一種連鑄連軋生產(chǎn)高端8mm直徑低氧銅桿的工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬銅的加工方法，尤其涉及一種連鑄連軋生產(chǎn)高端8_直徑低氧銅桿的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)銅的消費(fèi)量也日益增加，同時(shí)市場(chǎng)對(duì)銅產(chǎn)品的質(zhì)量要求也越來(lái)越高，尤其是8_直徑低氧銅桿，質(zhì)量好壞直接決定了終端產(chǎn)品的市場(chǎng)。傳統(tǒng)上低氧銅桿多以高純度陰極銅混合回收銅，通過(guò)連鑄連軋工藝生產(chǎn)，但缺點(diǎn)是生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量性能不一，差異較大，特別是對(duì)于高端的產(chǎn)品，在大規(guī)模生產(chǎn)下很難保證低氧銅桿成品質(zhì)量的一致性，此外，現(xiàn)有工藝普遍耗能大，成本高。
[0003]公開號(hào)CN 101259484 A，公開日2008年9月10日的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種廢雜銅連鑄連軋低氧銅桿生產(chǎn)工藝，該發(fā)明的生產(chǎn)工藝流程是:廢雜銅一反射爐熔煉一吹氧—精煉一還原一保溫爐精煉一饒鑄一滾剪邊一粗軋一精軋一冷卻一排線一出料。其中反射爐工序包括:原料一加料一熔化一氧化一還原一澆鑄。該發(fā)明充分利用了廢雜銅，在一定程度上降低了成本，提高了原料的利用率，但其不足之處是，該方法的工藝并不能滿足高端產(chǎn)品的生產(chǎn)，適于高端8mm直徑低氧銅桿市場(chǎng)的需求，且生產(chǎn)工藝上耗能，生產(chǎn)成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種連鑄連軋生產(chǎn)高端8mm直徑低氧銅桿的工藝，本發(fā)明的工藝節(jié)能環(huán)保，生產(chǎn)成本低，且生產(chǎn)的8mm直徑低氧銅桿成品性能穩(wěn)定，質(zhì)量等級(jí)高，滿足了高端8mm直徑低氧銅桿市場(chǎng)的需求。
[0005]本發(fā)明的具體技術(shù)方案為:一種連鑄連軋生產(chǎn)高端8_直徑低氧銅桿的工藝，主要包括如下步驟:
a.配料:按GB/T 5121和YS/T 464所述的方法對(duì)電解銅原料進(jìn)行化學(xué)成分檢測(cè)，對(duì)所述電解銅原料進(jìn)行表面質(zhì)量檢測(cè)，把檢測(cè)結(jié)果符合如下標(biāo)準(zhǔn)的電解銅歸為A級(jí)銅:
質(zhì)量分?jǐn)?shù):Se ( 0.0002%，Te ( 0.0002%，Bi ( 0.0002% 且 Se，Te，Bi 三種元素總量不大于 0.0003% ；Sb ( 0.0004%，As ( 0.0005% 且 Cr，Mn，Sb，Cd，AS，P 六種元素總和不大于
0.0015% ；Pb ( 0.0005% ；S ( 0.0015% ；Fe ( 0.001%，且 Sn，Ni，F(xiàn)e，Si，Zn，Co 六種元素總和不大于0.002% ；Ag ( 0.0025% ;上述18種雜質(zhì)元素總和不大于0.0065% ；電解銅表面光潔，綠色附著物總面積不大于單面面積的1%，無(wú)化學(xué)液殘留，電解銅表面高5mm以上圓頭密集結(jié)粒的總面積不得大于單面面積的10%，電解銅普通裝卸不易脆斷。
[0006]選擇符合以上要求的A級(jí)銅為原料，對(duì)同一批次的A級(jí)銅原料進(jìn)行組批投料。
[0007]全部選用高品質(zhì)的A級(jí)銅作為原料，不得添加其他低等級(jí)電解銅或者回料，確保了最終產(chǎn)品的高質(zhì)量。
[0008]b.熔煉:所述原料被投入豎爐后熔化成銅液，所述銅液再通過(guò)上流槽進(jìn)入保溫爐進(jìn)行精煉，精煉后銅液經(jīng)下流槽進(jìn)入中間包準(zhǔn)備澆鑄，在澆鑄之前銅液的含氧量控制在0.02-0.03%，在所述熔煉過(guò)程中需及時(shí)對(duì)所述上流槽、下流槽和保溫爐進(jìn)行扒渣，扒渣頻率至少為3次/h，在下流槽增氧管上設(shè)置一個(gè)水循環(huán)熱交換裝置對(duì)所述增氧管中的壓縮氣體在進(jìn)入下流槽前進(jìn)行預(yù)加熱升溫。
[0009]在澆鑄前嚴(yán)格控制所述銅液的含氧量，保證成品的氧含量符合要求；水循環(huán)熱交換裝置的設(shè)置，使得壓縮氣體在進(jìn)入下流槽前就進(jìn)行預(yù)加熱，防止因壓縮氣體溫度過(guò)低導(dǎo)致銅液溫度大幅降低而局部結(jié)冷銅情況的發(fā)生，進(jìn)一步保證了成品的質(zhì)量。
[0010]C.鑄造:將經(jīng)所述步驟b后得到的銅液澆鑄在雙帶連鑄機(jī)上后進(jìn)行鑄造，用冷卻水進(jìn)行冷卻，所述冷卻水在升溫后進(jìn)入所述水循環(huán)熱交換裝置，冷卻水在降溫后再次進(jìn)入所述雙帶連鑄機(jī)。冷卻水升溫后，進(jìn)入水循環(huán)熱交換裝置對(duì)所述壓縮氣體加熱，熱交換后冷卻水再次進(jìn)入雙帶連鑄機(jī)進(jìn)行冷卻，如此循環(huán)。對(duì)冷卻水的重復(fù)循環(huán)利用，大大節(jié)省了能源，降低了成本。
[0011]d.軋制:在經(jīng)所述步驟c鑄造后得到初步定型的鑄坯，所述鑄坯在正式銑邊前需經(jīng)過(guò)鑄坯四個(gè)棱角刻痕機(jī)的初步銑邊，正式銑邊后在軋機(jī)上進(jìn)行軋制，所述軋制先后包括粗軋和精軋，經(jīng)軋制后得到半成品銅桿，在軋制過(guò)程中，設(shè)有高壓除磷泵將乳化液抽出并噴射于鑄坯表面，在所述粗軋過(guò)程中，粗軋乳化液中酒精的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5-1.0%，油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5-1.0%，所述粗軋乳化液pH值為8.0-9.0 ;在所述精軋過(guò)程中，精軋乳化液中酒精質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5-2.0%，油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5-2.0%，所述精軋乳化液pH值為8.9-9.0，粗軋乳化液與精軋乳化液溫度均控制在42-47?，在所述乳化液箱、高壓除磷泵與軋機(jī)之間串聯(lián)有導(dǎo)管、乳化液收集器、乳液旋流分離器和熱交換管道一同構(gòu)成乳化液循環(huán)系統(tǒng)，乳化液從乳化液箱通過(guò)所述導(dǎo)管依次流經(jīng)高壓除磷泵、乳機(jī)、乳化液收集器、乳液旋流分離器和熱交換管道，最后回到乳化液箱。
[0012]在正式銑邊前增加初步銑邊的工序，可有效防止正式銑邊后發(fā)生卷肩，減少了鑄坯四個(gè)棱角上存在的氣泡，從而防止所述鑄坯由于帶有氣泡而在軋制時(shí)發(fā)生表面缺陷。高壓除磷泵的設(shè)置可以大幅增加所述乳化液噴射到鑄坯表面時(shí)的沖擊力，這樣可以有效去除軋制過(guò)程中帶入的一些銑邊廢肩以及鑄坯表面結(jié)晶不好的氧化皮；經(jīng)過(guò)配方優(yōu)化后的各乳化液能夠更加有效地去除鑄坯表面的氧化銅和氧化亞銅，同時(shí)可以起到保護(hù)軋輥的作用，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。所述乳化液循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)置，使得在軋制過(guò)程中乳化液可以循環(huán)使用，乳液旋流分離器將乳化液中大量的銅粉分離，防止在軋制過(guò)程中銅粉被軋到鑄坯表面。乳化液在軋機(jī)中吸收了大量的熱量，在進(jìn)入所述熱交換管道后熱交換后溫度降低，最后回到乳化液箱，大大降低了成本。
[0013]e.清洗冷卻、吹干、探傷涂蠟、繞桿:對(duì)經(jīng)所述步驟d后得到的所述半成品銅桿先后進(jìn)行清洗冷卻、吹干、探傷、涂蠟、繞桿。所述吹干過(guò)程中使用壓縮空氣繼進(jìn)行吹干，所述壓縮空氣在吹干前流經(jīng)所述步驟d中的熱交換管道與所述乳化液進(jìn)行熱交換，壓縮空氣在加熱后對(duì)半成品銅桿進(jìn)行吹干，效率更高，且同時(shí)與乳化液進(jìn)行熱交換，節(jié)約了能源。
[0014]f.包裝:經(jīng)所述步驟e后將得到8mm直徑低氧銅桿線卷，對(duì)所述8mm直徑低氧銅桿線卷進(jìn)行包裝后得到8mm直徑低氧銅桿成品。
[0015]作為優(yōu)選，所述步驟a中的A級(jí)銅原料的單板電解銅的長(zhǎng)度在1000-1040mm之間，寬度在740-1000mm之間，厚度在10_18mm之間。
[0016]作為優(yōu)選，所述步驟b中在澆鑄之前所述銅液含氧量控制在0.021-0.024% ;所述水循環(huán)熱交換裝置主要包括溫控系統(tǒng)和熱交換套管，所述所述熱交換套管套于所述下流槽增氧管外表面，熱交換套管上設(shè)有導(dǎo)入口、導(dǎo)出口和內(nèi)腔，所述步驟C中的冷卻水升溫后通過(guò)所述導(dǎo)入口進(jìn)入所述內(nèi)腔，降溫后經(jīng)所述導(dǎo)出口重新流入所述雙帶連鑄機(jī)。
[0017]作為優(yōu)選，所述步驟c中的所述銅液在澆鑄前，銅液在所述保溫爐中的溫度控制于1130-1140°C之間，澆鑄開始后保溫爐角度控制在75-85度之間，開始澆鑄時(shí)在所述中間包中的銅液溫度介于1120-1135?之間，正常生產(chǎn)后從中間包進(jìn)入所述雙帶連鑄機(jī)的銅液溫度控制在1115-1125 °C之間；澆鑄過(guò)程中采用高液位澆鑄，澆鑄時(shí)雙帶連鑄機(jī)液位穩(wěn)定在45-55%之間，以降低澆鑄時(shí)產(chǎn)生氣泡的概率，澆鑄時(shí)中間包中放置有過(guò)濾磚對(duì)銅液進(jìn)行過(guò)濾以減少雜質(zhì)，澆鑄開始后保持勻速澆鑄。在澆鑄時(shí)隨時(shí)檢查雙帶連鑄機(jī)上鋼帶、擋塊油和石墨的噴涂情況，如發(fā)現(xiàn)所述擋塊油與石墨噴涂不均勻等狀況需及時(shí)解決和處理，確保銅液形成鑄坯后容易脫模，上、下鋼帶每小時(shí)擦拭兩次，如遇到澆嘴尖有結(jié)冷銅的情況需及時(shí)清除。
[0018]作為優(yōu)選，所述步驟d的軋制過(guò)程中，所述鑄坯進(jìn)軋時(shí)溫度在800-850°C，所述高壓除磷泵的壓強(qiáng)為12-18MPa，軋制完成后所述半成品銅桿出軋機(jī)時(shí)的表面溫度控制在650-680°C，所述軋機(jī)上最后兩道軋機(jī)軋輥的使用時(shí)間不超過(guò)24小時(shí)。通過(guò)反復(fù)研宄，當(dāng)鑄坯進(jìn)軋溫度高于830°C且高壓除磷泵壓強(qiáng)低于1MPa時(shí)軋機(jī)上1#軋輥和2#軋輥表面容易粘銅，在軋制過(guò)程中所述1#軋輥和2#軋輥上的銅粉容易被粘到鑄坯上，導(dǎo)致由于鑄坯表面有雜物而在之后的渦流探傷在線檢測(cè)過(guò)程中使系統(tǒng)頻繁報(bào)警，為此通過(guò)對(duì)鑄坯進(jìn)軋溫度以及高壓除磷泵的壓強(qiáng)的控制，解決了上述技術(shù)問題。
[0019]作為優(yōu)選，在所述步驟e中，清洗冷卻時(shí)清洗液中酒精的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5-3.5%，所述清洗液PH值介于8.5-9.0之間，清洗液溫度控制在30-34?，配方優(yōu)化后的清洗液增強(qiáng)了對(duì)所述半成品銅桿表面雜質(zhì)的去除能力，同時(shí)可以有效降低半成品銅桿的溫度；在清洗冷卻后對(duì)所述半成品銅桿用壓縮空氣進(jìn)行吹干，所述壓縮空氣的壓強(qiáng)為0.6-0.7MPa，確保半成品