无氧铜生产工艺流程.
上引法无氧铜杆工艺
上引法无氧铜杆工艺
随着工业的发展,铜杆作为一种重要的电气导体材料,应用范围越来越广泛。在电力、通讯、航空航天等领域,铜杆都扮演着不可或缺的角色。而在铜杆的生产过程中,无氧铜杆的生产工艺尤为重要。
无氧铜杆是指不含氧化铜的铜杆,其电导率、延展性和强度等性能都比普通铜杆优异。无氧铜杆的生产工艺主要有两种,一种是连铸法,另一种是上引法。本文将介绍上引法无氧铜杆的生产工艺。
上引法无氧铜杆工艺是在真空或惰性气氛下进行的一种铜杆生
产工艺。其特点是熔化铜材后通过铜杆上引的方式进行成杆。这种工艺可以避免铜杆表面氧化,保证铜杆的纯度和性能。
工艺流程如下:
1.原材料准备:选择高纯度的电解铜作为原材料,并进行化验检测,确保其化学成分符合要求。
2.熔炼:将原材料放入熔炉中进行熔炼。熔炉采用电炉或气炉,熔化温度一般在1100℃左右。在熔炼过程中,要注意控制熔炉内部的气氛,避免铜材表面氧化。
3.上引成杆:将熔化的铜液通过铜杆上引的方式进行成杆。上引成杆一般采用真空或惰性气氛,以保证铜杆表面不受氧化影响。在上引成杆的过程中,要注意控制成杆速度和杆径,以保证铜杆的质量和性能。
4.拉拔:将成杆的铜杆进行拉拔,以达到所需的直径和长度。拉拔过程中,要注意控制拉拔速度和拉拔力度,以保证铜杆的延展性和
强度。
5.清洗和包装:将拉拔好的铜杆进行清洗和包装,以保证铜杆表面干净无污染,并防止铜杆在运输和储存过程中受到损坏。
上引法无氧铜杆工艺具有以下优点:
1.生产出的铜杆纯度高,性能优异。
2.工艺流程简单,易于控制。
3.生产效率高,能够满足大规模生产的需求。
无氧铜杆连铸连轧生产线
无氧铜杆连铸连轧生产线
1.机组用途及组成
本机组是采用连铸连轧的工艺方法生产φ8mm低氧光亮铜杆,原材料为电解铜。本生产线由一台16吨/小时熔铜竖炉、一台12吨回转式保温炉、五轮式连铸机、牵引机、滚剪、校直刨角机、打毛机、连轧机、收杆装置、电控系统等组成。
2.简单工艺流程
电解铜──→竖炉────→回转式保温炉→流槽(熔体保护)→浇煲→连铸
机(铸坯)→铸坯处理装置(滚剪→校直→去角→除屑)→进轧装置(主动送料)→连轧机(轧杆)→铜杆冷却装置(表面还原)→连续绕杆装置(预成型)→梅花式收线装置(铜杆成卷)
3. 生产线主要技术参数
1). 生产铜杆直径:φ8 mm
2). 生产能力:14-16 t/h
3). 成圈重量: 3.0-5.0 t
4). 主要设备总尺寸: 40×7.8×6.1 m (不包括熔铜炉及循环冷却过滤系
统)
5). 主要设备总重量: 85 吨(不包括熔铜炉)
6). 主要设备总功率: 600 kW(不包括熔铜
炉)
4 .设备技术规范及组成
4.1熔铜炉一套
4.1.1熔化炉型:竖式冲天炉
4.1.2熔化炉最大铜熔化能力:16吨/小时
4.1.3熔铜炉上料机构最大装载量:5吨
4.1.4熔铜炉进料方式:提升式
4.1.5烧嘴单体最大燃烧能力:60万大卡/小时
4.1.6熔铜炉烧嘴数量:15只
4.1.7烧嘴冷却方式:水冷
4.1.8烧嘴点火方式:自动
4.1.9使用燃料:天然气、液化气、城市煤气
4.1.10保温炉炉型:液压回转式
4.1.11保温炉有效容量:12吨
4.1.12保温炉最高倾力角度:>70º
4.1.13烧嘴单体最大燃烧能力:60万大卡/小时
无氧铜生产工艺
无氧铜生产工艺
无氧铜是指在其制备过程中不加入氧化剂,避免氧化铜的生成。下面将介绍无氧铜的生产工艺。
无氧铜的生产工艺主要包括炼炉熔炼、粗铜电解精炼、连铸成形和热处理等步骤。
炼炉熔炼是无氧铜生产的第一步,其目的是将铜矿石经过多级浮选,提取出高品位的粗铜。首先,将铜矿石破碎、磨矿,得到细粉末;然后,将细粉末与添加剂一同放入高温炉中熔炼,高温下铜矿石中的铜元素逐渐溶解;溶解后的铜液通过连续的升温控制,使其中的杂质和不纯物逐渐分离,得到纯净的铜液。
粗铜电解精炼是无氧铜生产的关键步骤之一,其通过电解的方式进一步提纯铜液。首先,将熔炼得到的纯净铜液倒入电解槽中,同时加入电解液;然后,通过电流的作用,将铜离子从阳极迁移到阴极上,形成纯净的无氧铜。此工艺具有操作简单、生产效率高的特点。
连铸成形是将精炼得到的无氧铜液,通过模具的方式成型成铜坯。将铜液倒入连铸机中,通过控制水冷铜模的温度和运动速度,使得铜液在模具中均匀冷却、凝固,最终形成连续的铜坯。
热处理是无氧铜生产的最后一步,通过加热和冷却处理来改变铜材的力学性能和结构性能,提高其机械强度和电导率。热处理一般包括退火和固溶处理。退火是将铜材加热至一定温度,然后缓慢冷却至室温,以消除内部应力和改善铜材的塑性。固
溶处理是将无氧铜加热至固溶温度,然后迅速冷却,以形成均匀的固溶相。这些热处理工艺可以显著提高无氧铜的性能。
以上就是无氧铜的生产工艺,包括炼炉熔炼、粗铜电解精炼、连铸成形和热处理等步骤。这些工艺能够制备出高纯度、无氧化铜的产品。
无氧铜铜杆工艺流程
无氧铜铜杆工艺流程
## Oxygen-Free Copper Rod Process.
Process Flow.
1. Preparation of raw materials: Select high-quality electrolytic copper and melt it in an induction furnace to obtain molten copper. The molten copper is then deoxidized with phosphorus or other deoxidizers to remove oxygen impurities.
2. Casting: The deoxidized molten copper is cast into billets. The billets are then hot rolled to a certain size, which is called the rough rod.
3. Cold drawing: The rough rod is passed through a series of dies to reduce its cross-sectional area and increase its length. This process is called cold drawing.
4. Annealing: The cold drawn rod is annealed to soften
无氧铜生产工艺流程
第四章工艺技术方案
4.1 工艺技术方案
本项目采用的原材料为含铜量99%的电解铜,选用目前国内先进的蓄热式熔化炉和中频炉,用上引法连铸工艺方法生产氧的含量不大于0.02%,杂质总含量不大于0.05%,含铜量99.5%以上无氧铜杆。4.2 工艺流程简述
1、生产准备本项目使用的电解铜在江西省内购买
2、上引法连铸工艺流程
本项目采用上引法连铸工艺生产无氧铜杆。 上引法连铸铜杆
的基氧气
烟囱
图4-1 项目生产工艺流程图
电解铜
原料准备
合格原料
重油
烟 1气
-喷雾冷却
-布袋收尘
烟 尘
中频炉
烟气
大气
熔剂
(副产还原脱氧、保温
熔化炉
结晶出杆 装盘
无氧铜杆
(外
本特点是“无氧”,即氧含量在10pp m以下。
上引法与连铸连轧和浸涂法相比,其特点是:
1)由于拉扎工艺和铸造工艺不是连续的,拉扎是在常温下
进行的,不需要气体保护,钢材也不会被氧化。因此设备投资小,厂房布置也灵活。
2)单机产量变化范围大,年产量可以从几百吨到几万吨,
可供不同规模的厂家选用不同型号的上引机组。此外,由于连铸
机是多头的,可以很容易的通过改变铸造规格(铸杆直径),来改变单位时间的产量,因此其产量可视原材料的供应情况和产品的需求情况来确定,便于组织生产、节约能源。
3)只需更换结晶器和改变石墨模的形状,即可生产铜管、
铜排等异型铜材,并可在同一机器上上产不同规格、品种的铜材,灵活机动,这是上引法的中最大特点。
上引法连铸工艺流程:原料通过加料机加入融化炉进行熔
化、氧化、扒渣处理后,熔融的铜液经过一段时间的静置还原脱氧并达到一定的温度后,通过有CO气体保护的流槽经过渡腔(铜液在此进一步还原脱氧、清除渣质),进而平稳的流入中频炉保温静置,铜液的温度由热电偶测量,温度值由仪表显示,温度控制在1150C 土10C。连铸机固定于中频保温炉的上方,连铸机铜液在结晶器中快速结晶连续不断地生产出铜杆,最后经双头挠
无氧铜丝的含铜量
无氧铜丝的含铜量
1. 引言
无氧铜丝是一种纯铜线材,由纯度高达99.95%以上的无氧铜制成。其用途广泛,
被广泛应用于电子、电气、通讯、家电等领域。在生产无氧铜丝的过程中,控制铜丝的含铜量是非常关键的。本文将重点探讨无氧铜丝的含铜量相关内容。
2. 无氧铜丝的制备过程
无氧铜丝的制备过程一般包括以下几个步骤:
2.1 高纯铜原料的选择
制备无氧铜丝的第一步是选择高纯度的铜原料。高纯铜的含铜量通常要求在99.95%以上,以保证无氧铜丝的制备质量。
2.2 熔炼和浇铸
选取的高纯铜原料首先经过熔炼和浇铸工艺,将其熔化成液态,然后通过浇铸方式将熔化的铜液注入到铸模中,形成铜坯。
2.3 冷轧和拉制
铜坯经过冷轧机进行多道次轧制,逐渐降低其截面积和直径。然后,通过拉丝机将冷轧后的铜坯拉制成细丝,即无氧铜丝。
3. 无氧铜丝含铜量的重要性
无氧铜丝的含铜量直接影响其导电性能、塑性和机械强度等性能。一般来说,含铜量越高,无氧铜丝的导电性能越好。
4. 无氧铜丝含铜量的检测方法
无氧铜丝的含铜量可以通过多种方法进行检测:
4.1 化学分析法
化学分析法是一种常用的方法,通过溶解无氧铜丝样品,然后使用滴定法、比色法等方法测定其中铜的含量。
4.2 光谱分析法
光谱分析法包括原子吸收光谱、原子荧光光谱等,可以通过检测无氧铜丝中铜原子的吸收和荧光特性来确定其含铜量。
4.3 电化学分析法
电化学分析法是一种将无氧铜丝作为工作电极,浸泡在电解液中,通过测定电位和电流等参数来推测铜的含量的方法。
5. 无氧铜丝含铜量的控制
为了确保无氧铜丝的质量稳定,制造商通常会采取以下控制措施:
无氧铜杆连铸连轧生产线技术
无氧铜杆连铸连轧生产线
1.机组用途及组成
本机组是采用连铸连轧的工艺方法生产φ8mm低氧光亮铜杆,原材料为电解铜。本生产线由一台16吨/小时熔铜竖炉、一台12吨回转式保温炉、五轮式连铸机、牵引机、滚剪、校直刨角机、打毛机、连轧机、收杆装置、电控系统等组成。
2.简单工艺流程
电解铜──→竖炉────→回转式保温炉→流槽(熔体保护)→浇煲→连铸
机(铸坯)→铸坯处理装置(滚剪→校直→去角→除屑)→进轧装置(主动送料)→连轧机(轧杆)→铜杆冷却装置(表面还原)→连续绕杆装置(预成型)→梅花式收线装置(铜杆成卷)
3. 生产线主要技术参数
1). 生产铜杆直径:φ8 mm
2). 生产能力:14-16 t/h
3). 成圈重量: 3.0-5.0 t
4). 主要设备总尺寸: 40×7.8×6.1 m (不包括熔铜炉及循环冷却过滤系
统)
5). 主要设备总重量: 85 吨(不包括熔铜炉)
6). 主要设备总功率: 600 kW(不包括熔铜
炉)
4 .设备技术规范及组成
4.1熔铜炉一套
4.1.1熔化炉型:竖式冲天炉
4.1.2熔化炉最大铜熔化能力:16吨/小时
4.1.3熔铜炉上料机构最大装载量:5吨
4.1.4熔铜炉进料方式:提升式
4.1.5烧嘴单体最大燃烧能力:60万大卡/小时
4.1.6熔铜炉烧嘴数量:15只
4.1.7烧嘴冷却方式:水冷
4.1.8烧嘴点火方式:自动
4.1.9使用燃料:天然气、液化气、城市煤气4.1.10保温炉炉型:液压回转式
4.1.11保温炉有效容量:12吨
4.1.12保温炉最高倾力角度:>70º
4.1.13烧嘴单体最大燃烧能力:60万大卡/小时4.1.14保温炉烧嘴数量:1只
无氧铜杆加工工艺流程
无氧铜杆加工工艺流程
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无氧铜生产工艺流程培训课件
第四章工艺技术方案
4.1工艺技术方案
本项目采用的原材料为含铜量99%的电解铜,选用目前国内先进的蓄热式熔化炉和中频炉,用上引法连铸工艺方法生产氧的含量不大于0.02%,杂质总含量不大于0.05%,含铜量99.5%以上无氧铜杆。
4.2工艺流程简述
1、生产准备
本项目使用的电解铜在江西省内购买。
图4-1 项目生产工艺流程图
2、上引法连铸工艺流程
本项目采用上引法连铸工艺生产无氧铜杆。上引法连铸铜杆
的基本特点是“无氧”,即氧含量在10ppm以下。
上引法与连铸连轧和浸涂法相比,其特点是:
1)由于拉扎工艺和铸造工艺不是连续的,拉扎是在常温下进行的,不需要气体保护,钢材也不会被氧化。因此设备投资小,厂房布置也灵活。
2)单机产量变化范围大,年产量可以从几百吨到几万吨,可供不同规模的厂家选用不同型号的上引机组。此外,由于连铸机是多头的,可以很容易的通过改变铸造规格(铸杆直径),来改变单位时间的产量,因此其产量可视原材料的供应情况和产品的需求情况来确定,便于组织生产、节约能源。
3)只需更换结晶器和改变石墨模的形状,即可生产铜管、铜排等异型铜材,并可在同一机器上上产不同规格、品种的铜材,灵活机动,这是上引法的中最大特点。
上引法连铸工艺流程:原料通过加料机加入融化炉进行熔化、氧化、扒渣处理后,熔融的铜液经过一段时间的静置还原脱氧并达到一定的温度后,通过有CO气体保护的流槽经过渡腔(铜液在此进一步还原脱氧、清除渣质),进而平稳的流入中频炉保温静置,铜液的温度由热电偶测量,温度值由仪表显示,温度控制在1150℃±10℃。连铸机固定于中频保温炉的上方,连铸机铜液在结晶器中快速结晶连续不断地生产出铜杆,最后经双头挠杆机等辅助设备装盘成产品。
无氧铜杆生产工艺
无氧铜杆生产工艺
无氧铜杆是一种高纯度的铜制品,广泛应用于电工、机械、船舶等行业。下面将介绍无氧铜杆的生产工艺。
无氧铜杆的生产主要分为两个步骤:电解精炼和连铸。
首先是电解精炼。原料铜经过清洗后,放入电解槽中,作为阴极。阳极则是高纯度铜块,两者之间有隔离膜隔开。通过电流的作用,阳极的铜以离子形式溶解到电解液中,并沉积在阴极上。这个过程称为电解精炼。在电解精炼的过程中,通过控制电流密度、温度和电解液的成分等参数,可以使铜的纯度达到99.99%以上。
经过电解精炼后,得到高纯度的铜块。然后将高纯度的铜块放入连铸机中进行连铸。
连铸是指将液态金属铜注入到铸模中,通过冷却后,形成固态铜杆。在连铸过程中,需要控制铜液的温度、注入速度和冷却方式等参数,以确保铜杆的质量。连铸过程中,连铸机将铜液注入到连续链式铸坯机中,在连铸机内,旋转模具,使液态铜在模具中形成圆形截面的连续铜杆。然后通过冷却水冷却,使铜液逐渐凝固,并拉出固态铜杆。通过连续链式铸坯机,可以快速、连续地生产高质量的无氧铜杆。
最后,根据客户的需求,可以对无氧铜杆进行进一步的加工。常见的加工方法有拉伸、切割、热处理等。
以上就是无氧铜杆的生产工艺。通过电解精炼和连铸,可以生产出高纯度的无氧铜杆,广泛应用于各个行业。同时,在生产过程中,需要严格控制各个参数,以确保产品的质量。
无氧铜和磷脱氧铜
无氧铜和磷脱氧铜
一、引言
铜是一种广泛应用的金属,具有良好的导电、导热、耐腐蚀等性能。在铜的生产和应用过程中,常采用不同的方法来改善其性能。无氧铜和磷脱氧铜是两种常见的铜材料,它们在性能和应用方面有一定的差异。本文将对无氧铜和磷脱氧铜的性能、制备方法及应用进行介绍。
二、无氧铜
1.性能:无氧铜是一种纯度极高的铜材料,其氧含量很低,不超过0.02%。无氧铜具有优良的导电、导热性能,抗腐蚀性能也较好。此外,无氧铜的强度和硬度较高,耐磨性好。
2.制备方法:无氧铜的制备方法主要包括真空熔炼、电解精炼和粉末冶金等。真空熔炼是无氧铜的主要制备方法,通过在真空条件下熔化铜原料,可以有效地去除铜中的氧元素。
3.应用:无氧铜主要应用于电子、电气、通信等领域,如制作电缆、电线、变压器等。由于其高纯度和优良的性能,无氧铜在高端制造领域具有广泛的应用前景。
三、磷脱氧铜
1.性能:磷脱氧铜是一种含磷量较低的铜材料,其磷含量一般在0.02%至0.2%之间。磷脱氧铜具有良好的导电、导热性能,抗腐蚀性能也较好。此外,磷脱氧铜的强度和硬度较高,耐磨性好。
2.制备方法:磷脱氧铜的制备方法主要包括熔炼、铸造和挤压等。在熔炼过程中,通过添加磷元素,可以使铜中的氧元素与磷形成化合物,从而实现脱氧。
3.应用:磷脱氧铜主要应用于电子、电气、通信等领域,如制作电缆、电线、变压器等。由于其含磷量较低,磷脱氧铜在性能上优于普通铜,因此在高端制造领域具有广泛的应用前景。
四、无氧铜和磷脱氧铜的区别
1.纯度:无氧铜的纯度较高,氧含量低于0.02%;而磷脱氧铜的纯度相对较低,磷含量在0.02%至0.2%之间。
无氧铜杆生产工艺流程
无氧铜杆生产工艺流程
《无氧铜杆生产工艺流程》
无氧铜杆是一种高纯度铜杆,其制造工艺流程非常复杂。下面就介绍一下无氧铜杆的生产工艺流程。
1. 原料准备:首先需准备高纯度的铜块作为原料。这些铜块要经过严格的质量检验,确保其纯度达到要求。
2. 熔炼:将铜块放入熔炼炉中,通过高温将其熔化。在熔炼的过程中,需要加入一定比例的其他金属,如锡、锑等,以调整铜的成分。
3. 精炼:熔融后的铜液需要通过精炼过程,去除其中的氧及其他杂质。这一步通常采用真空脱氧、气体吹扫等方法进行。
4. 连续铸造:将精炼后的铜液倒入连铸机中,通过铸模连续冷却成为铜坯,然后再通过轧制设备将铜坯轧制成铜棒。
5. 退火:铜棒需要进行退火处理,以改善其力学性能和加工性能。
6. 表面处理:对铜棒进行表面处理,通常包括去氧化处理和抛光处理,以保证其表面光洁度和无氧化层。
7. 检测:对无氧铜杆进行各项质量检测,确保其成分和性能符合标准要求。
以上就是无氧铜杆生产工艺的主要流程,整个生产过程需要严格控制各个环节,确保最终产品的质量达到要求。无氧铜杆广泛应用于电气、化工、医疗等领域,其制造工艺的完善对产品质量和市场竞争力具有重要意义。
无氧铜生产工艺流程
第四章工艺技术方案
4.1工艺技术方案
本项目采用的原材料为含铜量99%的电解铜,选用目前国内先进的蓄热式熔化炉和中频炉,用上引法连铸工艺方法生产氧的含量不大于0.02%,杂质总含量不大于0.05%,含铜量99.5%以上无氧铜杆。
4.2工艺流程简述
1、生产准备
本项目使用的电解铜在江西省内购买。
图4-1 项目生产工艺流程图
2、上引法连铸工艺流程
本项目采用上引法连铸工艺生产无氧铜杆。上引法连铸铜杆
的基本特点是“无氧”,即氧含量在10ppm以下。
上引法与连铸连轧和浸涂法相比,其特点是:
1)由于拉扎工艺和铸造工艺不是连续的,拉扎是在常温下进行的,不需要气体保护,钢材也不会被氧化。因此设备投资小,厂房布置也灵活。
2)单机产量变化范围大,年产量可以从几百吨到几万吨,可供不同规模的厂家选用不同型号的上引机组。此外,由于连铸机是多头的,可以很容易的通过改变铸造规格(铸杆直径),来改变单位时间的产量,因此其产量可视原材料的供应情况和产品的需求情况来确定,便于组织生产、节约能源。
3)只需更换结晶器和改变石墨模的形状,即可生产铜管、铜排等异型铜材,并可在同一机器上上产不同规格、品种的铜材,灵活机动,这是上引法的中最大特点。
上引法连铸工艺流程:原料通过加料机加入融化炉进行熔化、氧化、扒渣处理后,熔融的铜液经过一段时间的静置还原脱氧并达到一定的温度后,通过有CO气体保护的流槽经过渡腔(铜液在此进一步还原脱氧、清除渣质),进而平稳的流入中频炉保温静置,铜液的温度由热电偶测量,温度值由仪表显示,温度控制在1150℃±10℃。连铸机固定于中频保温炉的上方,连铸机铜液在结晶器中快速结晶连续不断地生产出铜杆,最后经双头挠杆机等辅助设备装盘成产品。
无氧铜生产新工艺及设备
42
资源再生 2009/03
T
技术echnology
无氧铜(OFE)的生产在铜加工行业中是工艺较难掌握、对设备和生产控制要求较高的一种生产工艺。 目前国内还没有自行设计制造大型的无氧铜生产线。通过对引进无氧铜生产线的学习和研究,对我国铜加工行业的水平提升有深远意义。
一、无氧铜的生产工艺及特点
无氧铜是一种高品质的铜,其氧含量少于5×10-6,氢含量低于1×10-6。生产无氧铜产品需要特别的前提条件:首先,必须用A级的电解铜,要确保其中所含的其他元素在规定的范围之内;其次,电解铜要预热,防止吸附湿气;第三,熔化炉中的液面上覆盖了一层10cm厚的木炭,木炭要经过煅烧,目的是防止液面与空气接触。因为熔化炉中的气氛通常含少量的氧,且电解铜加料时,加料口是开着的,因此保持熔化炉内气氛呈正压是很重要的。
传统无氧铜生产工艺是采用长流槽内通入一氧化碳,还原铜液中的氧。这种工艺缺点是设备较多,占地面积大,属于20世纪70年代的技术。引进的先进无氧铜生产工艺则是使用
无氧铜生产新工艺及设备
On New Technology and Equipment for Oxygen-Free Copper Production
□文/吕 杰
摘 要:介绍了引进的无氧铜生产新工艺及设备,叙述了该生产工艺的特点、生产过程和主要设备构造。关键词:无氧铜;生产工艺;熔化炉;铸造炉
A b s t r a c t : T h i s a r t i c l e i n t r o d u c e s t h e n e w t e c h n o l o g y a n d e q u i p m e n t o f o x y g e n -f r e e c o p p e r p r o d u c t i o n b y i l l u s t r a t i n g t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f p r o d u c t i o n p r o c e s s a n d m a j o r m e c h a n i c a l c o m p o n e n t s.K e y w o r d s : o x y g e n -f r e e c o p p e r ; p r o d u c t i o n t e c h n o l o g y ; m e l t i n g f u r n a c e ; c a s t i n g f u r n a c e
无氧铜1
熔炼过程中加木炭作覆盖剂,升温过程炉盖盖严保温,浇铸模用石墨粉覆盖或用煤气燃烧,以避免空气中的氧二次吸入。这种最为常用的生产工艺也是目前无氧铜生产的主要方法,由于生产过程中氧的来源较多,稍有控制不严,即会产生“有氧铜”。主要质量现象为含氧量高,导电率低下,铸锭疏松,气孔严重。造成这些问题的主要因素是氧含量提高。
原料
阴极铜熔铸是无氧铜材质量保证的先决条件,无氧铜熔炼过程中,为防止铜液氧化以及降低导电性能,一般不允许加脱氧剂。要使铸锭获得高含铜量、低杂质原料,本身必须要求纯净。另外,原料阴极铜还应该是干燥、干净的,水是阴极铜上最常见的杂质,在高温环境下,水变为水蒸气,并分解成氧和氢,使铜氧化和吸氢: 2Cu+H2O=Cu2O+2[H] 铜氧化后形成的氧化亚铜与铜在晶界处形成低溶点晶体,是铜材加工过程产生裂纹和使用过程产生“氢病”的主要原因。氢以原子状态进入铜液,导致铸造组织含有气孔,使加工材形成难以弥合的分层和起皮[1]。电解板表面铜豆和铜绿同样是氧、氢的来源。
覆盖剂—木炭
无氧铜熔炼过程中,液面保护剂木炭也是氧的重要污染源。木炭潮湿或覆盖不严都有可能导致氧的吸入,进而使熔体形成氧化亚铜与铜在晶界处形成低熔点共晶体,最终产生裂纹、起皮起泡等缺陷。
铸模液面覆盖剂—烟灰、石墨粉
浇铸时,铸模液面一般采用燃烧煤气保护和覆盖烟灰、石墨粉保护。由于煤气本身纯度不够,再加之从节约能源的角度考虑,已基本不采纳。烟灰或石墨粉覆盖是目前较多采用的方法,而烟灰和石墨粉的质量和干燥度也影响铸锭的吸氧程度。
排除氧等杂质的来源
无氧铜管棒材成品率提高工艺探索
无氧铜管棒材成品率提高工艺探索,通过工艺改进,渗氧、脱皮试验,
挤压工序等来探究
通过对无氧铜管棒材生产中加热、挤压工序的控制,尽量减少氧气的进入,降低因加工生产带来的含氧量不合格的可能性,以提高无氧铜的氧含量的合格率。
随着用户对无氧铜需求量的增加,无氧铜产量也在逐年增加,尤其是无氧铜管棒材已成为一项重要产品。管棒技改项目完成后管棒材的生产能力和产品质量大大提高,生产工艺逐步完善,综合成品率大幅提高。但无氧铜管棒材含氧量不合格是长期困扰无氧铜生产的一个难题。在挤压后取样经常出现比例较大的氧含量不合格,甚至整批不合格的情况,这不仅增加成本,延误交货期,还影响产品形象,因此探索无氧铜管棒材在挤压环节的工艺、高无氧铜氧含量的合格率非常重要。
1.改进前状况
改进前,无氧铜管棒材综合成品率为 57.5%。无氧铜在挤压工序的成品率平均为 60.36%,最高为 67.85%,最低为45.76%。
数据收集及试验
无氧铜中含氧量的检测方法有两种:一是 YS/T335-94《电真空器件无氧铜含氧量金相检验法》,检验结果分为1 ~ 6级,1、2、3 级判定合格,是半定量检验方法;二是 GB/T5152-1996《高频脉冲加热红外吸收气体分析方法》,是定量检测方法。
数据收集。对铸锭进行抽样检查,发现全部按 1 级过料的铸锭有含氧不合格的情况。
(1)对 TU1 棒材(Φ85)共 19 根,成品逐根取样,取样部位见图 1。经检验,氧含量均为 4 ~ 6 级,部分检测结果见表 1。随即对该批未挤制剩余Φ295 铸锭取样检测。经检测氧含量 3 ~ 6 级不等,取样部位见图2,部分检测结果见表2。
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第四章工艺技术方案
4.1工艺技术方案
本项目采用的原材料为含铜量99%的电解铜,选用目前国内先进的蓄热式熔化炉和中频炉,用上引法连铸工艺方法生产氧的含量不大于0.02%,杂质总含量不大于0.05%,含铜量99.5%以上无氧铜杆。
4.2工艺流程简述
1、生产准备
本项目使用的电解铜在江西省内购买。
图4-1 项目生产工艺流程图
2、上引法连铸工艺流程
本项目采用上引法连铸工艺生产无氧铜杆。上引法连铸铜杆
的基本特点是“无氧”,即氧含量在10ppm以下。
上引法与连铸连轧和浸涂法相比,其特点是:
1)由于拉扎工艺和铸造工艺不是连续的,拉扎是在常温下进行的,不需要气体保护,钢材也不会被氧化。因此设备投资小,厂房布置也灵活。
2)单机产量变化范围大,年产量可以从几百吨到几万吨,可供不同规模的厂家选用不同型号的上引机组。此外,由于连铸机是多头的,可以很容易的通过改变铸造规格(铸杆直径),来改变单位时间的产量,因此其产量可视原材料的供应情况和产品的需求情况来确定,便于组织生产、节约能源。
3)只需更换结晶器和改变石墨模的形状,即可生产铜管、铜排等异型铜材,并可在同一机器上上产不同规格、品种的铜材,灵活机动,这是上引法的中最大特点。
上引法连铸工艺流程:原料通过加料机加入融化炉进行熔化、氧化、扒渣处理后,熔融的铜液经过一段时间的静置还原脱氧并达到一定的温度后,通过有CO气体保护的流槽经过渡腔(铜液在此进一步还原脱氧、清除渣质),进而平稳的流入中频炉保温静置,铜液的温度由热电偶测量,温度值由仪表显示,温度控制在1150℃±10℃。连铸机固定于中频保温炉的上方,连铸机铜液在结晶器中快速结晶连续不断地生产出铜杆,最后经双头挠杆机等辅助设备装盘成产品。
⑴加料:原料一般用加料机加入,炉头多加、炉尾少加。加
冷料时要使铜料距炉顶及烟道口有一定距离,以保证燃料燃烧和炉气流动的顺畅。加料时要保证炉膛有足够高的温度,一般应达到1300℃以上,炉内应保证零压或微负压。
⑵熔化:熔化作业系在氧化气氛下进行,一般炉膛温度保持在1300~1400℃以加速冷铜料的熔化,在熔化过程中定期向炉内已熔化的铜液中插入一根风管,鼓入压缩空气剧烈地搅动熔体以加速熔化过程,这时也会有部分杂质熔化,形成炉渣于熔体表面,待熔体大部分熔化完,即可进行氧化操作。
⑶氧化:其要点是增大烟道抽力(-80~-100Pa),提高炉内空气过剩系数(ξ=1.2~1.4),使炉内成氧化性气氛。用直径为ф18~50mm的钢管2~3根向熔体内鼓入0.3~0.5MPa的压缩空气,进行氧化作业,为减少钢管熔入铜中的消耗,钢管外用耐火材料包裹。为增加氧的利用率,钢管应尽可能深插,插入角度为45°~60°,插入深度为铜熔体深度的2/3。氧化期的炉膛温度在1250℃左右,以保证铜液温度为1150℃~1180℃,有利于杂质的氧化。
⑷扒渣:扒渣是将造渣后的杂质通过扒渣过程将其除去,铜面控制是扒渣操作的关键。铜液面过低,给以后扒渣作业造成困难,床能率低;铜液面过高,易出现侧门、渣口跑铜事故。为控制好渣含铜,应及时进行扒渣作业,避免干渣转变为稀渣,生产过多的氧化亚铜。
⑸保温静置:熔融的铜液流入中频炉保温静置、还原脱氧并
达到一定的温度后,进而处于保温状态,铜液的温度由热电偶测量,温度值由仪表显示,温度控制在1150℃±10℃。中频保温炉引杆腔铜液表面用焦炭覆盖,覆盖厚度为40-60mm,结晶器周围厚度为80-100mm。
⑹结晶出杆、装盘:连铸机固定于中频保温炉的上方,连铸机铜液在结晶器中快速结晶连续不断地生产出铜杆,最后经双头挠杆机等辅助设备装盘成产品。
1)结晶器准备
a.对新的和使用期超过半月的结晶器,进行水压试验,水压为0.5-0.6Mpa,保持15分钟不漏水。
b.装配石墨模:把检验合格的石墨模,旋入结晶器,端面到位。
c.结晶器头部包上8mm厚硅酸铝纤维毯或隔热套,用玻璃纤维带扎紧,端面垫上一层硅酸铝纤维毯圈,然后装护套,在石墨模与护套的缝隙用填料或石棉线填实,以防铜液钻入。填料配方:耐火粘土95%+水玻璃3%,并合成团。
d.结晶器上口装上石棉盘根,并用装有引锭头的前半节引杆通过,拧紧压套,引锭头端面距石墨模端面5-10mm。
e.结晶器进出水管接上,通少量冷却水,检查管路系统是否畅通,然后放在炉口上预热10分钟以上安装使用。
2)连铸机准备:调整液位跟踪系统的位置,保证结晶器安装后石墨模插入液面的深度为140-160mm。操作时确认铜液液面
离碳化硅保护套上沿距离为30-40mm左右。
3)引杆操作程序:a.结晶器就位,插入铜液,接上后半节引棒,压紧牵引轮,开始引棒。b.调节冷却水量,¢14.4-¢20mm结晶器进出水温保持在15℃左右。¢8mm结晶器进出水温保持在6-10℃左右,进水温度最高不能超过35℃,在30℃左右为宜。c.铜杆引出后,将引棒分节拆下,并通过导轮进入收线系统。
4)铸杆日常操作:a.¢14.4-¢20mm铜杆牵引速度400-700mm/min为宜,¢8mm铜杆牵引速度1800-2800mm/min为宜。b.经常检查铜杆表面质量,监测冷却水温度,结晶器插入深度,液位跟踪系统工作状况,如遇异常情况,及时排除。
(7)收线
1)收线时将引锭头头部切除,将铜杆通过限位装置,穿过并夹紧收线导轮,引入收线框内。
2)经常注意限位装置工作情况,在限位装置失灵情况下,临时利用收线机上的操作按钮进行人工操作,并及时排除故障。
3)收线框装满后,吊出铜杆,挂上产品跟踪卡,标明日期、炉次、生产班组、重量等项。
(8)水系统控制
1)水系统供水,¢14.4-¢20mm结晶器水压为0.2-0.3Mpa,水套、线圈为0.18-0.2Mpa。¢8mm结晶器水压为0.28-0.35Mpa,水套、线圈为0.18-0.2Mpa。