CN111235405A - 一种低氧铜杆制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低氧铜杆制备工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：原材料分选阶段：将废紫杂铜原料进行区分分选，将紫杂铜中的非铜金属和黄铜进行剔除，获取待加工原料；加料精炼阶段：将待加工原料放入清洗池中，将待加工原料表面附着物进行清洗后静置待干燥，干燥完毕后，将待加工原料通过加料平台分次加入精炼炉进行精炼，待加工原料加入精炼炉通过精炼炉将金属融化成液体后将造渣剂分三份加入精炼炉中，三份造渣剂重量比为5：3：2；去杂除渣阶段：在全部待加工原料放入精炼炉后，向精炼炉内投入造渣剂，通过造渣剂进行氧化除杂，让熔炼金属表面形成氧化物，将氧化物进行除渣，获得低氧铜液。
Description
技术领域
本发明涉及一种铜杆工艺，具体涉及一种低氧铜杆制备工艺。
背景技术
铜是一种重要的有色金属，因具有优良的综合性能，如导电性、导热性、耐蚀性及良好的工艺性而广泛应用于各个工业部门。极少量杂质如氧、铅、锑、锡等的存在都会严重影响铜的导电性以及其它性能，因此不同领域对铜的纯度都有着严格的要求。低氧铜杆因具有纯度高、氧含量低、杂质少而备受市场青睐，得到广泛应用。
现有低氧铜杆的生产主要采用连铸连轧工艺，原料铜经过熔化、氧化、还原、出铜后，进入连铸连轧设备进行浇铸得到铜杆，而目前市场上常见的低氧铜杆普遍存在导电性差、抗拉强度低、容易断头的问题，给实际生产使用带来不便；其次，随着国民经济快速发展，铜消费量高速增长，我国铜资源紧缺，铜精矿产量难以满足需求，而近年来废旧家电、废旧电机也迅速增长，废旧资源的随意抛弃造成环境污染。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。如何能对废旧资源进行二次利用，改善铜杆加工工艺，生产出导电性强、抗拉性好的低氧铜杆是技术人员的重要研究目标。
现有低氧铜杆的生产工艺中主要是连铸连轧工艺，其主要过程包括：废铜预处理、投料、熔化、扒渣、高压空气氧化、综合除渣、活松插树还原、连铸连轧生产低氧铜杆。T2低氧铜杆的关键质量指标是，在20℃时电阻率不高于0.017241欧姆平方毫米每米，延伸率不小于35％。现有工艺是使用反射炉来冶炼废铜在扒渣和氧化还原阶段行业中现通常采用的做法是：投完铜料后，先不扒渣，大火持续升温到1280℃以上，待铜料彻底熔化很长一段时间后再开始扒渣，边扒渣边升温，边升温边通往高温空气氧化使用木炭、玻璃等熔渣、扒渣，中途不停风不停火，氧化结束温度在1340℃左右，氧化程度在50％以上，氧化时间在4小时左右，然后开始使用活松进行插树还原，整个插树还原过程中边升温边还原，还原时间一般在4小时左右，同样不停风不停火，直至开炉放铜。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是目前的废紫杂铜铸造铜杆时，金属氧含量较高，造成铜杆中容易破裂，需要采用一种能够将废紫杂铜中铜提取，废杂铜回收效率较低，生产成本比较高，目的在于提供一种低氧铜杆制备工艺，解决上述的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种低氧铜杆制备工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：
原材料分选阶段：将废紫杂铜原料进行区分分选，将紫杂铜中的非铜金属和黄铜进行剔除，获取待加工原料；加料精炼阶段：将待加工原料放入清洗池中，将待加工原料表面附着物进行清洗后静置待干燥，干燥完毕后，将待加工原料通过加料平台分次加入精炼炉进行精炼，待加工原料加入精炼炉通过精炼炉将金属融化成液体后将造渣剂分三份加入精炼炉中，三份造渣剂重量比为5：3：2；去杂除渣阶段：在全部待加工原料放入精炼炉后，向精炼炉内投入造渣剂，通过造渣剂进行氧化除杂，让熔炼金属表面形成氧化物，将氧化物进行除渣，获得低氧铜液；连铸连扎阶段：将低氧铜液从精炼炉的出铜口引出，经过出铜口上设置的闸门控制低氧铜液流出速度，低氧铜液流出后通过流槽、浇嘴进入结晶轮型腔内，通过区域冷却形成铸坯，再经牵引、校直、铣角、打毛进入轧机，通过连轧以后形成铜杆，再经洗线包清洗还原进入后牵引后摆杆入栏。
本申请文件的制作工艺中，选用废紫杂铜作为生产原料，因为是废旧的混合金属，价格成本较低，但是需要进行分选，剔除原料中含有非铜金属的其他金属，获取含铜量较高的待加工原料，然后对原料进行清洗，简单剔除表面的杂质，清洗后为了避免精炼炉有水进入后发生降温等情况，因此将原料放入精炼炉中，通过放入不同比例的造影剂，让熔炼后的金属铜液中的氧含量下降，形成低氧铜，然后在将低氧铜导出，通过流槽、浇嘴进入结晶轮型腔内，通过区域冷却形成铸坯，再经牵引、校直、铣角、打毛进入轧机，通过连轧以后形成铜杆，再经洗线包清洗还原进入后牵引后摆杆入。待加工原料加入精炼炉通过精炼炉将金属融化成液体后将造渣剂分三份加入精炼炉中，三份造渣剂重量比为5：3：2。将造渣剂按比例分成5：3；2的比例这样三次加入，可以更加精确进行氧化物的合成，避免多加入或者少加入造渣剂，第一次加入重量比一半的造渣剂，可以让铜液内部氧原子与造渣剂中元素结合，将铜液内的氧原子分离，减少铜液内氧原子含量，而后通过两次造渣剂的加入，通过称量取出的残渣重量，然后根据情况进行减少或者增加造渣剂的重量。
进一步地，加入第一份造渣剂后，将金属溶液表面形成的氧化物进行除渣，并对除渣重量进行测量后加入第二份造渣剂，再次对金属溶液表面形成的氧化物进行除渣，计算第一次除渣重量与第二次除渣重量比后，减少或增加第三份造渣剂重量。采用这种三次加入造渣剂的方式，可以观察氧化物的合成情况，以及产生的金属氧化物的渣质的重量，方便进行第二次造渣剂和第三次放入造渣剂的重量的添加和减少。加入的第一份造渣剂时，造渣剂进入金属溶液内部后，造渣剂与金属溶液混合，金属溶液内的氧原子与造渣剂内的试剂混合后反应形成氧化物，这种氧化物重量比金属溶液轻，因此会浮在金属溶液上方，在接触到空气后，形成粉末残渣，将这些粉末残渣进行去除，在对这些残渣进行称重后在加入第二份造渣剂，因为第二份造渣剂的重量为第一份造渣剂的少，因此只需进行残渣重量比例与第一份造渣剂和第二份造渣剂相比，即可了解残渣产出量是否有变化，在加入第三份造渣剂时，可以进行调整。
进一步地，在加入第三份造渣剂时，若计算的第一次除渣重量与第二次除渣重量比大于五分之三，则减少第三份造渣剂的重量，并在造渣剂中加入减缓剂，若计算的第一次除渣重量与第二次除渣重量比小于五分之三，则增加第三份造渣剂的重量，并在造渣剂中加入释放剂。通过在第三份造渣剂中加入减缓剂可以减慢反应速度，加入释放剂可以增加反应速度，这样可以有效进行调整。
进一步地，所述造渣剂采用的原料包括氧化钙15％-25％、二氧化硅25％-35％、氧化铝30％-40％、氧化亚铁2％-10％、氧化钠2％-10％及其他杂质。
进一步地，所述连铸连轧阶段中通过连轧以后形成铜杆后，在铜杆温度高于300℃时，在铜杆外表面喷涂硅粉末，在温度降低至常温后，在铜杆表面涂抹蜡油进行保护。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明一种低氧铜杆制备工艺，将废紫杂铜作为原料，生产出的低氧铜杆含氧量极低，且铜杆的电阻率低，导电性能优异，铜杆抗拉强度高，延展性能佳，后续进行拉丝处理时不易出现断头现象，拉丝效率较高，满足了市场对于优质低氧铜杆的需求，且能够对废杂铜进行有效回收，生产成本得到显著降低，提高了企业生产效益；
2、本发明一种低氧铜杆制备工艺，分多次进行加入造渣剂，可以方便的将铜内的氧气含量进行去除；
3、本发明一种低氧铜杆制备工艺，造渣剂熔点较低，能降低母合金冶炼温度，并保证在较低的温度下化渣，从而有利于节约能源和延长炉体的使用寿命
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例一
一种低氧铜杆制备工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：原材料分选阶段：将废紫杂铜原料进行区分分选，将紫杂铜中的非铜金属和黄铜进行剔除，获取待加工原料；加料精炼阶段：将待加工原料放入清洗池中，将待加工原料表面附着物进行清洗后静置待干燥，干燥完毕后，将待加工原料通过加料平台分次加入精炼炉进行精炼，待加工原料加入精炼炉通过精炼炉将金属融化成液体后将造渣剂分三份加入精炼炉中，三份造渣剂重量比为5：3：2；去杂除渣阶段：在全部待加工原料放入精炼炉后，向精炼炉内投入造渣剂，通过造渣剂进行氧化除杂，让熔炼金属表面形成氧化物，将氧化物进行除渣，获得低氧铜液；连铸连扎阶段：将低氧铜液从精炼炉的出铜口引出，经过出铜口上设置的闸门控制低氧铜液流出速度，低氧铜液流出后通过流槽、浇嘴进入结晶轮型腔内，通过区域冷却形成铸坯，再经牵引、校直、铣角、打毛进入轧机，通过连轧以后形成铜杆，再经洗线包清洗还原进入后牵引后摆杆入栏。
在现有的废紫杂铜的铜杆制备工艺中，其主要过程包括：废铜预处理、投料、熔化、扒渣、高压空气氧化、综合除渣、活松插树还原、连铸连轧生产低氧铜杆。低氧铜杆的关键质量指标是，在20℃时电阻率不高于0.017241欧姆平方毫米每米，延伸率不小于35％。现有工艺是使用反射炉来冶炼废铜，在扒渣和氧化还原阶段行业中现通常采用的做法是：投完铜料后，先不扒渣，大火持续升温到1280℃以上，待铜料彻底熔化很长一段时间后再开始扒渣，边扒渣边升温，边升温边通往高温空气氧化使用木炭、玻璃等熔渣、扒渣，中途不停风不停火，氧化结束温度在1340℃左右，氧化程度在50％以上，氧化时间在4小时左右，然后开始使用活松进行插树还原，整个插树还原过程中边升温边还原，还原时间一般在4小时左右，同样不停风不停火，直至开炉放铜。但是这样做金属中氧含量还是较高，进行氧化后的金属杂质较少，因此需要一种将废紫杂铜内的铜金属提取出，然后将铜金属进行氧化，将金属内的氧分子去除，才能够形成低氧的铜杆。
本申请文件的制作工艺中，选用废紫杂铜作为生产原料，因为是废旧的混合金属，价格成本较低，但是需要进行分选，剔除原料中含有非铜金属的其他金属，获取含铜量较高的待加工原料，然后对原料进行清洗，简单剔除表面的杂质，清洗后为了避免精炼炉有水进入后发生降温等情况，因此将原料放入精炼炉中，通过放入不同比例的造影剂，让熔炼后的金属铜液中的氧含量下降，形成低氧铜，然后在将低氧铜导出，通过流槽、浇嘴进入结晶轮型腔内，通过区域冷却形成铸坯，再经牵引、校直、铣角、打毛进入轧机，通过连轧以后形成铜杆，再经洗线包清洗还原进入后牵引后摆杆入。待加工原料加入精炼炉通过精炼炉将金属融化成液体后将造渣剂分三份加入精炼炉中，三份造渣剂重量比为5：3：2。将造渣剂按比例分成5：3；2的比例这样三次加入，可以更加精确进行氧化物的合成，避免多加入或者少加入造渣剂，第一次加入重量比一半的造渣剂，可以让铜液内部氧原子与造渣剂中元素结合，将铜液内的氧原子分离，减少铜液内氧原子含量，而后通过两次造渣剂的加入，通过称量取出的残渣重量，然后根据情况进行减少或者增加造渣剂的重量。
实施例二
本实施例在实施例一的基础上进行优化，加入第一份造渣剂后，将金属溶液表面形成的氧化物进行除渣，并对除渣重量进行测量后加入第二份造渣剂，再次对金属溶液表面形成的氧化物进行除渣，计算第一次除渣重量与第二次除渣重量比后，减少或增加第三份造渣剂重量。采用这种三次加入造渣剂的方式，可以观察氧化物的合成情况，以及产生的金属氧化物的渣质的重量，方便进行第二次造渣剂和第三次放入造渣剂的重量的添加和减少。加入的第一份造渣剂时，造渣剂进入金属溶液内部后，造渣剂与金属溶液混合，金属溶液内的氧原子与造渣剂内的试剂混合后反应形成氧化物，这种氧化物重量比金属溶液轻，因此会浮在金属溶液上方，在接触到空气后，形成粉末残渣，将这些粉末残渣进行去除，在对这些残渣进行称重后在加入第二份造渣剂，因为第二份造渣剂的重量为第一份造渣剂的少，因此只需进行残渣重量比例与第一份造渣剂和第二份造渣剂相比，即可了解残渣产出量是否有变化，在加入第三份造渣剂时，可以进行调整。
实施例三
本实施例在实施例二的基础上进行优化，在加入第三份造渣剂时，若计算的第一次除渣重量与第二次除渣重量比大于五分之三，则减少第三份造渣剂的重量，并在造渣剂中加入减缓剂，若计算的第一次除渣重量与第二次除渣重量比小于五分之三，则增加第三份造渣剂的重量，并在造渣剂中加入释放剂。通过在第三份造渣剂中加入减缓剂可以减慢反应速度，加入释放剂可以增加反应速度，这样可以有效进行调整。
实施例四
本实施例在实施例一至实施例三的基础上优化造渣剂的选型和铜杆产出后的维护，所述造渣剂采用的原料包括氧化钙15％-25％、二氧化硅25％-35％、氧化铝30％-40％、氧化亚铁2％-10％、氧化钠2％-10％及其他杂质。采用的原料组份配比是现有造渣剂中熔点较低的，可以快速的与融化的铜液金属发生反应，这样可以有效的进行原料的反应，并保证在较低的温度下化渣，从而有利于节约能源和延长炉体的使用寿命。
所述连铸连轧阶段中通过连轧以后形成铜杆后，在铜杆温度高于300℃时，在铜杆外表面喷涂硅粉末，在温度降低至常温后，在铜杆表面涂抹蜡油进行保护。在较高温度下喷涂硅粉磨可以在铜管的表面形成镀膜保护层，这样可以延长铜杆的使用寿命，避免其氧化过快，
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种低氧铜杆制备工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：
原材料分选阶段：将废紫杂铜原料进行区分分选，将紫杂铜中的非铜金属和黄铜进行剔除，获取待加工原料；
加料精炼阶段：将待加工原料放入清洗池中，将待加工原料表面附着物进行清洗后静置待干燥，干燥完毕后，将待加工原料通过加料平台分次加入精炼炉进行精炼，待加工原料加入精炼炉通过精炼炉将金属融化成液体后将造渣剂分三份加入精炼炉中，三份造渣剂重量比为5：3：2；
去杂除渣阶段：在全部待加工原料放入精炼炉后，向精炼炉内投入造渣剂，通过造渣剂进行氧化除杂，让熔炼金属表面形成氧化物，将氧化物进行除渣，获得低氧铜液；
连铸连扎阶段：将低氧铜液从精炼炉的出铜口引出，经过出铜口上设置的闸门控制低氧铜液流出速度，低氧铜液流出后通过流槽、浇嘴进入结晶轮型腔内，通过区域冷却形成铸坯，再经牵引、校直、铣角、打毛进入轧机，通过连轧以后形成铜杆，再经洗线包清洗还原进入后牵引后摆杆入栏。
2.根据权利要求1所述的一种低氧铜杆制备工艺，其特征在于，加入第一份造渣剂后，将金属溶液表面形成的氧化物进行除渣，并对除渣重量进行测量后加入第二份造渣剂，再次对金属溶液表面形成的氧化物进行除渣，计算第一次除渣重量与第二次除渣重量比后，减少或增加第三份造渣剂重量。
3.根据权利要求2所述的一种低氧铜杆制备工艺，其特征在于，在加入第三份造渣剂时，若计算的第一次除渣重量与第二次除渣重量比大于五分之三，则减少第三份造渣剂的重量，并在造渣剂中加入减缓剂，若计算的第一次除渣重量与第二次除渣重量比小于五分之三，则增加第三份造渣剂的重量，并在造渣剂中加入释放剂。
4.根据权利要求1所述的一种低氧铜杆制备工艺，其特征在于，所述造渣剂采用的原料包括氧化钙15％-25％、二氧化硅25％-35％、氧化铝30％-40％、氧化亚铁2％-10％、氧化钠2％-10％及其他杂质。
5.根据权利要求1所述的一种低氧铜杆制备工艺，其特征在于，所述连铸连轧阶段中通过连轧以后形成铜杆后，在铜杆温度高于300℃时，在铜杆外表面喷涂硅粉末，在温度降低至常温后，在铜杆表面涂抹蜡油进行保护。
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