CN105170685A - 一种热轧铜带坯不进行表面铣削的生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热轧铜带坯不进行表面铣削的生产工艺，其具体包含以下工艺步骤：（1）熔炼铸造，（2）加热，（3）去除一次氧化皮，（4）热轧；本发明生产效率高，连续化生产程度强，过程易于实现并灵活控制；有效降低了铜铸锭及带坯表面所生成氧化皮的数量和厚度，提高了热轧产品的成品率、表面质量和尺寸精度；热轧带坯减少了表面机械铣削及其辅助工序，降低了生产成本，实现了节能降耗和环保。

Description

一种热轧铜带坯不进行表面铣削的生产工艺

技术领域

本发明涉及金属压力加工技术领域，特别是一种热轧铜带坯不进行表面铣削的生产工艺。

技术背景

在铜板带生产技术领域，带材在进行冷粗轧前需要对热轧带坯进行上下表面的机械铣削，以去除铸锭在加热和热轧过程中表面所形成的氧化皮等缺陷层。

氧化铜皮的形成主要是金属铜在高温下与氧气、水蒸气发生化学反应所致。一般将铜铸锭在加热炉内形成的1~3mm厚度的氧化铜皮称为一次氧化皮；在出炉后热轧过程中形成的氧化铜皮称为二次氧化皮。

铜带坯表面形成的氧化皮等缺陷层一般会造成1~4%的成品损失率，这也是铜板带轧制生产过程中的最大损失源。

近年来，铜铸锭的尺寸不断增大，微合金化高强铜合金品种也不断出现。因而，铸锭加热温度不断提高，部分铜合金达到了1000℃；加热和保温时间也越来越长，部分铸锭规格超过了5h。这在以天然气为燃料、氧气助燃而无保护性气体的加热氛围中，炉生一次氧化铜皮的厚度必然会进一步增加。

另一方面，较高的加热温度及部分铜合金较高的终轧温度需求（例如不低于700℃）也使得铜带坯在大气中的氧化程度进一步加剧。同时，大规格铸锭带来的多道次高温轧制也使得热状态铜带坯在大气中的停留时间过长（超过了6min），这进一步增加了铜带坯出炉后表面二次氧化皮的厚度。

因此，目前铜板带加热、热轧过程中形成的氧化皮越来越多，热轧后表面需要铣削的厚度越来越大，个别生产厂家甚至需要进行两次铣削才能满足生产要求。由此带来越来越高的生产成本、能源消耗和轧辊等设备磨损程度，以及越来越低的产品成品率、表面质量、尺寸厚度精度等。

如何对氧化铜皮进行有效控制和去除已成为困扰生产企业的一个技术难题和亟待解决的问题。

发明内容

为了解决目前铜板带生产领域热轧带坯表面氧化皮所带来的种种问题，本发明提供了一种热轧铜带坯不进行表面铣削的生产工艺，本发明通过对铸锭规格、加热温度、含氧量、轧制规程、带坯冷却等方面的控制和机械配置来有效降低铜铸锭和带坯表面的氧化层厚度，并对生成的氧化皮在热轧工序中进行有效去除，进而实现冷粗轧前带坯表面不再进行铣削的目的。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种热轧铜带坯不进行表面铣削的生产工艺，其具体包含以下工艺步骤：

（1）熔炼铸造：制备合格的铜及铜合金铸锭；

（2）加热：

a、由公式t=（12~15）计算出铸锭在加热炉内的加热保温总时间；其中：t-加热保温总时间，单位：min，H-铸锭厚度，单位：mm；

b、铸锭加热过程中炉内的含氧量控制在0.02%～1%；

c、铸锭加热保温温度和出炉温度均≤热轧开坯所需温度+30℃；

（3）去除一次氧化皮：铸锭出炉后，利用高压水冲洗掉铸锭在加热炉内生成的一次氧化皮；

（4）热轧：热轧过程中，利用设置在轧机机架内的入/出口高压水装置冲洗掉轧制过程中带坯表面生成的二次氧化皮；

a、开轧温度：650~980℃；

b、轧制道次：控制在5~9道次之间；

c、道次压下率：第1和最后1个道次压下率控制在5%~20%，第1和第2道次轧制速度控制在30~90m/min，其余道次均将压下率控制在20%~45%之间，轧制速度控制在120~250m/min之间；

d、终轧温度：

终轧温度≥开轧温度－260℃；

进一步，在步骤（4）中，热轧最后一个道次时，在轧机出口利用层流冷却水装置将带坯在线快速冷却到≤300℃。

进一步，所述步骤（4）完成后，在带坯冷粗轧前进行一次表面抛丸清洗处理。

进一步，在步骤（4）中，所述高压水压力≥5MPa。

进一步，在步骤（4）中，所述高压水可以由高压压缩空气替代。

进一步，在步骤（4）中，铸锭厚度≤180mm，轧制5~7个道次，铸锭厚度≥180mm，轧制7~9个道次。

进一步，在步骤（3）中，所述高压水压力≥8MPa。

由于采用了如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：

（1）生产效率高，连续化生产程度强，过程易于实现并灵活控制。

（2）有效降低了铜铸锭及带坯表面所生成氧化皮的数量和厚度，提高了热轧产品的成品率、表面质量和尺寸精度。

（3）热轧带坯减少了表面机械铣削及其辅助工序，降低了生产成本，实现了节能降耗和环保。

具体实施方式

以铜合金品种为C19400、铸锭规格为210×620×8000mm、目标产品规格为16×655×Lmm的带卷为例进行说明：

（1）210×620×8000mm规格的C19400铜合金铸锭在含氧量控制在0.5%的加热炉内加热到950℃后进行保温200min，然后出炉，铸锭从进炉到出炉总时间为270min；

（2）利用压力为15MPa的高压水对C19400合金铸锭表面在加热炉内生成的一次氧化皮进行去除；利用设置在机架内轧机入、出口的10MPa高压水对每个道次轧制前后的带坯进行二次氧化皮的去除，优选的，去除一次氧化皮和二次氧化皮的高压水应使用集水槽进行收集，避免二次溅落至铸锭或板坯表面；

（3）铸锭开轧温度为925℃，道次压下率及轧制速度控制如下：第1道次压下率15%，速度70m/min；第2道次压下率35%，速度85m/min；第3道次压下率40%，速度120m/min；第4道次压下率43%，速度150m/min；第5道次压下率35%，速度180m/min；第6道次压下率25%，速度220m/min；第7道次压下率18%，速度230m/min；

（4）终轧温度为720℃，在最后的第7道次轧制过程中，轧机出口处设置的层流冷却装置对带材进行在线强冷，带材冷却后温度为215℃；

（5）热轧后的带材在冷粗轧前在线进行表面抛丸清洗处理，以去除残留的微量氧化缺陷层，去除厚度不大于0.2mm。

需要说明的是，在完成表面抛丸清洗后，后续还按照传统的工艺流程完成整个生产过程，即：表面抛丸清洗—冷粗轧—切边—退火—表面清洗—冷中轧—退火—表面清洗—冷精轧—退火（表面清洗）—拉弯矫直—成品剪切—包装入库。

Claims (7)

1.一种热轧铜带坯不进行表面铣削的生产工艺，其特征是：具体包含以下工艺步骤：

（1）熔炼铸造：制备合格的铜及铜合金铸锭；

（2）加热：

a、由公式t=（12~15）计算出铸锭在加热炉内的加热保温总时间；其中：t-加热保温总时间，单位：min，H-铸锭厚度，单位：mm；

b、铸锭加热过程中炉内的含氧量控制在0.02%～1%；

c、铸锭加热保温温度和出炉温度均≤热轧开坯所需温度+30℃；

（3）去除一次氧化皮：铸锭出炉后，利用高压水冲洗掉铸锭在加热炉内生成的一次氧化皮；

（4）热轧：热轧过程中，利用设置在轧机机架内的入/出口高压水装置冲洗掉轧制过程中带坯表面生成的二次氧化皮；

a、开轧温度：650~980℃；

b、轧制道次：控制在5~9道次之间；

c、道次压下率：第1和最后1个道次压下率控制在5%~20%，第1和第2道次轧制速度控制在30~90m/min，其余道次均将压下率控制在20%~45%之间，轧制速度控制在120~250m/min之间；

d、终轧温度：

终轧温度≥开轧温度－260℃。

2.根据权利要求1所述的热轧铜带坯不进行表面铣削的生产工艺，其特征是：在步骤（4）中，热轧最后一个道次时，在轧机出口利用层流冷却水装置将带坯在线快速冷却到≤300℃。

3.根据权利要求2所述的热轧铜带坯不进行表面铣削的生产工艺，其特征是：所述步骤（4）完成后，在带坯冷粗轧前进行一次表面抛丸清洗处理。

4.根据权利要求1所述的热轧铜带坯不进行表面铣削的生产工艺，其特征是：在步骤（4）中，所述高压水压力≥5MPa。

5.根据权利要求1所述的热轧铜带坯不进行表面铣削的生产工艺，其特征是：在步骤（4）中，所述高压水可以由高压压缩空气替代。

6.根据权利要求1所述的热轧铜带坯不进行表面铣削的生产工艺，其特征是：在步骤（4）中，铸锭厚度≤180mm，轧制5~7个道次，铸锭厚度≥180mm，轧制7~9个道次。

7.根据权利要求1所述的热轧铜带坯不进行表面铣削的生产工艺，其特征是：在步骤（3）中，所述高压水压力≥8MPa。