CN103170522A - 铜扁管生产线及其生产方法 - Google Patents

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张习刚
雷宇
陈明玉
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Golden Dragon Precise Copper Tube Group Inc
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本发明提供了一种生产产品壁厚均匀，尺寸精度高铜扁管生产线及其生产方法。本发明的铜扁管生产线，包括依次设置的带有椭圆模具的拉拔机和带有芯杆的拉拔机，所述带有芯杆的拉拔机包括与铜扁管成品规格相同的外膜和内衬芯头。本发明的铜扁管生产线及其生产方法，工艺流程短、生产效率高，成材率提高，克服了挤压开坯壁厚偏差大、存在夹层的缺点，产品壁厚均匀，尺寸精度高，尤其适于生产口径大、周长大的铜扁管。

Description

铜扁管生产线及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种扁管生产领域，尤其是一种铜扁管生产线及其生产方法。
背景技术
目前大断面、大宽厚比的铜扁管主要是采用“半连续铸造—挤压开坯—冷轧—拉伸”的传统工艺（简称挤压法），存在工艺流程长、工序复杂、能耗高等诸多缺点。特别地，使用该方法生产的铜管存在壁厚不均、夹杂多、铜管分层、内壁杂质残留多等诸多缺陷，这些缺陷将会严重影响铜扁管后续的应用和加工。
发明内容
本发明提供了一种生产产品壁厚均匀，尺寸精度高铜扁管生产线及其生产方法。
实现本发明目的之一的铜扁管生产线，包括依次设置的带有椭圆模具的拉拔机和带有芯杆的拉拔机，所述带有芯杆的拉拔机包括与铜扁管成品规格相同的外膜和内衬芯头。
所述铜扁管生产线，还包括位于带有椭圆模具的拉拔机前面，依次设置工频有芯熔化炉、四辊行星轧机和直管拉拔机。
所述带有芯杆的拉拔机后还设有辊底式光亮退火炉。
实现本发明目的之二的铜扁管生产方法，包括如下步骤：
（1）加工铜直管；
（2）使用椭圆模具将合格的铜直管在拉拔机上拉伸为过渡椭圆管；
（3）在带有芯杆的拉拔机上，使用铜扁管成品规格的外模和内衬芯头，将过渡椭圆管拉直为成品规格的铜扁管。
所述步骤（1）与步骤（2）之间还有一个对铜直管进行处理的步骤，包括清洗铜直管，对清洗后的铜直管进行涡流探伤，筛除具有内外表面粗拉道、表面磕碰伤、内壁划伤、夹铁、夹杂等缺陷的铜直管，得到合格的铜直管。
所述步骤（1）加工铜直管的方法，包括如下步骤：
① 采用工频有芯熔化炉将纯铜原材料熔化，使用直读光谱仪检测铜液成分合格后转入工频有芯保温炉中，采用复合电磁搅拌技术的水平连铸的方式生产空心纯铜铸坯；
② 使用四辊行星轧机对经过铣面的铸坯进行轧制得到轧管；
③ 利用直管拉拔机对轧管进行拉拔，拉拔方式采用游动芯头拉拔，经过2~8道次的拉拔，生产铜直管。
所述步骤（1）中空心纯铜铸坯规格为Φ130~180mm×15~50mm、单根重量超过1000kg；所述轧管规格为Φ100~150mm×2.0~15.0mm，单根重量超过1000kg；所述铜直管的规格为Φ30~130×0.5~12.0mm、单根重量可超过1000kg。
所述步骤（1）中采用工频有芯熔化炉按照国标GB/T5231-20041中T2铜管的化学成分将纯铜原材料熔化。
所述步骤（1）中轧机采用H2体积浓度1~4wt%的H2-N2混合的微还原气氛保护得到轧管。
所述步骤（3）后还有一个步骤（4），对铜扁管根据要求进行定尺切割、打毛刺；对铜扁管内外壁进行清洗，根据成品的力学性能要求，对需要退火的铜扁管送入辊底式光亮退火炉进行退火，最后包装入库。
本发明的铜扁管生产线及其生产方法的有益效果如下：
本发明的铜扁管生产线及其生产方法，工艺流程短、生产效率高，成材率提高，克服了挤压开坯壁厚偏差大、存在夹层的缺点，产品壁厚均匀，尺寸精度高，尤其适于生产口径大、周长大的铜扁管。
附图说明
   图1为本发明的铜扁管生产线的结构示意图。
具体实施方式
  本发明的铜扁管生产线，包括依次设置的工频有芯熔化炉、四辊行星轧机、直管拉拔机、带有椭圆模具的拉拔机、带有芯杆的拉拔机和辊底式光亮退火炉，所述带有芯杆的拉拔机包括与铜扁管成品规格相同的外膜和内衬芯头。
本发明的铜扁管生产方法，包括如下步骤：
（1）采用工频有芯熔化炉按照国标GB/T5231-20041中T2铜管的化学成分将纯铜原材料熔化，使用直读光谱仪检测铜液成分合格后转入工频有芯保温炉中，采用复合电磁搅拌技术的水平连铸的方式生产规格为Φ130~180mm×15~50mm、单根重量超过1000kg的空心纯铜铸坯；
（2）使用四辊行星轧机对经过铣面的铸坯进行一次加工率达90%以上的轧制，轧机采用H2体积浓度1~4%的H2-N2混合的微还原气氛保护，轧管内外表面光亮不氧化，同时轧管实现再结晶，组织均匀，晶粒细小，力学性能优异，轧管规格为Φ100~150mm×2.0~15.0mm，单根重量超过1000kg。
（3）利用直管拉拔机对轧管进行拉拔，拉拔方式采用游动芯头拉拔，经过2~8道次的拉拔，生产规格为Φ30~130×0.5~12.0mm、单根重量可超过1000kg的铜直管。直管直线度好、壁厚均匀、内外表面质量高。
（4）对经过清洗过的铜直管进行涡流探伤，筛除具有内外表面粗拉道、表面磕碰伤、内壁划伤、夹铁、夹杂等缺陷的铜直管，得到合格的铜直管。
（5）使用椭圆模具将合格的铜直管在拉拔机上拉伸为过渡椭圆管，长度可以超过80米。
（6）在带有芯杆的拉拔机上，使用铜扁管成品规格的外模和内衬芯头，将过渡椭圆管拉直为成品规格的铜扁管，横截面规格为30~200mm×5~50mm×0.5~12mm（宽×高×壁厚）。
（7）根据要求进行定尺切割、打毛刺，对铜扁管内外壁进行清洗，根据成品的力学性能要求，对需要退火的产品送入辊底式光亮退火炉进行退火，最后包装入库。
实施例1
本发明的铜扁管生产方法如下：
（1）采用工频有芯熔化炉按照国标GB/T5231-20041中T2铜管的化学成分将纯铜原材料熔化，使用直读光谱仪检测铜液成分合格后转入工频有芯保温炉中。采用复合电磁搅拌技术的水平连铸的方式生产规格为Φ180mm×30mm、单根重量1000kg的空心纯铜铸。
（2）使用四辊行星轧机对经过铣面的铸坯进行轧制，一次加工率超过90%以上，轧机采用H2体积浓度1~4%的H2-N2混合的微还原气氛保护，轧管内外表面光亮不氧化，同时轧管实现再结晶，组织均匀，晶粒细小，力学性能优异，轧管规格为Φ130mm×5.0mm，单根重量超过1000kg。
（3）利用直管拉拔机对轧管进行拉拔，采用游动芯头拉拔，经过3道次的拉拔，生产规格为Φ79×2.5mm铜直管。
（4）将铜直管进行内外壁清洗，后经涡流探伤仪探伤，去除不合格管坯。
（5）将合格的铜直管拉制为90×60的椭圆过渡管。
（6）在带有芯杆的直拉机上，使用成品外模（86×34×R17）和芯头（81.1×29.1×R14.55）将椭圆管拉制为最终成品铜扁管。
（7）将最终规格铜扁管进行定尺切割、打毛刺和内外壁清洗，送入辊底式退火炉进行退火，退火温度为550℃，退火后进行包装入库。
本发明的铜扁管生产线及其生产方法的优点如下：
1、铸造过程采用工频有芯熔化炉和工频有芯保温炉，该炉型容量大、搅拌能力强、化学成分稳定，适合生产大批量、单根重量＞1000kg的空心纯铜铸坯。
2、采用复合电磁搅拌技术的水平连铸工艺生产铸坯，铸坯规格为Φ130~180mm×15~50mm，铸坯组织均匀，晶粒细小，平均晶粒尺寸＜0.3mm，力学性能优异。
3、采用四辊轧机对铸坯进行一次加工率达90%以上的轧制，轧机采用H2体积浓度1~4%的H2-N2混合的微还原气氛保护，轧管内外表面光亮不氧化，同时轧管实现再结晶，组织均匀，晶粒细小，力学性能优异；采用行星轧机得到轧管壁厚均匀，最终产品壁厚均匀，尺寸精度高。
4、对合格的铜直管进行中间过渡管椭圆管的生产，增加了铜管由圆管变为扁管的协调性，提高了最终成品的产品质量。作为过渡椭圆管的长度可以达到80米，这就极大地保证了最终成品尺寸规格的一致性。
5、采用带有芯杆的拉拔机、使用成品规格的外模和内衬芯头对过渡椭圆管进行拉拔，这就保证了最终成品尺寸规格的精确度。
6、本方法不存在二次加热、挤压、酸洗等流程，铜管内外壁清洁度高；铜扁管成材率达到80%以上，较传统的挤压工艺不足50% 的成材率，提高30%以上。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本发明技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。 

Claims (10)

1.一种铜扁管生产线，包括依次设置的带有椭圆模具的拉拔机和带有芯杆的拉拔机，所述带有芯杆的拉拔机包括与铜扁管成品规格相同的外膜和内衬芯头。
2.根据权利要求1所述的铜扁管生产线，其特征在于：还包括位于带有椭圆模具的拉拔机前面，依次设置工频有芯熔化炉、四辊行星轧机和直管拉拔机。
3.根据权利要求1所述的铜扁管生产线，其特征在于：所述带有芯杆的拉拔机后还设有辊底式光亮退火炉。
4.一种铜扁管生产方法，包括如下步骤：
（1）加工铜直管；
（2）使用椭圆模具将合格的铜直管在拉拔机上拉伸为过渡椭圆管；
（3）在带有芯杆的拉拔机上，使用铜扁管成品规格的外模和内衬芯头，将过渡椭圆管拉直为成品规格的铜扁管。
5.根据权利要求5所述的铜扁管生产方法，其特征在于：所述步骤（1）与步骤（2）之间还有一个对铜直管进行处理的步骤，包括清洗铜直管，对清洗后的铜直管进行涡流探伤，筛除具有内外表面粗拉道、表面磕碰伤、内壁划伤、夹铁、夹杂等缺陷的铜直管，得到合格的铜直管。
6.根据权利要求4或5所述的铜扁管生产方法，其特征在于：所述步骤（1）加工铜直管的方法，包括如下步骤：
① 采用工频有芯熔化炉将纯铜原材料熔化，使用直读光谱仪检测铜液成分合格后转入工频有芯保温炉中，采用复合电磁搅拌技术的水平连铸的方式生产空心纯铜铸坯；
② 使用四辊行星轧机对经过铣面的铸坯进行轧制得到轧管；
③ 利用直管拉拔机对轧管进行拉拔，拉拔方式采用游动芯头拉拔，经过2~8道次的拉拔，生产铜直管。
7.根据权利要求6所述的铜扁管生产方法，其特征在于：所述步骤（1）中空心纯铜铸坯规格为Φ130~180mm×15~50mm、单根重量超过1000kg；所述轧管规格为Φ100~150mm×2.0~15.0mm，单根重量超过1000kg；所述铜直管的规格为Φ30~130×0.5~12.0mm、单根重量可超过1000kg。
8.根据权利要求6所述的铜扁管生产方法，其特征在于：所述步骤（1）中采用工频有芯熔化炉按照国标GB/T5231-20041中T2铜管的化学成分将纯铜原材料熔化。
9.根据权利要求6所述的铜扁管生产方法，其特征在于：所述步骤（1）中轧机采用H2体积浓度1~4wt%的H2-N2混合的微还原气氛保护得到轧管。
10.根据权利要求4或5所述的铜扁管生产方法，其特征在于：所述步骤（3）后还有一个步骤（4），对铜扁管根据要求进行定尺切割、打毛刺；对铜扁管内外壁进行清洗，根据成品的力学性能要求，对需要退火的铜扁管送入辊底式光亮退火炉进行退火，最后包装入库。
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