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。

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。

２）水池水温用冷却塔调整，进水温度控制在30±5℃。