铜加工 文档 (5)

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1、利用紫杂铜和国产连铸连轧设备生产低氧光亮铜杆发布时间： 2006-9-19 0:00:00 中国废旧物资网 1.1 概述 采用传统热轧法生产黑铜线杆工艺在世界上已有一百多年的历史，进入上 个世纪七十年代，世界工业发达国家相继开发了 SCR 法、 properzi 法、 Contirod 法、Secor 法、Dip 法、Upcast 法等光亮铜杆连铸连轧生产线从而使 世界铜线杆的生产发生了重大变革。 所谓传统热轧法就是把电解铜加到阴极反射炉中加热熔化，做铜，铸成船 形锭。船形锭每根重 8090kg，然后再经加热炉加热，进入到横列式轧机中轧 制，一般横列式轧机有十二或者十四座机架，才能轧成86mm

2、 的铜杆，由 于此种铜杆表面氧化厉害，所以称黑杆，需经酸洗或者扒皮后再拉丝。 连铸连轧法与传统热轧法生产的铜线杆相比，具有长度长、节省能量，产 品质量稳定、性能均一、表面光亮等特点。目前，传统的热轧法已经被连铸连 轧所取代。 比较连铸连轧与热轧法，其优缺点是很明显的 ： 1）横列式轧机，由电解铜到线杆，消耗燃料油 130kg/t，（相当于热能 1300Mka/t）电力 180kwh/t，合计消耗热能 3023Mka/t； 连铸连轧工艺只消耗 806 Mka/t； 两种工艺热能相差 2217 Mka/t。 2）黑杆导电率比光亮杆低，因为黑杆含氧量高。 3）黑杆圈重小，一般只有 80kg 左右，而

3、光亮杆一般在 35 t，因此拉丝 时接头少。 黑杆需要酸洗或扒皮，有三废污染，光亮铜线杆不需要酸洗或扒皮，没 有污染。 我国在上个世纪八十年代掀起了连铸连轧引进高潮，最早引进的是哈尔滨 电缆厂，1982 年签约，83 年安装调试，84 年投入生产，历时 15 月。投资费用 2400 万人民币（其中外汇 400 万美元）。该生产线为浸渍法（DFP），炉子是 美国 GE 公司的，轧机是日本昭利公司，一年就收回全部投资。 自 1984 年以后，全国又引进了八条生产线和十几条上引法。 方法主要性能 建造地点 SCR 法 Contirod 法 Proerzi 法 云南冶炼厂 上海钢材厂 北京钢厂 常州冶

4、炼厂 湘潭冶炼厂 芜湖冶炼厂 太原 钢厂 四川电缆厂 铸轮直径(毫米) 1676 模腔长 2280 1400 铸机 四轮 双带 二轮 生产能力(吨/时) 6.5 13 8-10 7.0 年生产能力(万吨/年) 3.0 6.5 4.5 3.5 扎机型式 三辊(平、立) 二辊（平、立） 三辊（互成 120） 机架数(个) 9 10 9 10 线杆直径(毫米) 8 8 8-22 8 引进国别和公司 美国南方线材公司 西德克虏伯公司 意大利康梯纽斯公司 投产时间(年) 1988 1990 1987 1987 1988 1987 1987 1986 国内分布 2 3 3 不管是哪种生产方法，他们都要求用

5、 1#电解铜作原料（如果是 A 级铜更好） ，在竖炉或电炉中熔化，然后铜液在一定温度下进入铸机，强制水冷结晶成坯 进入连轧机组轧制成杆，杆经过乳化液冷却绕圈。 1981 年 10 月上海市科委、上海市冶金局给上海冶炼厂下达了反射炉连铸 连轧新工艺实验任务，历时 8 个月，取得了一定的经验数据，但不能代替引进 的连铸连轧机组，他也为今天所讲的利用紫杂铜生产光亮铜杆打下了基础。 1.2、用紫杂铜生产光亮铜杆的工艺原理 当时上海冶炼厂是用电解铜作原料，在 10 吨反射炉中熔化，做铜。该反射 炉炉床面积 4.16m2，熔池 30401500mm，熔池最大深度 350mm。每炉冶炼时间 6 小时，还原结

6、束时炉内铜水温度 11701190。 现在我们认为该炉设计太小，熔池太浅，铜液的氧含量不宜控制，前面引 杆剪坯需要一、二吨，后面二、三吨铜液在炉子放不出，中间只剩四、五吨铜 水很难正常生产。当初该阳极炉如设计五十吨左右，也许能实验成功。 在火法精练过程中，要脱除的杂质可分五大类，第一类是在氧化过程中易 除去的杂质，第二类是在氧化过程中一般能脱除的杂质，第三类为难于脱除的 杂质，第四类是较少脱除的杂质，第五类是不能脱除的杂质。在生产实践中主 要杂质是 Pb、Sn、Ni、Fe、O、S 等。应该说 S、Zn 属于第一类，Fe 属于第二 类，pb、Sn 是第三类，Ni 则是第四类，而 O 必须在还原中

7、脱除。 实践证明，在氧化造渣过程中，杂质脱除率高达 90%，但还有 10%左右的锡 会给生产带来麻烦。从理论上讲，铜与锡在液态时互溶，精练炉中的锡主要来 自锡青铜，镀锡铜废料。在精炼过程中锡被氧化成亚锡和二氧化锡，前者呈碱 性，后者呈酸性。 Sn+Cu2O=SnO+2Cu (1) SnO+Cu2O=SnO2+2Cu (2) SnO+SiO2=SnSiO3 (3) 酸性 SnO2 在造酸性渣不易与反应，所以只能靠造碱性渣来除去： SnO2+Na2CO3=Na2SnO3+CO2 (4) 或者 SnO2+CaO=CaSnO3 (5) 铅虽然容易造渣除去，PbO+SiO2=pbSiO3 工艺原理图：

8、油、蒸汽 电解铜 风 反 射 炉 熔 炼 返鼓风炉处理 渣 铜液 炉气 烟囱放空 浇包 冷却水 铜液 水循环系统 连 续 铸 造 回水 铸坯 牵引 铸坯 铣角 铜屑 回炉 铸坯 剪切 铸坯堆放 但是铅比重比铜大得多，一般熔化后，PbO 就容易沉到炉底，所以在氧化 时，不易被搅起，因此除铅时，要想法把沉在炉底的 PbO（比重 9.2）除去。我 们曾在停炉时对炉底没有放净的铜采样，发现铅高出标准数倍到数十倍。针对 这种情况，我们在每次加料前适当向炉底撒入一些石英砂，使沉在炉底的 PbO 熔化后能与 SiO2 形成 pbSiO3 漂浮到铜液表面被扒除。 而镍是和铜互熔的金属，很难将铜镍用火法精练方法

9、分离，一般镍是在湿法冶炼时以 NiSO4 蒸发溶液时脱除，只有极少数 NiO+SiO2=NiSiO3 造渣脱除。 因为同样的道理，CuO+SiO2=CuSiO3,这就造成铜的损失。 镍在铜熔液中结晶，造成脆性，使铜杆的抗拉强度延伸率降低明显，且使 铜坯断坯，铜杆产生麻烦，必须在铜料分拣时尽量清除干净。 锌是较易脱除的杂质，一般采用加焦碳吹风蒸锌，在这个过程中锌被除去 90%，剩下熔入铜液的 ZnO+SiO2=ZnSiO3 扒渣除去。 铁基本上都是造渣除去， FeO+SiO2=FeSiO3 Fe2O3+3SiO2=Fe2(SiO3)3 硫则是氧化时生成 SO2 随烟气除去， S+O2=SO2 脱

10、除氧则在还原阶段完成，铜熔化后极易与氧反应， 4Cn+O2=2Cu2O (7) 2Cu2O+O2=4CnO (8) 在还原阶段，还原木（或重油）与高温铜水接触后，立即裂解产生甲烷， 氢气来夺取铜水中的氧： Cu2O+H2=2Cn+H2O 3Cu2O+CH4= 6Cn+H2O+CO2 既使用电解铜作原料，在反射炉中，由于电解铜自身含氧量高，也必须设 法降低氧含量。为了降低铜液中的氧含量，将电解铜熔化后直接进入还原阶段 行不行呢？事实证明不行，生产黑杆时，电解铜在反射炉中还是要经过熔化 氧 化 还原 出铜这几个阶段，而且还得出了“氧化要完全，还原要彻底”的经验， 这就是利用紫杂铜进行连铸连轧的基础

11、。 对于不同等级的紫杂铜，采用不同的精练方法，这是紫杂铜料生产光亮铜 杆的关键。 1.3、原料的选择和处理 现在杂铜分级的标准已经制定,但工厂很难按标准分级来购买杂铜,只能大 致分为特紫铜、1#杂铜、2#杂铜和等外杂铜。由于铜的价格高，在市场经济利 益驱动下，许多不法商人不是严格分拣，而是人工造假，结果给杂铜火法精练 带来极大困难。 一般造假的方法是： 1、 向管中灌铅，铜管两头砸扁 2、 用水泥做漆包线的盘，外围绕上漆包线 3、 用铁丝放在硫酸铜溶液中浸泡，外表看是铜丝 4、 用红糖熬成糖汁，泼在废铜丝上，将使砂屑牢牢粘在上面，外表好看。5、 打包中放铁块等其他杂物以增加重量。 检查方法：

12、1、 用吸铁石吸以分铁 2、 用手掂量铜管以知是否灌铅 3、 拆开漆包线盘 4、 分拣时扣除灰、砂重量 1.4、利用紫杂铜连铸连轧生产线简介 国产铜杆连铸连轧生产机组是在铝杆连铸连轧基础上发展起来的，其中四 川德阳东方电工厂是生产铝杆丫型轧机的老厂，后来合肥神马机械厂亦开始生 产，现在生产的厂家有河南巩义海绵设备制造厂、徐州冶金机械厂、成都蜀红 机械厂。 该生产线的铸机是仿造 SCR 的，虽然有所改进，铸轮采用1.8m，而熔铜 的炉子，有采用自制竖炉的，如吴江桦都电缆厂，宜兴林峰，采用竖炉只能以 电解铜为原料。 大部分民营企业家都采用反射炉，吃紫杂铜，炉子的容量有大有小，大的 100 吨小的

13、40 吨，其中用得最多的是 60 吨、70 吨的，搞的比较好的浙江永康 芝瑛镇应时雨先生的工厂，吨杆成本在 600 元，且质量稳定。 芜湖市高智达新技术公司专为德阳电工配套，他们负责设备电气的安装调 试，我们负责炉子的设计、砌筑、做铜，并帮助厂家进行技术培训，制定岗位 操作规程、安全生产责任制和企业内控标准，等于交钥匙工程。 反射炉一般一年大修（有的中修一次），小修按季度进行。室外烟囱 30 m 高，烟道 3050 m 长，同时还要建筑，循环水池，乳化液池和酒精池。 反射炉自出铜口通过溜槽和浇包与铸机相连接，溜槽长度不得大于 50 m， 溜槽上盖满木炭防止铜液与空气接触，浇 包的控制铜液流量的

14、闸板周围用液化 气烧嘴来控制铜液的还原 性气氛和铜液温度，防止因溜槽过长降温而到浇嘴时 冻结。 反射炉因做铜一炉一个周期，炉子里的铜水放完了，铜杆也就轧完了，因此有些厂家建两台炉子，交替作业。 利用紫杂铜连铸连轧生产光亮铜杆的主要技术一是做铜，二是浇铸，三是 轧机的工艺和维护。 废铜的分类1 号铜线 No.1 Copper Wire 1 级：包括裸露、无涂层、无合金的纯铜线，表面无氧化，不含毛丝，铜线直径不小于 1.6mm。2 级：包括洁净、无色泽、无涂层、无锡、无合金的纯铜线和铜电缆线，不含毛丝和烧过的易碎的铜线。 2 号铜线 No.2 Copper Wire 无合金的废铜线，含有杂料，含铜

15、量为 96%(最小含量 94%)。不得含有过分铅化和锡化的铜线、焊接过的铜线、黄铜和青铜线、过多的油、废钢铁和非金属、脆的过烧线、绝缘性铜线和过多的细丝线。需用适当方式清除尘垢。 废漆包线 1 级：纯漆包线，无杂质。2 级：经过高温脱漆，表面有氧化层，无杂质。特种紫杂铜 各种纯铜废料，主要包括铜材加工厂和铜加工制造厂产生的纯铜的边角料、切头、废次材、半成品、线材、废品等;允许有报废的纯铜裸线和铜管等其它纯铜制品，但不许有水垢、油污、涂层等;废铜料中不允许含有任何杂质和铜合金，也不许含有毛丝、车屑、磨屑和厚度小于 1 mm 的铜板1 号紫杂铜 No.l Heavy Copper 应包括干净的、无

16、合金、无涂层的加工下脚料、导电板以及直径大于 1.6 毫米的铜线，材料中允许带有洁净的铜管和其它纯铜块状料，含铜量为 98%(最小含铜量大于 96%)。不得有焚烧过的脆质铜线。2 号紫杂铜 No.2 Copper 应包括混杂纯铜废料,不含铜合金，含铜量为 96%(最小含量 94%)。不得含有过多的铅和锡、焊接过的废铜、过多的油、钢铁、非金属废料、带非铜接头的铜管或带有残渣的铜管、烧过的或有绝缘性的铜线、毛丝、焚烧后的脆质铜线、泥土等。 1 号铜米 No.1 Copper Wire Nodules 应包括 1 号裸露、无涂层、无合金的废铜线的铜米，最低含铜量为 99%，不含毛丝。不含锡、铅、锌、铝、铁及其他金属杂质，无绝缘物，不含其他杂质。2 号铜米 Copper Wire NodulesNo.2 Copper Wire Nodules 1 级：应包括无合金的废铜线铜米，最低含铜量为 99%，不含其它非金属和绝缘物。金属杂质最大