CN101259484A - 废杂铜连铸连轧低氧光亮铜杆生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废杂铜连铸连轧低氧光亮铜杆生产工艺，本发明的生产工艺流程是：废杂铜—→反射炉熔炼—→吹氧—→精炼—→还原—→保温炉精炼—→浇铸—→滚剪边—→粗轧—→精轧—→冷却—→排线—→出料。其中反射炉熔炼的工序包括：原料—→加料—→熔化—→氧化—→还原—→浇铸。本发明适用于废杂铜的回收利用。

Description

废杂铜连铸连轧低氧光亮铜杆生产工艺

技术领域

本发明涉及一种废杂铜的资源综合利用技术，尤其是涉及一种利用紫杂铜反射炉精炼工艺的废杂铜连铸连轧低氧光亮铜杆生产工艺。

背景技术

随着国民经济快速发展，一方面，铜消费量高速增长铜价猛涨，而我国铜资源紧缺，铜精矿产量难以满足需求；另一方面，近年来废旧家电、废旧电也迅速增长，并造成环境污染。所以，对废杂铜的回收利用是我国铜工业弥补原料短缺快速发展的捷径。长期以来，各国铜杆生产商一直在想办法提高原材料中废铜比例。如何利用废铜，利用紫杂铜反射炉精炼工艺的废杂铜连铸连轧低氧光亮铜杆制作工艺，这是技术人员的重要研究目标。

发明内容

本发明的目的在于针对上述废杂铜综合利用的问题，提供一种利用紫杂铜反射炉精炼工艺的废杂铜连铸连轧低氧光亮铜杆生产工艺。

为了达到上述目的，本发明主要是通过以下技术方案来实现的。本发明的生产工艺流程是：废杂铜-→反射炉熔炼-→吹氧-→精炼-→还原-→保温炉精炼-→浇铸-→滚剪边-→粗轧-→精轧-→冷却-→排线-→出料

生产工艺流程说明

1、废杂铜：

用废杂铜冶炼生产铜杆原材料分为三个级别，一级废杂铜要求是由清洁的、不镀锡的、无包覆的和非合金化的铜线和电缆所组成，务必不要用烧过的线，这些废铜由标准含量为96％的非合金化的铜线组成。二级废铜是由小直径的、没有绝缘的，通常为电话线的铜线、铜管，带清漆或绝缘的铜排铜线以及干净紫铜棒所组成，最小含量为94％。三级废铜是由非合金化废铜的混合物，其标准含铜量为92％，为了获得最佳的材料组合，达到最理想的效果，加入炉内的材料组成比例一般为：一级废铜：30％；二级废铜：60％；三级废铜：10％。

2、反射炉熔炼：

废铜冶炼生产铜杆的关健是铜液成份的控制，其核心设备是精炼炉，精炼炉采用耐火材料砌成，炉子可倾斜，以利于除气、除碴和浇铸，该工序的控制也是整个生产线的关键所在，其工序包括：原料-→加料-→熔化-→氧化-→还原-→浇铸。首先应根据废铜的来源等级进行配料，再根据原料的配比添加反应剂。废铜在精炼炉内通过一次精炼，使铜快速熔化后，加入除碴剂，并使熔铜获得最好的均匀性，然后通过炉内通入富氧的空气，使其被氧化的杂质漂浮在熔池进行表面清碴处理。经过一次精炼的铜中主要的基本杂质是铅、锡、锌、铁、砷、锑和硫，这些元素对铜杆的加工工艺和导电率有很大的影响。在此种情况下，通常还需要进行二次精炼，以进一步除去杂质。最后的还原操作需要向熔炉中通入还原性气体，使铜的氧含量调整到200-350ppm的要求。

(1)原料：

紫铜、废铜线、废铜管、锯屑、铣屑、废管头等等。

将原料打包成100-400Kg/捆，碎料单独加入。

(2)加料：

加料炉温：1000℃左右；

加料用加料小车进行；

先加小料，后加大料；

原料分三批加入，第一批加60％，第二批加30％，第三批加入余量的料。

料离炉顶高度：300-400mm；

加料约8小时左右。

(3)熔化

加完料后，应加大火提温，炉温保持在1300℃左右；

炉内保持氧化性气氛；

铜水表面激烈沸腾，即表示熔化结束；

铜料全部熔化后，马上扒去浮碴；

熔化时间约3。5小时。

(4)氧化：

按紫杂铜杂质含量分为若干阶段：杂质主要为：Fe、Zn、Pb、Sn、Ni、As、Sb、Bi等；

氧化时，炉温：℃；铜水温度：1200-1250℃；

除杂质：

第一步：除Fe、Zn，炉温：1300℃；

Zn+O₂-→ZnO

ZnO+C-→Zn↑+CO₂

锌以挥发物除去

Fe+O₂-→FeO

FeO+SiO_2-→FeO。SiO2

Fe与石英造渣除去。

第二步：除Pb、Sn，炉温：1250℃；

Pb+O₂-→PbO  挥发除去；

Pb+O₂-→PbO₂ 加石英造渣除去。

Sn与Pb基本一致，挥发或造渣除去。

第三步：除As、Sb、Bi、Ni，炉温：1200℃；

三价As、Sb挥发除去；五价As、Sb和Bi加石英造渣除去。

Ni基本造渣除去，若形成镍云母则反复精炼除去。

(5)还原：

当铜水O量达到1.4％左右时，进行还原；

还原时铜水温度控制在1200℃以上；

还原时铜水表面铺上100mm左右厚的木炭；

还原采用插木和炭还原剂。

(6)浇铸：

还原结束时，Cu：99.7％-99.9％；

O：200-450ppm。

然后进行浇铸，锭送连轧机，生产光亮圆铜杆。

3、保温炉精炼：

保温炉精炼使铜熔液在高温静置中，非铜夹杂物与铜熔体比重不同，因而产生上浮或下沉，使铜液达到进一步净化的目的，确保铜线坯的化学成份满标准的要求。

4、浇铸：

浇铸采用五轮钢带式连铸机连铸，五轮钢带式连铸机由结晶轮、两个压轮、张紧轮、惰轮和钢带组成，结晶轮上的凹槽和压紧的钢带形成铜液的浇注腔，铸轮和钢带配有冷却系统、吹扫系统、喷碳系统并配有浇包预热装置。

5、滚剪边：

将铸坯的预处理包括夹送、剪切、铣棱，连铸机导出的铸坯由夹送辊送到剪切机切头或将不合格产品切除，再经过铣棱去棱角。

6、粗轧和精轧：

铜杆连轧机为二辊悬臂式轧机，分粗轧和精轧两套机组。粗轧和精轧的轧辊平、立交替布置。粗轧机采用较大压力下量压下，起到细化晶粒的作用。精轧以保证铜杆的尺寸精度和表面光洁度。

7冷却：

出连轧机的铜杆，进入一个约20米长，向上倾斜的冷却管中，铜杆在冷却管中受到微酸性的酒精溶液冷却、清洗去氧化皮并避免再次氧化。

8、排线和出料：

经过冷却清洗的铜杆由曲线辊道将铜杆从轧制线的水平位置换成与绕杆机垂直的位置，然后进入铜杆的后处理装置和绕杆机。铜杆在绕杆机内根据用户的要求绕成螺旋形打包入库。

本发明与现有技术相比，具有以下明显的优点和创新。(1)本连铸连轧法与传统的热轧法相比较，具有长度长、节省能源、产品质量稳定，性能均一，表面光亮等特点。(2)传统的热轧机，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。而本发明只消耗806Mka/t；(3)本发明的产品光亮杆的导电率比传统的黑杆(指表面氧化厉害，称黑杆)导电率高，因为黑杆含氧量高。(4)黑杆圈重小，一般只有80Kg左右，而本发明的光亮杆一般在3-5t，因此拉丝时接头少。黑杆需要酸洗或扒皮，有三废污染，而本发明的光亮杆不需要酸洗耳恭听和扒皮，没有污染。

本发明适用于废杂铜的回收利用。

实际上，在铜精炼配料时，还可以像铝精炼时那样采用稀土综合优化处理技术，稀土的重要特性就是将与其结合的元素或相组织变为颗粒(球)状，稀土是一类十分活泼的元素，与许多元素或杂质相都能进行结合。杂质相球化的结果就是消除这些不利的影响。铜加入稀土可以使各种分布于晶界的线状有害杂质相球化，大大改善铜杆的加工工艺，使铜杆的塑性提高而电阻降低。

本发明适用于废杂铜的回收利用。

Claims (3)

1. 一种废杂铜连铸连轧低氧光亮铜杆生产工艺，其特征在于其生产工艺流程是：废杂铜-→反射炉熔炼-→吹氧-→精炼-→还原-→保温炉精炼-→浇铸-→滚剪边-→粗轧-→精轧-→冷却-→排线-→出料。

2. 根据权利要求1所述的废杂铜连铸连轧低氧光亮铜杆生产工艺，，其特征在于反射炉熔炼的工序包括：原料-→加料-→熔化-→氧化-→还原-→浇铸。

3. 根据权利要求2所述的废杂铜连铸连轧低氧光亮铜杆生产工艺，，其特征在于所述的反射炉熔炼首先应根据废铜的来源等级进行配料，再根据原料的配比添加反应剂，废铜在精炼炉内通过一次精炼，使铜快速熔化后，加入除碴剂，并使熔铜获得最好的均匀性，然后通过炉内通入富氧的空气，使其被氧化的杂质漂浮在熔池进行表面清碴处理，再进行二次精炼，以进一步除去杂质，最后的还原操作需要向熔炉中通入还原性气体，使铜的氧含量调整到200-350ppm的要求。