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      銅桿生產工藝

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      銅桿生產工藝

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      【摘要】:
      導讀:銅桿生產工藝有哪些呢?銅桿生產工藝的過程是怎么樣的呢?銅桿生產工藝中會有哪些缺陷呢?銅桿生產工藝中的缺陷該怎么解決呢?那么到底什么才是銅桿呢?銅桿其實就是指熔化的電解銅經過熱軋或冷軋而制成的桿材。?銅桿可以分為低氧銅桿和無氧銅桿。所謂的低氧銅桿氧含量在200(175)—400(450)ppm。低氧銅桿拉制直徑>1mm時優點就非常明顯。無氧銅桿是用電解銅生產的。無氧銅桿電阻率低于低氧銅桿??梢?

      導讀:銅桿生產工藝有哪些呢?銅桿生產工藝的過程是怎么樣的呢?銅桿生產工藝中會有哪些缺陷呢?銅桿生產工藝中的缺陷該怎么解決呢?那么到底什么才是銅桿呢?銅桿其實就是指熔化的電解銅經過熱軋或冷軋而制成的桿材。

       

      銅桿可以分為低氧銅桿和無氧銅桿。所謂的低氧銅桿氧含量在200(175)—400(450)ppm。低氧銅桿拉制直徑>1mm時優點就非常明顯。無氧銅桿是用電解銅生產的。無氧銅桿電阻率低于低氧銅桿??梢哉f無氧銅桿比較經濟。那么關于銅桿的分類就介紹到這了。我們還是馬上來說說銅桿生產工藝吧。

        銅桿生產工藝之連鑄連軋法流程:電解銅→加料機→豎爐→上流槽→保溫爐→下流槽→澆堡→鑄造機→夾送輥→剪切機→坯錠預處理設備→軋機→清洗冷卻管道→涂蠟→成圈機→包裝機→成品運輸。

        銅桿生產工藝之連鑄連軋生產線:當前世界各國采用的銅桿連續生產線新工藝主要有:意大利的Properzi系統(縮稱CCR系統),美國的SouthWire系統(縮稱SCR系統)、聯邦德國的Krupp/Hazelett系統(縮稱Contirod系統)、以及將法國的SECIM系統。這些系統在原理上基本相同,工藝上也大同小異,其差異主要是在鑄機和軋機的形式和結構上。

      1、CCR系統:CCR系統沿用鋁連鑄連軋的雙輪鑄機和三角軋機形式連鑄連軋銅桿。最初銅鑄錠截面1300mm2,現在最大可達2300mm2,理論能力18t/h,軋制孔型系“三角——圓”系統。當錠子截面太大時,原軋機前面加兩平一立輥機架,采用箱式孔型開坯,箱孔型道次減縮率在40%左右。

      2、SCR系統:SCR系統是在CCR的基礎上改進而成的如圖1,鑄機由雙輪改為五輪(一大四?。?,軋機則改為平一立輥式連軋機,孔型改為箱—橢—圓系統。頭上兩道箱式孔型同樣起開坯作用。SCR五輪鑄機可鑄銅錠截面6845mm2,理論能力2518t/h。

        3、Contirod系統:Contirod系統工藝和生產規?;旧虾蚐CR一樣,只是鑄機改用了“無輪雙鋼帶式”即Hazelett式。

        4、法國SECIM系統:見圖2,采用四輪式連鑄機,(一大三?。?,最大鑄錠截面4050mm2,11機架,孔型前三道為箱—扁—圓系統。生產銅桿φ7~16mm,重量達到5t,生產能力30 t/h。

        銅桿生產工藝之連鑄連軋法設備:

        1、豎爐豎爐熔銅爐(見圖3)是由美國熔煉公司研究設計的,它是用來連續熔化電解銅,也可以加入一些清潔的廢銅屑,這種豎爐簡稱ASARCO,它具有生產效率高,控制方便不需要吹氧去硫和插木還原,就能獲得合格的銅液。在技術,經濟上的優越性是反射熔銅或電爐熔銅不能相比的,其主要特點歸納如下:

      (1)生產工藝簡單,不需要“吹氧去硫”及“插木還原”;

      (2)生產質量高,由于爐內保持微還原性氣氛,銅液含氧量可以控制在很低的范圍內;

      (3)生產效率高;

      (4)占地面積??;

      (5)控制方便,容易開、停爐;

      (6)勞動條件好、無公害、金屬回收率高;

      (7)爐子熱效能高,燃料消耗少,還可節約大量木材。

        2、清洗、涂蠟軋機終軋溫度控制在600℃左右,在此溫度下進入清洗管,冷卻到80℃,清洗管用不銹鋼制造,管長約6.7米。為防止在運轉過程中的氧化,銅桿在成圈前進行涂蠟處理,涂蠟方法過去是通過一個蠟箱使銅桿表面上涂上一層,但這種方法涂層不均勻,拉損耗大,環境臟?,F改為噴蠟方法,空氣先經過干燥處理及凈化處理后,進入噴蠟頭,蠟則由蠟泵輸送到噴頭,在壓縮空氣作用下,蠟形成霧狀直接涂在銅桿上。

      上引法生產銅桿形成氣孔的原因和解決措施:

      1、原材料的影響:

      (1)陰極電解銅:電解銅質量的好壞是生產合格無氧銅桿最關鍵因素,按生產工藝規定:用于制造無氧銅桿的銅板必須符合GB/T467-1997標準中規定的一號陰極銅的技術要求。若銅板表面有銅豆(含S、H)和銅綠(CuSO4〃5H2O),銅板在熔煉過程中,隨溫度的升高會分解出H2和O2及S并大量溶解在銅液中,在結晶成桿時又會析出形成氣孔。因此,低于此標準的電解銅都不能投料生產。

      (2)回爐廢銅線:熔煉過程本身不能減少雜質含量,所以廢銅線入爐前必須干燥、潔凈,其表面不得附著油、乳液、水份,有油污的要挑揀除掉,有水份的一定要烘干后再入爐,否則不潔廢銅桿入爐熔煉產生的有害雜質和氣體一旦溶入銅液后,會導致結晶的銅桿電阻率超標,析出的氣體形成“空心”桿或縮孔

      2、覆蓋劑的影響:現用覆蓋劑為木炭,覆蓋在熔爐內銅液表面,主要被用來還原脫氣,除掉銅液中的氧,木炭和氧結合生成氧化碳,變成氣體排除,而達到除氧的目的,同時木炭還具有隔離空氣和保溫的作用,避免銅液從空氣中吸氧和氫。但若木炭質量差且潮濕,未烘烤入爐,會使木炭中的氫和氧等有害物質進入銅液,會使銅桿產生氣孔,因此木炭的質量必須符合生產工藝規定,木炭入爐之前必須經過粒度選擇,凈化再進行烘烤備用。

      3、生產設備的影響:上引感應爐一般為連體組合爐,由熔化爐、靜置過渡倉和保溫爐三部分組成,但我分廠3號上引機的感應爐組成只有二部分即熔化爐和保溫爐,從這幾年的使用情況看,該機生產的銅桿出現氣孔的機率要比1、2號上引機高,經研究發現問題出在缺少靜置過渡倉,其結果會導致:

      (1)溫度波動大。剛放入一塊銅板時,熔化爐這邊呈低溫狀態,保溫爐的溫度相應下降好幾度,當固態銅一化完時,銅水流動性驟然提高,銅液溫度跟著提高,這對形成穩定的銅桿結晶環境不利,銅桿的結晶狀態性能沿長度方向就不一致;  

      (2)不利于銅水凈化。所謂凈化,包括兩方面:一是氣體的析出,二是雜質的懸浮。氣體主要來自電解銅、木炭和爐氣,除部分極少的硫、磷有害氣體外,02、H2、H20是主要的,若過飽和會在銅桿中心析出,形成“空心”,所以設置過渡倉的目的就是為了有更多的時間完成脫氣的物理,化學反應。

      為彌補3號上引機熔爐先天不足,操作中要做好幾項工作:

      ①適當增加爐子的清渣,換炭次數,確保覆蓋劑不失效;

      ②注意均衡加料,減小銅液溫度的波動;

      ③盡量少用或不用打包廢銅線入爐,改用剪斷的廢銅線。

       

      4、工藝參數的影響:爐溫、冷卻水流量和引桿速度是直接影響銅桿質量的三大因素。

      (1)爐溫一般要求,熔化爐溫度為1175±5℃,保溫爐的溫度為1145±5℃,在實際操作時,一般都是控制保溫爐的溫度,若銅液溫度過高,銅桿結晶就粗大,其組織較疏松易產生縮孔等缺陷,還易于從空氣中吸氫和氧;銅液溫度過低,銅液流動性差,銅桿外觀易產生裂紋和冷隔等缺陷。因此控制好爐溫是引好銅桿的關鍵,操作時要特別注意均衡加料。

      (2)冷卻水流量若結晶器進水溫度太高且流量太小時,會導致銅液冷卻不好、結晶不均勻、銅桿溫度高、易氧化并產生空心桿。在日常生產中,銅液溫度與引桿速度基本是不變的,操作工唯一可調節的就是水壓與出水量。因此調節水壓及水量是引好鑄桿的前提條件,要根據不同季節、不同進水溫度來調節水壓和水量,并要經常檢查銅桿表面及出水溫度是否正常。

      (3)引桿速度引桿速度必須與銅液溫度,冷卻強度相匹配,如在其它條件一定的情況下,引桿速度快時,銅桿結晶粗大,組織疏松,加工性能不好,易形成縮孔;引桿速度慢時,銅桿易產生表面裂紋,產量又低,不能完全發揮出設備的生產效力。

       

      5、操作工應注意的事項:

      (1)定期做好結晶器的日常維護。除垢保潔,確保水路暢通;

      (2)電解銅入爐前須潔凈,要先在爐膛上烘烤預熱,除去水份等,不符工藝規定的電解銅和廢銅桿線嚴禁入爐;

      (3)加料須均衡,要少加勤加,保持爐溫恒定和銅液面穩定,且加入的銅板或回爐廢銅料,不能浮在銅液表面,要及時用木棒壓入銅液中;

      (4)木炭入爐前必須烘烤,木炭覆蓋層一定要嚴密,且保持足夠厚度,避免銅液吸入空氣中的氧和氫;

      (5)清渣換炭一定要按工藝規范認真操作,避免銅液暴露在空氣中吸氣;

      (6)定期清除爐壁掛渣,防止有害物質再次溶入銅液;

      (7)要隨時注意觀察銅桿質量,銅液液面高度和木炭覆蓋情況及各工藝參數的變化。若發現銅桿質量異常,則應及時采取措施處置。

       

      銅桿生產工藝的比較:

      1、上引生產的銅桿,工藝得當氧含量在20ppm以下,叫無氧銅桿。

      2、連鑄連軋生產的銅桿是在保護條件下的熱軋,氧含量在200-500ppm范圍內,但有時也高達700ppm以上,一般情況下,此種方法生產的銅外表光亮,俗稱光亮桿。(銅信寶)

       
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