光亮铜杆的质量控制
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在所有进口和国产的连铸连轧生产线上
生产的光亮铜杆 ,普遍存在成品铜杆表面产 生氧化变色现象。 其不同仅在于程度而已。
成品铜 杆表面氧化变色 成因的因素 较 多 ,其中以乳化液、淬冷还原液、保护蜡的质 量以及轧件的终轧温度为最主要。
( 1) 乳化液 连轧机组所用的乳化液 , 从工艺角度上来看 ,其作用是冷却和润滑。生 产实践表明 ,乳化液浓度的高低 ,将直接影响 工作辊和轧件的滑转是否稳定、是否平衡 ,从 而影响连轧条件的建立。所以 ,对乳化液的质 量要求已引起各生产厂家的广泛重视。 但在 对乳液作用的评述时 ,往往忽视了乳化液还 应该具有还原氧化物的作用。 轧件在轧制过 程中 ,尽管轧机间距较小 ,但与空气接触的表 面 ,氧化是不可避免。 因此 ,及时对其表面清 洗还原是十分必要的。目前 ,通常采用的方法 是在乳化液中注入适当数量的酒精 ,组成混 和液 ,并已取得了一定的使用效果。
当铜液接触到结晶轮腔内碳黑层后 ,铜 液的热量迅速排出 ,立即形成薄薄的一层凝 固壳层 ,随即壳层收缩 ,于是在结晶轮和凝固 壳层之间形成一个间隙 ,这个间隙将被碳黑 层在二次分解后产生的混合气体所填满 ,在 这些释放的气体中 ,每一种气体均具有不同 的热传导系数。因此 ,混合气体的平均热传导 系数和冷却水压力、流量、碳黑层厚度一样 , 是决定热传导的另一个重要因素。
面。由于液面上留有铜渣及煤气中的含硫 ,有 如下反应:
2Cu+ SO2 = Cu2 S+ O2
( 1)
2H2 S+ 3O2 = 2SO2+ 2H2 O
( 2)
反应式 ( 1)表明硫不能逸出铜液面 ;反应 式 ( 2)一方面使炉中 SO2 增多 , 使铜液中的 SO2 析出困难 ,另一方面 ,由于炉气中 SO2 增 多加速反应式 ( 1)向右进行 ,这就是使用含硫
连铸过程实际上是在铸轮结晶腔内的液 态铜向固态铜的转化过程。 在冷却均匀的情 况下 ,铜液在凝固时必然成标准的“ V”字形 , 如图 3所示。
V 形锐角的大小 ,也即液态铜的高度 h 是随着冷却速度的大小而发生变化的。 影响
冷却速度的原因很多 ,诸如: 冷却水压力、流 量、冷却水温度、碳黑层的厚度和结构 ,以及 冷却水的水质情况等。
( 2) 氢对铸坯开裂的影响 在还原性气 氛情况下 , 氢在 1200°C铜液中溶解度较高 , 但当液态铜向固态铜转化时 (此时温度处在 1083°C) ,氢在液态铜中的溶解度 将明显下 降 ,这时会析出大量氢气。在冷却速度较慢的 情况下 ,凝固时析出的氢气不可能全部以气 泡形式排出 ,而主要析出在铸坯结晶前沿的 铜液中 ,随着结晶体的生长逐渐富集于支晶 之间。与此同时 ,在固液面附近支晶凝固收缩 时产生缩松和支晶的表面缺陷 ,为气孔的形 核长大提供了有利的条件。 这就是铸坯在冷 却速度较慢的情况下会产生沿晶气孔的一个 主要原因。
解铜本身的化学成分 ,及其所含的杂质。在连 铸连轧生产工艺中所采用的竖炉、保温炉不 能处理电解铜中的杂质 ,加上电解铜在储运 过 程 中表 面 沾 有 大量 的 灰 尘、 泥土 等 如 不 清 除 ,将会增加铜杆中的含硅、含铁量。因此 ,选 用不低于 GB466- 82《铜分类》的 1号铜以及 对电解铜表面进行吹洗甚至煮洗 ,对提高铜 杆的电导率是非常重要的。
No . 4 1999
Electric Wire & Ca ble
Aug . , 1999
图 3
最佳的选择。
图 2
3 影响光亮铜杆质量的 各种因素及其 控制方法
3. 1 竖炉铜水含氧量的控制 根据上面分析可知: 成品光亮铜杆含氧
量应控制在 250× 10- 4% ～ 450× 10- 4% 为最 佳。那么如何控制呢? 首先 ,必须控制好竖炉 铜水含氧量 ,根据十年来的生产实践 ,竖炉含 氧量应控制在 150× 10- 4% ～ 200× 10- 4% 为 宜。 我们的做法是利用 CO分析仪对竖炉预 混合的空气 -煤气混合气进行分析 ,监控其中 的 CO百分含量 ,从而达到控制竖炉含氧量 的目的。 3. 2 铸坯质量的控制
根据对光亮铜杆扭转性能的实际测量 , 铜杆含氧量与扭转次数有下列的曲线关系 , 见图 1。
收稿日期: 1999-1-27 作 者简介 : 彭 云 ( 1966- ) ,男 ,安 徽省霍 邱县 人 ,工程师 ,工学学士。
图 1
2. 2 铜杆含氧量对电导率的影响 光亮铜杆电导率的高低 ,主要取决于电
1D9O99I 年: 1第0. 1641期05 /j . cnki . dxdl . 1999. 04. 004 No . 4 1999
电线电缆 Electric Wire & Ca ble
1999年 8月 Aug . , 1999
光亮铜杆的质量控制
彭 云
(芜湖恒鑫铜业集团有限公司 ,安徽 芜湖 241009)
在连铸连轧生产线上均配有去除铸坯棱 边的装置—— 倒棱机构。实践证明 ,在倒棱机 后面必须增设一套清刷机构。 清刷机构的作 用 ,一是去除铸坯表面的氧化物 ,二是清除附 着在铸坯表面的倒棱铜屑 ,使铸坯表面清洁 , 这是铜杆不夹杂的重要保证。
在轧制过程中 ,特别是封闭式 Y型轧 机 ,不可避免地在每架轧机中间积存由于轧 制脱落下来的氧化铜皮 ,生产时间越长 ,氧化 铜皮就积聚得越多 ,在这种情况下 ,氧化铜皮 就有可能随轧件一起进入孔型 ,造成铜杆的 夹杂 ,影响产品的质量。
Байду номын сангаас
据经验及要求 ,必须使用“软水”。 否则 ,铸机
结晶轮底部、两侧以及钢带的顶部形成水垢 , 使结晶轮和铜带的热传导急剧下降 ,降低了
结晶轮的冷却速度 ,结果铸坯将会产生上面 已经提到种种铸造缺陷 ,使铸坯开裂 ,往往在
很短的时间内使铸造过程停止下来 ,无法维
持正常生产。
在生产过程中 ,铸机冷却水不可避免地
铜坯的连铸 ,是整个连铸连轧生产线的 关键。 连轧对铸坯的质量要求是: 温度均匀、 无裂纹、无气缩夹渣并具有所需的轧制温度。
上述的质量要求 ,往往受到下列几个主要影 响因素的制 约: 结晶轮的 冷却速度、浇 注温 度 、结 晶 腔涂 碳 黑 的 效果 、铜 液 中 含 氢 量、 含 硫 量、 铸 机冷 却 水 的 水质 状 况 以及 工 人 操 作 熟练程度等等。
铜杆中 的氧也作为一 种杂质存在 于铜 中 ,它可与其它杂质形成氧化物 ,因此对光亮 铜杆来说 ,适当的含氧量反而能增加其电导 率。 这一点如图 2所示。
光亮铜杆作为电工用铜杆 ,其主要的技 术指标是机械性能、电导率和加工性能。为获 得上述 3个性能的综合指标 ,光亮铜杆的含 氧量应控制在 250× 10- 4% ～ 450× 10- 4% 为
混有碳黑、铜屑、耐火材料等杂物 ,如不把这
些沉淀物分离 ,势必阻塞冷却水喷嘴 ,影响冷 却水流量、压力。 因此 ,在铸机冷却水系统中
增添一套沉淀物隔离机构是完全必要的。
由上分析可知 ,造成铸坯开裂的原因是 多种的。铸坯开裂严重时使生产无法进行 (通
常 为断坯 ) ,轻微时 ,铜杆表面 (或内部 )将会
2 含氧量对光亮铜杆质量的 影响
2. 1 铜杆含氧量对扭转性能的影响 当光亮 铜杆含氧量 过高时 , 例如: 大 于
6. 0× 10- 4% ,在进行正反扭转试验时 ,会产 生纵向裂纹 ,严重时 ,甚至会产生开裂现象。 其原因是因为当铜杆含氧量过高时 ,在光亮 铜杆 组织 中将会 产生一 定量的 Cu2O 共 晶 体 ,使铜 杆硬度增加 ,当 进行扭转或冷 加工 时 ,在这些氧化物周围产生不均匀变形 ,结果 使铜杆产生裂纹。 当含氧量过低时 ,例如: 小 于 180× 10- 4% ,扭转次 数有明显的下 降趋 势 ,这是因为铜杆含氧量过低时 ,铜杆的含氢 量将会上升 ,在进行扭转或冷加工时 ,将会产 生所谓的“氢脆”。
( 3) 硫对铸坯开裂的影响 由于在电解 铜中本己存在一定数量的含硫量 ,加上电解 铜表面粘附着电解液、硫酸铜以及煤气中的 含硫量 ,使铜液中的含硫量增加。铜液中由于 氧和硫的共同存在 ,将有如下的反应:
· 14·
Cu2 S+ 2CuO= 4Cu+ SO2
溶解在铜液中 SO2 气体 ,当其分压大于 炉气中 SO2 分压和铜水静压力时 ,将逸出液
产生裂纹 ,给下道拉丝工序带来很多麻烦。因 此如何有效的控制铸坯的开裂 ,将是我们从
事光亮铜杆生产的广大工程技术人员共同关
心的问题。 3. 3 光亮铜杆的夹杂的控制
成品光亮铜杆内外若存在夹杂和气缩而
No . 4 1999
Electric Wire & Ca ble
Aug . , 1999
形成的缺陷 ,将会严重影响铜杆质量。夹杂就 是在铜杆内夹有铜渣或其它异杂物。 铜渣主 要 由 电解 铜 表 面的 附 着 物、 耐 火材 料 的 烧 损 和脱落以及掉入铜液内的异物而形成的。 假 若铜液温度控制适当 ,这些铜渣始终悬浮在 铜液表面 ,但当铜渣的温度过高时 ,铜渣与铜 液混杂在一起 ,因此 ,有效地控制铜液温度及 时去渣 ,保持中间浇包的液面高度是防止铜 杆夹杂最有效的手段。
当带有沿晶气孔的铸坯埋入轧机时 ,铸 坯表面同时受三向应力作用 ,气孔随金属的 变形而被压缩或伸长 ,并与沿晶界分布的缩 松及夹杂等缺陷互助作用并串通 ,使之成为 一个薄弱的晶界结构环节。在轧制时 ,不但不 能与铜材母体压成一体 ,相反使沿晶裂纹发 生扩展 ,从而产生沿晶热裂 ,并在其后各道次 变形中逐步扩大。此外 ,沿晶界分布的气孔降 低了铸坯断面承受拉力的有效面积 ,降低了 晶界塑性变形能力 ,使铸坯开裂。 气孔的存 在 ,破坏了秒重量流量相等的连轧条件 ,因此 多气孔的轧件在轧制过程中 ,将会产生冲导 卫现象。
另外 ,我们也可以从生产实践中观察到 , 有时轧辊表面附着很多铜皮 ,这就是轧辊的 粘铜现象 ,当然产生这种现象的原因除了轧 辊表面粗糙度较差、硬度较低之外 ,就是乳化 液质量较差 ,失去了润滑作用而造成的。
轧辊的粘铜会引起铜杆质量的下降 ,这 是因为粘着在轧辊上的铜皮 ,有时随轧件一 起进入孔型进行轧制 ,这时成品铜杆表面就 会产生无规则的起皮现象 ,有时仍停留在轧 辊的表面上 ,由此轧件表面形成一个坑洼 ,使 成品铜杆表面产生发状裂纹。 3. 4 光亮铜杆表面氧化变色的控制
量较高的煤气作燃料 ,而导致铸坯含硫量增
加的原因所在。 由于硫或 SO2气体富集于晶
界 ,成为铸坯热裂的核心 ,从而形成热裂 ,这 就 是我 们通 常称 之为“ 硫脆 ”现象 。
( 4) 铸机冷却水的水质对铸坯开裂的影
响 生产实际表明 ,铸机冷却水的水质化学 条件对铸机结晶轮的冷却效果影响很大 ,根
· 13·
No . 4 1999
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Aug . , 1999
除此之外 ,结晶轮内腔的碳黑层厚度也 是决定热传导率的一个重要因素 ,这是因为 在结晶腔内铜液的冷却速度与碳黑层厚度成 反比。 过厚的碳黑层 ,将会降低冷却速度 ,在 这种情况下浇铸出来的铸坯 ,内部就会产生 氧化物的偏析缺陷 , 或形成气泡或形成成团 的氧化物 ,上述这些缺陷 ,正是使铸坯发生开 裂的主要原因。
由于混合气体的平均热传导系数与碳黑
层结构有关 ,因此 ,谨慎地确定和调节碳黑层 的厚度 ,以便在二次热分解期间能释放出较 高的热传导系数的气体并充满间隙是十分必 要的。
影响碳黑层结构的因素: 乙炔气的质量、 乙 炔 的压 力 、流 量 、燃 烧 器喷 嘴 直 径、 火 焰 高 度 (在不完全燃烧时 ,在整个乙炔火焰的不同 位置上 ,碳黑颗粒大小也是不相同的 )等等。
( 1) 结晶轮的涂碳黑效果对铸坯质量的 影响 在连铸过程中 ,依赖乙炔不完全的燃 烧 ,在每次浇铸之间连续向结晶轮成型腔内 喷涂碳黑 ,由于熔融的铜液与碳黑直接接触 , 使碳黑层发生二次热分解。 二次热分解之后 残留在结晶轮内残存碳黑分布情况和质量、 重量 ,就成为决定连铸过程中铜液凝固时热 传导速度的主要因素。 事实证明 ,在这过程 中 ,热传导速度是随这残存碳黑层厚度的增 加而下降。
摘要: 本文分析影响光亮铜杆质量的各种因素 ,并在此基础上 ,提出提高光亮铜杆质量的措施 和方法。 关键词: 光亮铜杆 ;含氧量 ;铸坯 ;夹杂 ;铜杆变色 中图分类号: T M 244. 1, 205. 1 文献标识码: A
1 前 言
芜湖恒鑫铜业集团有限公司自意大利康 梯纽斯公司引进的 Υ8 mm 低氧光亮铜杆生 产线投产十年来 ,共生产光亮铜杆 25万吨。 现根据十年来的生产实际 ,分析影响光亮铜 杆质量的各种因素 ,并在此基础上 ,提出提高 光亮铜杆质量的措施和方法。
生产的光亮铜杆 ,普遍存在成品铜杆表面产 生氧化变色现象。 其不同仅在于程度而已。
成品铜 杆表面氧化变色 成因的因素 较 多 ,其中以乳化液、淬冷还原液、保护蜡的质 量以及轧件的终轧温度为最主要。
( 1) 乳化液 连轧机组所用的乳化液 , 从工艺角度上来看 ,其作用是冷却和润滑。生 产实践表明 ,乳化液浓度的高低 ,将直接影响 工作辊和轧件的滑转是否稳定、是否平衡 ,从 而影响连轧条件的建立。所以 ,对乳化液的质 量要求已引起各生产厂家的广泛重视。 但在 对乳液作用的评述时 ,往往忽视了乳化液还 应该具有还原氧化物的作用。 轧件在轧制过 程中 ,尽管轧机间距较小 ,但与空气接触的表 面 ,氧化是不可避免。 因此 ,及时对其表面清 洗还原是十分必要的。目前 ,通常采用的方法 是在乳化液中注入适当数量的酒精 ,组成混 和液 ,并已取得了一定的使用效果。
当铜液接触到结晶轮腔内碳黑层后 ,铜 液的热量迅速排出 ,立即形成薄薄的一层凝 固壳层 ,随即壳层收缩 ,于是在结晶轮和凝固 壳层之间形成一个间隙 ,这个间隙将被碳黑 层在二次分解后产生的混合气体所填满 ,在 这些释放的气体中 ,每一种气体均具有不同 的热传导系数。因此 ,混合气体的平均热传导 系数和冷却水压力、流量、碳黑层厚度一样 , 是决定热传导的另一个重要因素。
面。由于液面上留有铜渣及煤气中的含硫 ,有 如下反应:
2Cu+ SO2 = Cu2 S+ O2
( 1)
2H2 S+ 3O2 = 2SO2+ 2H2 O
( 2)
反应式 ( 1)表明硫不能逸出铜液面 ;反应 式 ( 2)一方面使炉中 SO2 增多 , 使铜液中的 SO2 析出困难 ,另一方面 ,由于炉气中 SO2 增 多加速反应式 ( 1)向右进行 ,这就是使用含硫
连铸过程实际上是在铸轮结晶腔内的液 态铜向固态铜的转化过程。 在冷却均匀的情 况下 ,铜液在凝固时必然成标准的“ V”字形 , 如图 3所示。
V 形锐角的大小 ,也即液态铜的高度 h 是随着冷却速度的大小而发生变化的。 影响
冷却速度的原因很多 ,诸如: 冷却水压力、流 量、冷却水温度、碳黑层的厚度和结构 ,以及 冷却水的水质情况等。
( 2) 氢对铸坯开裂的影响 在还原性气 氛情况下 , 氢在 1200°C铜液中溶解度较高 , 但当液态铜向固态铜转化时 (此时温度处在 1083°C) ,氢在液态铜中的溶解度 将明显下 降 ,这时会析出大量氢气。在冷却速度较慢的 情况下 ,凝固时析出的氢气不可能全部以气 泡形式排出 ,而主要析出在铸坯结晶前沿的 铜液中 ,随着结晶体的生长逐渐富集于支晶 之间。与此同时 ,在固液面附近支晶凝固收缩 时产生缩松和支晶的表面缺陷 ,为气孔的形 核长大提供了有利的条件。 这就是铸坯在冷 却速度较慢的情况下会产生沿晶气孔的一个 主要原因。
解铜本身的化学成分 ,及其所含的杂质。在连 铸连轧生产工艺中所采用的竖炉、保温炉不 能处理电解铜中的杂质 ,加上电解铜在储运 过 程 中表 面 沾 有 大量 的 灰 尘、 泥土 等 如 不 清 除 ,将会增加铜杆中的含硅、含铁量。因此 ,选 用不低于 GB466- 82《铜分类》的 1号铜以及 对电解铜表面进行吹洗甚至煮洗 ,对提高铜 杆的电导率是非常重要的。
No . 4 1999
Electric Wire & Ca ble
Aug . , 1999
图 3
最佳的选择。
图 2
3 影响光亮铜杆质量的 各种因素及其 控制方法
3. 1 竖炉铜水含氧量的控制 根据上面分析可知: 成品光亮铜杆含氧
量应控制在 250× 10- 4% ～ 450× 10- 4% 为最 佳。那么如何控制呢? 首先 ,必须控制好竖炉 铜水含氧量 ,根据十年来的生产实践 ,竖炉含 氧量应控制在 150× 10- 4% ～ 200× 10- 4% 为 宜。 我们的做法是利用 CO分析仪对竖炉预 混合的空气 -煤气混合气进行分析 ,监控其中 的 CO百分含量 ,从而达到控制竖炉含氧量 的目的。 3. 2 铸坯质量的控制
根据对光亮铜杆扭转性能的实际测量 , 铜杆含氧量与扭转次数有下列的曲线关系 , 见图 1。
收稿日期: 1999-1-27 作 者简介 : 彭 云 ( 1966- ) ,男 ,安 徽省霍 邱县 人 ,工程师 ,工学学士。
图 1
2. 2 铜杆含氧量对电导率的影响 光亮铜杆电导率的高低 ,主要取决于电
1D9O99I 年: 1第0. 1641期05 /j . cnki . dxdl . 1999. 04. 004 No . 4 1999
电线电缆 Electric Wire & Ca ble
1999年 8月 Aug . , 1999
光亮铜杆的质量控制
彭 云
(芜湖恒鑫铜业集团有限公司 ,安徽 芜湖 241009)
在连铸连轧生产线上均配有去除铸坯棱 边的装置—— 倒棱机构。实践证明 ,在倒棱机 后面必须增设一套清刷机构。 清刷机构的作 用 ,一是去除铸坯表面的氧化物 ,二是清除附 着在铸坯表面的倒棱铜屑 ,使铸坯表面清洁 , 这是铜杆不夹杂的重要保证。
在轧制过程中 ,特别是封闭式 Y型轧 机 ,不可避免地在每架轧机中间积存由于轧 制脱落下来的氧化铜皮 ,生产时间越长 ,氧化 铜皮就积聚得越多 ,在这种情况下 ,氧化铜皮 就有可能随轧件一起进入孔型 ,造成铜杆的 夹杂 ,影响产品的质量。
Байду номын сангаас
据经验及要求 ,必须使用“软水”。 否则 ,铸机
结晶轮底部、两侧以及钢带的顶部形成水垢 , 使结晶轮和铜带的热传导急剧下降 ,降低了
结晶轮的冷却速度 ,结果铸坯将会产生上面 已经提到种种铸造缺陷 ,使铸坯开裂 ,往往在
很短的时间内使铸造过程停止下来 ,无法维
持正常生产。
在生产过程中 ,铸机冷却水不可避免地
铜坯的连铸 ,是整个连铸连轧生产线的 关键。 连轧对铸坯的质量要求是: 温度均匀、 无裂纹、无气缩夹渣并具有所需的轧制温度。
上述的质量要求 ,往往受到下列几个主要影 响因素的制 约: 结晶轮的 冷却速度、浇 注温 度 、结 晶 腔涂 碳 黑 的 效果 、铜 液 中 含 氢 量、 含 硫 量、 铸 机冷 却 水 的 水质 状 况 以及 工 人 操 作 熟练程度等等。
铜杆中 的氧也作为一 种杂质存在 于铜 中 ,它可与其它杂质形成氧化物 ,因此对光亮 铜杆来说 ,适当的含氧量反而能增加其电导 率。 这一点如图 2所示。
光亮铜杆作为电工用铜杆 ,其主要的技 术指标是机械性能、电导率和加工性能。为获 得上述 3个性能的综合指标 ,光亮铜杆的含 氧量应控制在 250× 10- 4% ～ 450× 10- 4% 为
混有碳黑、铜屑、耐火材料等杂物 ,如不把这
些沉淀物分离 ,势必阻塞冷却水喷嘴 ,影响冷 却水流量、压力。 因此 ,在铸机冷却水系统中
增添一套沉淀物隔离机构是完全必要的。
由上分析可知 ,造成铸坯开裂的原因是 多种的。铸坯开裂严重时使生产无法进行 (通
常 为断坯 ) ,轻微时 ,铜杆表面 (或内部 )将会
2 含氧量对光亮铜杆质量的 影响
2. 1 铜杆含氧量对扭转性能的影响 当光亮 铜杆含氧量 过高时 , 例如: 大 于
6. 0× 10- 4% ,在进行正反扭转试验时 ,会产 生纵向裂纹 ,严重时 ,甚至会产生开裂现象。 其原因是因为当铜杆含氧量过高时 ,在光亮 铜杆 组织 中将会 产生一 定量的 Cu2O 共 晶 体 ,使铜 杆硬度增加 ,当 进行扭转或冷 加工 时 ,在这些氧化物周围产生不均匀变形 ,结果 使铜杆产生裂纹。 当含氧量过低时 ,例如: 小 于 180× 10- 4% ,扭转次 数有明显的下 降趋 势 ,这是因为铜杆含氧量过低时 ,铜杆的含氢 量将会上升 ,在进行扭转或冷加工时 ,将会产 生所谓的“氢脆”。
( 3) 硫对铸坯开裂的影响 由于在电解 铜中本己存在一定数量的含硫量 ,加上电解 铜表面粘附着电解液、硫酸铜以及煤气中的 含硫量 ,使铜液中的含硫量增加。铜液中由于 氧和硫的共同存在 ,将有如下的反应:
· 14·
Cu2 S+ 2CuO= 4Cu+ SO2
溶解在铜液中 SO2 气体 ,当其分压大于 炉气中 SO2 分压和铜水静压力时 ,将逸出液
产生裂纹 ,给下道拉丝工序带来很多麻烦。因 此如何有效的控制铸坯的开裂 ,将是我们从
事光亮铜杆生产的广大工程技术人员共同关
心的问题。 3. 3 光亮铜杆的夹杂的控制
成品光亮铜杆内外若存在夹杂和气缩而
No . 4 1999
Electric Wire & Ca ble
Aug . , 1999
形成的缺陷 ,将会严重影响铜杆质量。夹杂就 是在铜杆内夹有铜渣或其它异杂物。 铜渣主 要 由 电解 铜 表 面的 附 着 物、 耐 火材 料 的 烧 损 和脱落以及掉入铜液内的异物而形成的。 假 若铜液温度控制适当 ,这些铜渣始终悬浮在 铜液表面 ,但当铜渣的温度过高时 ,铜渣与铜 液混杂在一起 ,因此 ,有效地控制铜液温度及 时去渣 ,保持中间浇包的液面高度是防止铜 杆夹杂最有效的手段。
当带有沿晶气孔的铸坯埋入轧机时 ,铸 坯表面同时受三向应力作用 ,气孔随金属的 变形而被压缩或伸长 ,并与沿晶界分布的缩 松及夹杂等缺陷互助作用并串通 ,使之成为 一个薄弱的晶界结构环节。在轧制时 ,不但不 能与铜材母体压成一体 ,相反使沿晶裂纹发 生扩展 ,从而产生沿晶热裂 ,并在其后各道次 变形中逐步扩大。此外 ,沿晶界分布的气孔降 低了铸坯断面承受拉力的有效面积 ,降低了 晶界塑性变形能力 ,使铸坯开裂。 气孔的存 在 ,破坏了秒重量流量相等的连轧条件 ,因此 多气孔的轧件在轧制过程中 ,将会产生冲导 卫现象。
另外 ,我们也可以从生产实践中观察到 , 有时轧辊表面附着很多铜皮 ,这就是轧辊的 粘铜现象 ,当然产生这种现象的原因除了轧 辊表面粗糙度较差、硬度较低之外 ,就是乳化 液质量较差 ,失去了润滑作用而造成的。
轧辊的粘铜会引起铜杆质量的下降 ,这 是因为粘着在轧辊上的铜皮 ,有时随轧件一 起进入孔型进行轧制 ,这时成品铜杆表面就 会产生无规则的起皮现象 ,有时仍停留在轧 辊的表面上 ,由此轧件表面形成一个坑洼 ,使 成品铜杆表面产生发状裂纹。 3. 4 光亮铜杆表面氧化变色的控制
量较高的煤气作燃料 ,而导致铸坯含硫量增
加的原因所在。 由于硫或 SO2气体富集于晶
界 ,成为铸坯热裂的核心 ,从而形成热裂 ,这 就 是我 们通 常称 之为“ 硫脆 ”现象 。
( 4) 铸机冷却水的水质对铸坯开裂的影
响 生产实际表明 ,铸机冷却水的水质化学 条件对铸机结晶轮的冷却效果影响很大 ,根
· 13·
No . 4 1999
Electric Wire & Ca ble
Aug . , 1999
除此之外 ,结晶轮内腔的碳黑层厚度也 是决定热传导率的一个重要因素 ,这是因为 在结晶腔内铜液的冷却速度与碳黑层厚度成 反比。 过厚的碳黑层 ,将会降低冷却速度 ,在 这种情况下浇铸出来的铸坯 ,内部就会产生 氧化物的偏析缺陷 , 或形成气泡或形成成团 的氧化物 ,上述这些缺陷 ,正是使铸坯发生开 裂的主要原因。
由于混合气体的平均热传导系数与碳黑
层结构有关 ,因此 ,谨慎地确定和调节碳黑层 的厚度 ,以便在二次热分解期间能释放出较 高的热传导系数的气体并充满间隙是十分必 要的。
影响碳黑层结构的因素: 乙炔气的质量、 乙 炔 的压 力 、流 量 、燃 烧 器喷 嘴 直 径、 火 焰 高 度 (在不完全燃烧时 ,在整个乙炔火焰的不同 位置上 ,碳黑颗粒大小也是不相同的 )等等。
( 1) 结晶轮的涂碳黑效果对铸坯质量的 影响 在连铸过程中 ,依赖乙炔不完全的燃 烧 ,在每次浇铸之间连续向结晶轮成型腔内 喷涂碳黑 ,由于熔融的铜液与碳黑直接接触 , 使碳黑层发生二次热分解。 二次热分解之后 残留在结晶轮内残存碳黑分布情况和质量、 重量 ,就成为决定连铸过程中铜液凝固时热 传导速度的主要因素。 事实证明 ,在这过程 中 ,热传导速度是随这残存碳黑层厚度的增 加而下降。
摘要: 本文分析影响光亮铜杆质量的各种因素 ,并在此基础上 ,提出提高光亮铜杆质量的措施 和方法。 关键词: 光亮铜杆 ;含氧量 ;铸坯 ;夹杂 ;铜杆变色 中图分类号: T M 244. 1, 205. 1 文献标识码: A
1 前 言
芜湖恒鑫铜业集团有限公司自意大利康 梯纽斯公司引进的 Υ8 mm 低氧光亮铜杆生 产线投产十年来 ,共生产光亮铜杆 25万吨。 现根据十年来的生产实际 ,分析影响光亮铜 杆质量的各种因素 ,并在此基础上 ,提出提高 光亮铜杆质量的措施和方法。