CN104646412A - 一种提高8mm直径低氧光亮铜杆表面质量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高8mm直径低氧光亮铜杆表面质量的方法，在传统8mm直径低氧光亮铜杆的生产工艺的基础上进行改进，主要包括配料、熔炼、铸造、轧制、清洗、吹干、涂蜡、包装工序，其特征在于对轧制、清洗、吹干、涂蜡工序进行了改进：在轧制工序中增设了初步铣边与乳化液循环系统；对乳化液、清洗液和蜡液配方进行了优化。本发明提高了成品的表面质量，效果显著，且节能节耗，生产成本低。本发明涉及金属铜的加工领域。

Description

一种提高8mm直径低氧光亮铜杆表面质量的方法
技术领域
本发明涉及金属铜的加工领域，尤其涉及一种提高8mm直径低氧光亮铜杆表面质量的方法。
背景技术
8mm直径低氧光亮铜杆表面质量的好坏，直接影响市场销售。目前许多制造商同一生产线上生产出的铜杆的表面质量参差不齐，非常不稳定，许多铜杆在正转10转后反转10转铜粉含量基本在7-18mg/300mm。铜杆氧化层厚度基本保持在300?-1000?之间，夏季时成品在仓库放置25天左右会出现表面氧化发黑，严重时出现多条黑斑，严重变色，在正转10转后反转10转后，铜杆会有明显的起皮现象，起皮数量≥3个，裂缝较多，涡流探伤小探伤数不稳定，有时会出现小探伤大于200个/卷的情况。
申请公布号CN 101914688 A，申请日2010年9月03日的中国专利公开了一种用紫杂铜精炼法连铸连轧生产无氧铜杆的方法。它是将废紫杂铜分选打包后投炉熔化，再先后加入焦炭、石英、石灰进行三次精炼后，得到较高纯度的氧化铜；用原木插木还原后得到纯铜，再加入稀土，取得无氧铜，最后经浇铸和连铸连轧而得产品。同已有技术相比，该发明方法产品的生产效率和产品合格率得到了提高。该发明方法的不足之处是，虽然在一定程度上提高了产品中纯铜的含量，但是没有对铜杆的表面质量进行明显的提高，且生产中能耗较大，成本较高。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种提高8mm直径低氧光亮铜杆表面质量的方法，本发明效果显著，且节能节耗，生产成本低。
本发明的具体技术方案为：一种提高8mm直径低氧光亮铜杆表面质量的方法，在传统8mm直径低氧光亮铜杆的生产工艺的基础上进行改进，主要包括配料、熔炼、铸造、轧制、清洗、吹干、涂蜡、包装工序，其中对如下工序进行改进：
a．轧制：电解铜原料在熔炼成为铜液后进行铸造，铸造后得到铸坯，在铣边机前设有铸坯四个棱角刻痕机，所述铸坯在经过所述铸坯四个棱角刻痕机的初步铣边后在铣边机上正式铣边，然后先后在粗轧机和精轧机上分别进行粗轧和精轧，在轧制过程中，设有高压除磷泵将乳化液抽出并喷射于铸坯表面，在乳化液箱、高压除磷泵与轧机之间串联有导管、乳化液收集器、乳液旋流分离器、热交换管道和沉淀系统一同构成乳化液循环系统，乳化液从乳化液箱通过所述导管依次流经高压除磷泵、轧机、乳化液收集器、乳液旋流分离器、热交换管道和沉淀系统，最后回到乳化液箱。
在正式铣边前增加初步铣边的工序，可有效防止正式铣边后发生卷屑，减少了铸坯四个棱角上存在的气泡，从而防止所述铸坯由于带有气泡而在轧制时发生表面缺陷。高压除磷泵的设置可以大幅增加所述乳化液喷射到铸坯表面时的冲击力，这样可以有效去除轧制过程中带入的一些铣边废屑以及铸坯表面结晶不好的氧化皮；所述乳化液循环系统的设置，使得在轧制过程中乳化液可以循环使用，乳液旋流分离器将乳化液中大量的铜粉分离，防止在轧制过程中铜粉被轧到铸坯表面，可以显著提高产品的表面质量。乳化液在轧机中吸收了大量的热量，在进入所述热交换管道后热交换后温度降低，最后回到乳化液箱，大大降低了成本。
b．清洗、吹干、涂蜡：经轧制后得到半成品铜杆，对所述半成品铜杆先后进行清洗、吹干、涂蜡，最后经包装得到成品，在所述吹干过程中使用压缩空气对半成品铜杆进行吹干，所述压缩空气在吹干前流经所述热交换管道与所述乳化液进行热交换。
压缩空气在吹干前流经所述乳化液循环系统中的热交换管道与所述乳化液进行热交换，压缩空气在加热后对半成品铜杆进行吹干，效率更高，避免半成品铜杆在涂蜡前因表面还含有水分或杂质而使表面变花，且同时与乳化液进行热交换，节约了能源。
作为优选，所述乳化液循环系统中的沉淀系统包括第一沉淀池与第二沉淀池，第一沉淀池与第二沉淀池上分别设有进液口与出液口，所述进液口与与出液口分别与进液管道、出液管道连接，所述进液管道的另一端与所述热交换管道连接，所述出液管道的另一端与所述乳化液箱连接，进液管道与出液管道使第一沉淀池与第二沉淀池互相形成并联，第一沉淀池与第二沉淀池各自的进液口、出液口处均设有阀门，热交换管道与进液管道之间设有阀门。沉淀系统的设置，可以进一步地清除乳化液中的杂质，确保乳化液在下一循环前保持干净；沉淀池并联式的设计，相比传统的串联式，可以使得每一个沉淀池可以单独运作，若某一沉淀池出现故障或需要进行清理，可以单独对其关闭而不影响其它沉淀池，提高了效率。
作为优选，所述第一沉淀池与第二沉淀池的内部均设有至少一个竖立的隔板，第一沉淀池与第二沉淀池各自被所述隔板分隔成若干个单独的沉淀室，每个隔板的上部均设有连通隔板两侧沉淀室的溢流孔，所述进液口位于第一沉淀池与第二沉淀池中最边侧的沉淀室的侧壁上部或顶部，所述出液口位于第一沉淀池与第二沉淀池中与出液口所在沉淀室距离最远的沉淀室的侧壁上部或顶部，第一沉淀池与第二沉淀池的每个沉淀室的底部均设有排污口。沉淀池内隔板的设计，把一个沉淀池分隔为多个串联的沉淀室，进一步提高了每一沉淀池的净化效果，降低了乳化液中杂质的含量，间接地提高了产品的表面质量。当沉淀池内杂质积累较多时，排污口的设计可以便捷地清理杂质。
作为优选，所述沉淀系统中互相并联的沉淀池的数量多于2个。当乳化液的流量较大时可以根据实际需求多设置沉淀池的数量。
作为优选，在所述粗轧过程中，粗轧乳化液中酒精的质量分数为0.5-1.0%，油脂质量分数为0.5-1.0%，所述粗轧乳化液pH值为8.0-9.0；在所述精轧过程中，精轧乳化液中酒精质量分数为1.5-2.0%，油脂质量分数为1.5-2.0%，所述精轧乳化液pH值为8.9-9.0，粗轧乳化液与精轧乳化液温度均控制在42-47℃。经过配方优化后的各乳化液能够更加有效地去除铸坯表面的氧化铜和氧化亚铜，同时可以起到保护轧辊的作用，延长设备使用寿命。
作为优选，所述铸坯进轧制前温度在830-850℃，所述高压除磷泵的压强为12-18MPa。通过反复研究，当铸坯进轧温度高于830℃且高压除磷泵压强低于10MPa时轧机上1#轧辊和2#轧辊表面容易粘铜，在轧制过程中所述1#轧辊和2#轧辊上的铜粉容易被粘到铸坯上，导致由于铸坯表面有杂物而在之后的涡流探伤在线检测过程中使系统频繁报警，为此通过对铸坯进轧温度以及高压除磷泵的压强的控制，降低了产品表面铜粉的含量，解决了上述技术问题。
作为优选，所述清洗工序中清洗液中酒精的质量分数为2.5-3.5%，所述清洗液pH值介于8.5-9.0之间，清洗液温度控制在30-34℃；在所述吹干工序中所述压缩空气的压强为0.6-0.7MPa；在涂蜡工序中蜡液的浓度在5.0-6.0%之间，所述蜡液pH值为8.5-9.0，蜡液温度控制在65-75℃。配方优化后的清洗液增强了对所述半成品铜杆表面杂质的去除能力；所述压缩空气的压强为0.6-0.7MPa，确保半成品铜杆在涂蜡前表面没有水分残留。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明中初步铣边工序的增设，可以减少产品的表面缺陷数量；乳化液循环系统增设，不仅可以减少产品表面的铜粉含量，还能循环利用乳化液和热量，大幅减少生产能耗，降低生产成本；对乳化液配方、清洗液配方和蜡液配方的优化，可进一步提高产品的表面质量。按本发明方法生产的8mm直径低氧光亮铜杆成品，在正转10转后反转10转铜粉含量基本在4-8mg/300mm，氧化层厚度基本保持在180?-600?之间，夏季时成品在仓库可放置60天左不出现发黑现象，且正转10转后反转10转无明显的起皮现象，裂缝较小，涡流探伤小探伤稳定，每卷铜杆基本稳定在100个以下，远远超过了国标质量要求。
附图说明
图1是本发明中乳化液循环系统的示意图；
图2是本发明的乳化液循环系统中沉淀系统的示意图。
附图标记为：进液管道1、第一沉淀池2、第二沉淀池3、出液管道4、进液口5、出液口6、排污口7、隔板8、溢流孔9。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
一种提高8mm直径低氧光亮铜杆表面质量的方法，在传统8mm直径低氧光亮铜杆的生产工艺的基础上进行改进，主要包括配料、熔炼、铸造、轧制、清洗、吹干、涂蜡、包装工序，其中对如下工序进行改进：
a．轧制：电解铜原料在熔炼成为铜液后进行铸造，铸造后得到铸坯，在铣边机前设有铸坯四个棱角刻痕机，所述铸坯在经过所述铸坯四个棱角刻痕机的初步铣边后在铣边机上正式铣边，然后先后在粗轧机和精轧机上分别进行粗轧和精轧，在轧制过程中，设有高压除磷泵将乳化液抽出并喷射于铸坯表面，如图1所示，在乳化液箱、高压除磷泵与轧机之间串联有导管、乳化液收集器、乳液旋流分离器、热交换管道和沉淀系统一同构成乳化液循环系统，乳化液从乳化液箱通过所述导管依次流经高压除磷泵、轧机、乳化液收集器、乳液旋流分离器、热交换管道和沉淀系统，最后回到乳化液箱。
如图2所示，所述乳化液循环系统中的沉淀系统包括第一沉淀池2与第二沉淀池3，第一沉淀池与第二沉淀池上分别设有进液口5与出液口6，所述进液口与与出液口分别与进液管道1、出液管道4连接，所述进液管道的另一端与所述热交换管道连接，所述出液管道的另一端与所述乳化液箱连接，进液管道与出液管道使第一沉淀池与第二沉淀池互相形成并联，第一沉淀池与第二沉淀池各自的进液口、出液口处均设有阀门，热交换管道与进液管道之间设有阀门。此外，第一沉淀池与第二沉淀池的内部均设有一个竖立的隔板8，第一沉淀池与第二沉淀池各自被所述隔板分隔成两个单独的沉淀室，每个隔板的上部均设有连通隔板两侧沉淀室的溢流孔9，所述进液口位于第一沉淀池与第二沉淀池中其中一个的沉淀室的侧壁上，所述出液口位于第一沉淀池与第二沉淀池中与出液口所在沉淀室相邻的沉淀室的顶部，第一沉淀池与第二沉淀池的每个沉淀室的底部均设有排污口7。沉淀系统运作时，可以打开第一沉淀上进液口处与出液口处的阀门和热交换管道与进液管道之间的阀门，实现第一沉淀池的单独运作；打开第一沉淀、第二沉淀池上各自进液口处与出液口处的阀门和热交换管道与进液管道之间的阀门，实现第一沉淀池与第二沉淀池的并联运作，当需要关停某一沉淀池时，关闭相应阀门即可。
b．清洗、吹干、涂蜡：经轧制后得到半成品铜杆，对所述半成品铜杆先后进行清洗、吹干、涂蜡，最后经包装得到成品，在所述吹干过程中使用压缩空气对半成品铜杆进行吹干，所述压缩空气在吹干前流经所述热交换管道与所述乳化液进行热交换。
在所述粗轧过程中，粗轧乳化液中酒精的质量分数为1.0%，油脂质量分数为0.5%，所述粗轧乳化液pH值为8.0-9.0；在所述精轧过程中，精轧乳化液中酒精质量分数为2.0%，油脂质量分数为1.5%，所述精轧乳化液pH值为8.9-9.0，粗轧乳化液与精轧乳化液温度均控制在42-44℃。所述清洗工序中清洗液中酒精的质量分数为3.5%，所述清洗液pH值介于8.5-9.0之间，清洗液温度控制在30-31℃；在所述吹干工序中所述压缩空气的压强为0.7MPa；在涂蜡工序中蜡液的浓度在6.0%，所述蜡液pH值为8.5-9.0，蜡液温度控制在65-69℃。
实施例2
实施例2与实施例1的不同之处在于：
在所述沉淀系统中，沉淀池的数量为3个，每个沉淀池内设有3个沉淀室。
在所述粗轧过程中，粗轧乳化液中酒精的质量分数为0.5%，油脂质量分数为1.0%，所述粗轧乳化液pH值为8.0-9.0；在所述精轧过程中，精轧乳化液中酒精质量分数为1.5%，油脂质量分数为2.0%，所述精轧乳化液pH值为8.9-9.0，粗轧乳化液与精轧乳化液温度均控制在45-47℃。所述清洗工序中清洗液中酒精的质量分数为2.5%，所述清洗液pH值介于8.5-9.0之间，清洗液温度控制在32-34℃；在所述吹干工序中所述压缩空气的压强为0.6MPa；在涂蜡工序中蜡液的浓度在5.0%，所述蜡液pH值为8.5-9.0，蜡液温度控制在70-75℃。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种提高8mm直径低氧光亮铜杆表面质量的方法，在传统8mm直径低氧光亮铜杆的生产工艺的基础上进行改进，主要包括配料、熔炼、铸造、轧制、清洗、吹干、涂蜡、包装工序，其特征在于对如下工序进行改进：
a．轧制：电解铜原料在熔炼成为铜液后进行铸造，铸造后得到铸坯，在铣边机前设有铸坯四个棱角刻痕机，所述铸坯在经过所述铸坯四个棱角刻痕机的初步铣边后在铣边机上正式铣边，然后先后在粗轧机和精轧机上分别进行粗轧和精轧，在轧制过程中，设有高压除磷泵将乳化液抽出并喷射于铸坯表面，在乳化液箱、高压除磷泵与轧机之间串联有导管、乳化液收集器、乳液旋流分离器、热交换管道和沉淀系统一同构成乳化液循环系统，乳化液从乳化液箱通过所述导管依次流经高压除磷泵、轧机、乳化液收集器、乳液旋流分离器、热交换管道和沉淀系统，最后回到乳化液箱；
b．清洗、吹干、涂蜡：经轧制后得到半成品铜杆，对所述半成品铜杆先后进行清洗、吹干、涂蜡，最后经包装得到成品，在所述吹干过程中使用压缩空气对半成品铜杆进行吹干，所述压缩空气在吹干前流经所述热交换管道与所述乳化液进行热交换。
2.如权利要求1所述的提高8mm直径低氧光亮铜杆表面质量的方法，其特征在于，所述乳化液循环系统中的沉淀系统包括第一沉淀池（2）与第二沉淀池（3），第一沉淀池与第二沉淀池上分别设有进液口（5）与出液口（6），所述进液口与与出液口分别与进液管道（1）、出液管道（4）连接，所述进液管道的另一端与所述热交换管道连接，所述出液管道的另一端与所述乳化液箱连接，进液管道与出液管道使第一沉淀池与第二沉淀池互相形成并联，第一沉淀池与第二沉淀池各自的进液口、出液口处均设有阀门，热交换管道与进液管道之间设有阀门。
3.如权利要求2所述的提高8mm直径低氧光亮铜杆表面质量的方法，其特征在于，所述第一沉淀池与第二沉淀池的内部均设有至少一个竖立的隔板（8），第一沉淀池与第二沉淀池各自被所述隔板分隔成若干个单独的沉淀室，每个隔板的上部均设有连通隔板两侧沉淀室的溢流孔（9），所述进液口位于第一沉淀池与第二沉淀池中最边侧的沉淀室的侧壁上部或顶部，所述出液口位于第一沉淀池与第二沉淀池中与出液口所在沉淀室距离最远的沉淀室的侧壁上部或顶部，第一沉淀池与第二沉淀池的每个沉淀室的底部均设有排污口（7）。
4.如权利要求2或3所述的提高8mm直径低氧光亮铜杆表面质量的方法，其特征在于，所述沉淀系统中互相并联的沉淀池的数量多于2个。
5.如权利要求1-3之一所述的提高8mm直径低氧光亮铜杆表面质量的方法，其特征在于，在所述粗轧过程中，粗轧乳化液中酒精的质量分数为0.5-1.0%，油脂质量分数为0.5-1.0%，所述粗轧乳化液pH值为8.0-9.0；在所述精轧过程中，精轧乳化液中酒精质量分数为1.5-2.0%，油脂质量分数为1.5-2.0%，所述精轧乳化液pH值为8.9-9.0，粗轧乳化液与精轧乳化液温度均控制在42-47℃。
6.如权利要求1-3之一所述的提高8mm直径低氧光亮铜杆表面质量的方法，其特征在于，所述铸坯进轧制前温度在830-850℃，所述高压除磷泵的压强为12-18MPa。
7.如权利要求1-3之一所述的提高8mm直径低氧光亮铜杆表面质量的方法，其特征在于，所述清洗工序中清洗液中酒精的质量分数为2.5-3.5%，所述清洗液pH值介于8.5-9.0之间，清洗液温度控制在30-34℃；在所述吹干工序中所述压缩空气的压强为0.6-0.7MPa；在涂蜡工序中蜡液的浓度在5.0-6.0%之间，所述蜡液pH值为8.5-9.0，蜡液温度控制在65-75℃。
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