用小极板剥锌机的众多。矿冶集团将开发小极板剥锌机作为重要工作任务,立即行动。尽管大极板与小极板剥锌机结构类似,研发思路也可以借鉴,但是剥锌的条件却差别巨大。做个比喻,如果大极板剥锌是在高速公路上开车,只要车速高不抛锚安全就行,那么小极剥锌就像在山路和沼泽上开车,必须能越野还要能涉水,而且速度还要更快!大极板剥锌速度要求13s/块,而小极板剥锌速度要求5.5s/块。面对各种不可能,研发团队没有退缩,在借鉴各种已有的剥离方案的基础上另辟蹊径,创新性地提出双板剥锌,要做到3.5s/块的剥锌速度。
  研发团队还是像原来那样地拼搏,最终还是期待中的成功。从2016年10月组织研发,到2017年9月双板小剥锌机到广西南方有色现场调试成功进入试生产,不过短短一年多时间。这期间几位年轻研发骨干平均每人在现场时间超过3个月,现场负责安装调试的工程师在孩子刚出生第二天,便立即返回现场,一个人连续在现场盯了近3个月。为了不影响现场的正常生产,安装和调试团队把设备安装放在了晚上,经常从晚上6点工人下班,坚持到凌晨两点,而且安装调试期间正是七八月的广西酷暑季,研发团队的每个人都坚持下来,并且认真负责,不断挑战自我,不断接受业主提出的越来越高的要求。
  目前,双板小剥锌机在南方有色现场使用已半年多时间,剥锌一次成功率99.5%以上,剥锌速度3.5s/块,又一次刷新了国内剥锌成功率的纪录和剥锌速度的纪录。
  赢赞誉 孜孜不辍
  2016年10月,大极板自动剥锌技术及装备经中国有色金属协会组织的专家鉴定,达到国际领先水平,并于2017年12月被评为中国有色金属协会科学技术进步一等奖。
  2016年6月,由北京矿冶科技集团有限公司和云南驰宏锌锗股份有限公司联合完成的国家发改委项目“低电耗大极板锌电解与自动剥板系统技术创新及产业化示范工程”项目通过了由云南省发改委组织的专家验收。验收组认为,该项目取得的成果创新性强,拥有自主知识产权,3.2平方米大极板自动剥锌成套设备填补了国内空白,技术效率指标达到设计要求,示范效果好,经济社会效益显著。
  该项目是国家发改委产业技术创新与开发资金高技术产业发展项目之一,2012年8月获得国家和云南省发改委立项,依托驰宏锌锗会泽冶炼厂10万t/a电锌冶炼系统实施,由矿冶集团和驰宏锌锗联合完成。作为技术依托单位,矿冶集团对该项目进行科研攻关,主要完成了锌浸出液深度净化和杂质脱除新技术及新装备的研究、3.2平方米大极板自动剥锌机成套新装备的研发。
  项目有效地提高了驰宏锌锗会泽冶炼厂的电解液净化水平,减轻了电解车间酸雾的浓度,同时成功实现了3.2平方米大极板自动剥锌机组国产化示范。剥锌机组在驰宏锌锗会泽冶炼厂投入运行以来,经过双方技术人员的多次改进和优化,使用效果良好,自动开口率和一次剥锌成功率均达到99%以上,极板不易损伤。3.2平方米大极板自动剥锌机组解决了国内大极板剥锌技术和装备依赖进口的瓶颈问题,具有占地面积小、自动化水平高、操作环境好、管理简单、方便使用维护等优点,可以灵活调整产量、延长阴阳极寿命、改善人工工作环境和强度、降低生产成本,具有很强的市场竞争力。据统计,剥锌机国产化后的维护费用不到进口剥锌机组费用的一半,在备品备件、人力资源、阴阳极板损耗等方面具有较强优势,有良好的经济社会效益。
  在实施该项目中,矿冶集团先后获得了相关专利19项,出版著作1本,发表论文2篇,主持制定国家标准1项。大极板自动剥锌机研发成功,在业内获得极高的评价和认可,价格和性能与进口设备相比,具有很大的优势。北矿品牌的BKAS系列自动剥锌机的研制成功,大幅降低了国内冶炼企业的采购成本和经营成本。
  新征程  砥砺奋进
  矿冶集团研发团队迎来新的征程,以剥锌机研发推广为突破口,开始涉足锌片运输和锌锭打包,一年一个台阶,各项工作稳步迈进。2017年,矿冶集团在剥锌机相关技术方面申请并承担了省部级课题5项,其中北京市科委项目2项,大洋协会海底采矿项目1项,工信部智能制造专项1项,发改委智能剥锌机项目1项,通过项目的完成,取得了一系列的重大技术突破,提升我国剥锌机的整体技术水平,获得中国有色金属工业协会科学技术奖一等奖2项、矿冶集团一等奖1项,获得发明专利授权3项、实用新型授权6项。
  目前,矿冶集团开发的系列剥锌机得到了行业的认可,被多家企业使用,为用户创造了良好的经济效益。面对未来,矿冶集团将把企业用户的需要作为自己的奋斗目标,继续发扬“团结、求实、开拓、奉献”矿冶精神,不忘初心,砥砺前行,努力研发出先进的剥锌技术和精良的剥锌装备,为行业客户提供服务。

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