一種連鑄連軋生產高端8mm直徑低氧銅桿的工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及金屬銅的加工方法，尤其涉及一種連鑄連軋生產高端8_直徑低氧銅桿的工藝。
【背景技術】
[0002]隨著經濟的發展，市場對銅的消費量也日益增加，同時市場對銅產品的質量要求也越來越高，尤其是8_直徑低氧銅桿，質量好壞直接決定了終端產品的市場。傳統上低氧銅桿多以高純度陰極銅混合回收銅，通過連鑄連軋工藝生產，但缺點是生產的產品質量性能不一，差異較大，特別是對于高端的產品，在大規模生產下很難保證低氧銅桿成品質量的一致性，此外，現有工藝普遍耗能大，成本高。
[0003]公開號CN 101259484 A，公開日2008年9月10日的中國發明專利公開了一種廢雜銅連鑄連軋低氧銅桿生產工藝，該發明的生產工藝流程是:廢雜銅一反射爐熔煉一吹氧—精煉一還原一保溫爐精煉一饒鑄一滾剪邊一粗軋一精軋一冷卻一排線一出料。其中反射爐工序包括:原料一加料一熔化一氧化一還原一澆鑄。該發明充分利用了廢雜銅，在一定程度上降低了成本，提高了原料的利用率，但其不足之處是，該方法的工藝并不能滿足高端產品的生產，適于高端8mm直徑低氧銅桿市場的需求，且生產工藝上耗能，生產成本較高。
【發明內容】
[0004]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種連鑄連軋生產高端8mm直徑低氧銅桿的工藝，本發明的工藝節能環保，生產成本低，且生產的8mm直徑低氧銅桿成品性能穩定，質量等級高，滿足了高端8mm直徑低氧銅桿市場的需求。
[0005]本發明的具體技術方案為:一種連鑄連軋生產高端8_直徑低氧銅桿的工藝，主要包括如下步驟:
a.配料:按GB/T 5121和YS/T 464所述的方法對電解銅原料進行化學成分檢測，對所述電解銅原料進行表面質量檢測，把檢測結果符合如下標準的電解銅歸為A級銅:
質量分數:Se ( 0.0002%，Te ( 0.0002%，Bi ( 0.0002% 且 Se，Te，Bi 三種元素總量不大于 0.0003% ；Sb ( 0.0004%，As ( 0.0005% 且 Cr，Mn，Sb，Cd，AS，P 六種元素總和不大于
0.0015% ；Pb ( 0.0005% ；S ( 0.0015% ；Fe ( 0.001%，且 Sn，Ni，Fe，Si，Zn，Co 六種元素總和不大于0.002% ；Ag ( 0.0025% ;上述18種雜質元素總和不大于0.0065% ；電解銅表面光潔，綠色附著物總面積不大于單面面積的1%，無化學液殘留，電解銅表面高5mm以上圓頭密集結粒的總面積不得大于單面面積的10%，電解銅普通裝卸不易脆斷。
[0006]選擇符合以上要求的A級銅為原料，對同一批次的A級銅原料進行組批投料。
[0007]全部選用高品質的A級銅作為原料，不得添加其他低等級電解銅或者回料，確保了最終產品的高質量。
[0008]b.熔煉:所述原料被投入豎爐后熔化成銅液，所述銅液再通過上流槽進入保溫爐進行精煉，精煉后銅液經下流槽進入中間包準備澆鑄，在澆鑄之前銅液的含氧量控制在0.02-0.03%，在所述熔煉過程中需及時對所述上流槽、下流槽和保溫爐進行扒渣，扒渣頻率至少為3次/h，在下流槽增氧管上設置一個水循環熱交換裝置對所述增氧管中的壓縮氣體在進入下流槽前進行預加熱升溫。
[0009]在澆鑄前嚴格控制所述銅液的含氧量，保證成品的氧含量符合要求；水循環熱交換裝置的設置，使得壓縮氣體在進入下流槽前就進行預加熱，防止因壓縮氣體溫度過低導致銅液溫度大幅降低而局部結冷銅情況的發生，進一步保證了成品的質量。
[0010]C.鑄造:將經所述步驟b后得到的銅液澆鑄在雙帶連鑄機上后進行鑄造，用冷卻水進行冷卻，所述冷卻水在升溫后進入所述水循環熱交換裝置，冷卻水在降溫后再次進入所述雙帶連鑄機。冷卻水升溫后，進入水循環熱交換裝置對所述壓縮氣體加熱，熱交換后冷卻水再次進入雙帶連鑄機進行冷卻，如此循環。對冷卻水的重復循環利用，大大節省了能源，降低了成本。
[0011]d.軋制:在經所述步驟c鑄造后得到初步定型的鑄坯，所述鑄坯在正式銑邊前需經過鑄坯四個棱角刻痕機的初步銑邊，正式銑邊后在軋機上進行軋制，所述軋制先后包括粗軋和精軋，經軋制后得到半成品銅桿，在軋制過程中，設有高壓除磷泵將乳化液抽出并噴射于鑄坯表面，在所述粗軋過程中，粗軋乳化液中酒精的質量分數為0.5-1.0%，油脂質量分數為0.5-1.0%，所述粗軋乳化液pH值為8.0-9.0 ;在所述精軋過程中，精軋乳化液中酒精質量分數為1.5-2.0%，油脂質量分數為1.5-2.0%，所述精軋乳化液pH值為8.9-9.0，粗軋乳化液與精軋乳化液溫度均控制在42-47?，在所述乳化液箱、高壓除磷泵與軋機之間串聯有導管、乳化液收集器、乳液旋流分離器和熱交換管道一同構成乳化液循環系統，乳化液從乳化液箱通過所述導管依次流經高壓除磷泵、乳機、乳化液收集器、乳液旋流分離器和熱交換管道，最后回到乳化液箱。
[0012]在正式銑邊前增加初步銑邊的工序，可有效防止正式銑邊后發生卷肩，減少了鑄坯四個棱角上存在的氣泡，從而防止所述鑄坯由于帶有氣泡而在軋制時發生表面缺陷。高壓除磷泵的設置可以大幅增加所述乳化液噴射到鑄坯表面時的沖擊力，這樣可以有效去除軋制過程中帶入的一些銑邊廢肩以及鑄坯表面結晶不好的氧化皮；經過配方優化后的各乳化液能夠更加有效地去除鑄坯表面的氧化銅和氧化亞銅，同時可以起到保護軋輥的作用，延長設備使用壽命。所述乳化液循環系統的設置，使得在軋制過程中乳化液可以循環使用，乳液旋流分離器將乳化液中大量的銅粉分離，防止在軋制過程中銅粉被軋到鑄坯表面。乳化液在軋機中吸收了大量的熱量，在進入所述熱交換管道后熱交換后溫度降低，最后回到乳化液箱，大大降低了成本。
[0013]e.清洗冷卻、吹干、探傷涂蠟、繞桿:對經所述步驟d后得到的所述半成品銅桿先后進行清洗冷卻、吹干、探傷、涂蠟、繞桿。所述吹干過程中使用壓縮空氣繼進行吹干，所述壓縮空氣在吹干前流經所述步驟d中的熱交換管道與所述乳化液進行熱交換，壓縮空氣在加熱后對半成品銅桿進行吹干，效率更高，且同時與乳化液進行熱交換，節約了能源。
[0014]f.包裝:經所述步驟e后將得到8mm直徑低氧銅桿線卷，對所述8mm直徑低氧銅桿線卷進行包裝后得到8mm直徑低氧銅桿成品。
[0015]作為優選，所述步驟a中的A級銅原料的單板電解銅的長度在1000-1040mm之間，寬度在740-1000mm之間，厚度在10_18mm之間。
[0016]作為優選，所述步驟b中在澆鑄之前所述銅液含氧量控制在0.021-0.024% ;所述水循環熱交換裝置主要包括溫控系統和熱交換套管，所述所述熱交換套管套于所述下流槽增氧管外表面，熱交換套管上設有導入口、導出口和內腔，所述步驟C中的冷卻水升溫后通過所述導入口進入所述內腔，降溫后經所述導出口重新流入所述雙帶連鑄機。
[0017]作為優選，所述步驟c中的所述銅液在澆鑄前，銅液在所述保溫爐中的溫度控制于1130-1140°C之間，澆鑄開始后保溫爐角度控制在75-85度之間，開始澆鑄時在所述中間包中的銅液溫度介于1120-1135?之間，正常生產后從中間包進入所述雙帶連鑄機的銅液溫度控制在1115-1125 °C之間；澆鑄過程中采用高液位澆鑄，澆鑄時雙帶連鑄機液位穩定在45-55%之間，以降低澆鑄時產生氣泡的概率，澆鑄時中間包中放置有過濾磚對銅液進行過濾以減少雜質，澆鑄開始后保持勻速澆鑄。在澆鑄時隨時檢查雙帶連鑄機上鋼帶、擋塊油和石墨的噴涂情況，如發現所述擋塊油與石墨噴涂不均勻等狀況需及時解決和處理，確保銅液形成鑄坯后容易脫模，上、下鋼帶每小時擦拭兩次，如遇到澆嘴尖有結冷銅的情況需及時清除。
[0018]作為優選，所述步驟d的軋制過程中，所述鑄坯進軋時溫度在800-850°C，所述高壓除磷泵的壓強為12-18MPa，軋制完成后所述半成品銅桿出軋機時的表面溫度控制在650-680°C，所述軋機上最后兩道軋機軋輥的使用時間不超過24小時。通過反復研宄，當鑄坯進軋溫度高于830°C且高壓除磷泵壓強低于1MPa時軋機上1#軋輥和2#軋輥表面容易粘銅，在軋制過程中所述1#軋輥和2#軋輥上的銅粉容易被粘到鑄坯上，導致由于鑄坯表面有雜物而在之后的渦流探傷在線檢測過程中使系統頻繁報警，為此通過對鑄坯進軋溫度以及高壓除磷泵的壓強的控制，解決了上述技術問題。
[0019]作為優選，在所述步驟e中，清洗冷卻時清洗液中酒精的質量分數為2.5-3.5%，所述清洗液PH值介于8.5-9.0之間，清洗液溫度控制在30-34?，配方優化后的清洗液增強了對所述半成品銅桿表面雜質的去除能力，同時可以有效降低半成品銅桿的溫度；在清洗冷卻后對所述半成品銅桿用壓縮空氣進行吹干，所述壓縮空氣的壓強為0.6-0.7MPa，確保半成品