CN116984573A - 一种基于再生铜改性连铸连轧生产低氧铜杆工艺 - Google Patents

一种基于再生铜改性连铸连轧生产低氧铜杆工艺 Download PDF

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Abstract

本发明属于铜材料加工技术领域,具体涉及一种基于再生铜改性连铸连轧生产低氧铜杆工艺。本发明提供的基于再生铜改性连铸连轧生产低氧铜杆工艺包括熔炼、精炼、铸造、轧制、清洗冷却等步骤,其中精炼包括氧化和还原两个阶段,两个阶段结束后各进行一次扒渣,氧化阶段需加入由硅酸镁与石英砂构成的改良剂,且在还原阶段的扒渣结束后加入石墨烯和稀土。由本发明提供的一种基于再生铜改性连铸连轧生产低氧铜杆工艺,以铜含量在90%左右的紫杂铜为原料,通过特定组分的加入可有效减少最终铜杆产品的杂质元素含量,显著提高铜杆性能。经实验证实,以本发明工艺制得的低氧铜杆有较优的物理性能,在电导率等方面成效突出。

Description

一种基于再生铜改性连铸连轧生产低氧铜杆工艺
技术领域
本发明属于铜材料加工技术领域,具体涉及一种基于再生铜改性连铸连轧生产低氧铜杆工艺。
背景技术
所谓再生铜,是指从含铜废杂物料中回收利用铜而得到含铜的产品,包括铜及其合金的生产、加工和消费过程中所产生的废品、边角屑末、废仪器设备部件和生活用品等,均为再生铜的生产原料。我国是铜消费国大国,随着我国经济的持续快速发展,我国需要的铜资源越来越多。但作为一个贫铜的国家,我国铜矿储量非常有限,难以满足工业化进程的需要,严重限制了经济发展。因此,充分利用再生铜资源,发展健康可持续发展的再生铜产业,对我国经济发展具有十分重要的意义。
SCR(铜杆连铸连轧生产线)是我国相对主流的生产铜杆的方法,其特点在于维护过程相对方便,且生产得到的铜杆质量稳定性较好。具体流程为,首先将原料倒入到天然气竖炉里熔化,其次将铜液送入保温炉、浇包,进而在铸造机中开始连铸,轧机轧制成要求尺寸的电工用铜杆产品,最后经过清洗和冷却后成品包装入库,但实践中多是用含铜量极高的阴极铜(电解铜)进行铜杆的制造,而选用再生铜作为原料进行制备的工艺相对较少。
因再生铜与阴极铜的差异主要在于含铜量和杂质含量上,故由于原料的性质差异,反应到工艺上就是提高铜含量和除杂的需要,具体的就是再生铜的熔炼方式以及熔炼后熔体的处理部分,包括加料、熔炼和精炼三部分,其中精炼还包括氧化和还原部分,基于杂质含量有时还需要多次精炼。
中国专利申请CN106552822A公开了一种连铸连轧生产高端8㎜低氧铜杆的生产工艺,包括熔炼、铸造、轧制、清洗冷却等步骤,所用原料为高品质铜,整个流程较为传统,突出点在于在熔化后的铜液上覆盖有高纯度的鳞片石墨,并认为在一定程度上提升了铜杆的品质,但并未具体到哪项特征。
中国专利CN 107214194 B公开了一种无氧铜杆的连铸连轧生产工艺,包括熔炼、浇包、连铸等步骤,所用原料为电解铜,区别之处在于加压雾化环节,并明确了所用的抗氧化润滑油,并进一步细化不同阶段的控制温度。
以上列举的现有技术均提供了一定的技术启示,但问题在于,再生铜与高品质铜以及电解铜的铜含量和杂质含量有明显差异,不经过特殊处理就不能得到符合质量标准的铜杆,同时,单纯从调整工艺温度等试验参数提升铜杆质量的方式已有太多研究,有必要通过新的途径改善铜杆性能。
发明内容
本发明旨在提供一种基于再生铜改性连铸连轧生产低氧铜杆工艺,特别是该方法可适用于铜含量较低的紫杂铜,在精炼过程中加入特定组分并调整后续精炼工艺可有效降低杂质含量,且由此制得的低氧铜杆具有较优的物理性能,在电导率等方面成效突出。
为了实现上述目的,本发明的技术方案是:
一种基于再生铜改性连铸连轧生产低氧铜杆工艺,所述工艺包括如下步骤:
S1将再生铜加入竖炉中进行熔炼,第一次扒渣,得到初步铜液;
S2将S1所得的初步铜液进一步精炼,精炼包括氧化和还原两个阶段,两个阶段结束后各进行一次扒渣,得合格铜液;
S3将S2得到的合格铜液经上溜槽流入保温炉中精准控温,再经过下溜槽流至浇包;
S4浇包内的铜液进行连续铸造,期间用冷却水浇铸获得的初步铸坯;
S5将初步铸坯进行铣边,在轧机上进行连续轧制,得到半成品铜杆;
S6将S5得到的半成品铜杆进行清洗和冷却,再经探伤、涂蜡、绕杆和包装,最终制得低氧铜杆。
所述再生铜加入竖炉中还添加有再生铜总量5-10%的调节改性剂;所述调节改性剂的制备方法为:
S01:将氧化钇先送入到100-150W的质子辐照箱内辐照20-30min,辐照结束,然后向辐照的氧化钇中加入氧化钇总量5-10%的质量分数5%的硝酸钡水溶液,于1000-1500r/min的转速下球磨1-2h,球磨结束,水洗、干燥,得到氧化钇剂;
S02:2-5份羧甲基纤维素加入到6-10份去离子水中,然后加入1-3份pH值为5.0的磷酸缓冲溶液,随后加入1-4份硅烷偶联剂KH560,搅拌混合充分,得到浸效改性液;
S03:将浸效改性液喷涂氧化钇剂表面浸润完全,然后采用55-60℃的温度处理30-40min,处理结束,水洗、干燥,即可。
进一步的,所述再生铜可以是铜含量在90%的紫杂铜。
进一步的,所述步骤S1进行熔炼的温度为1150℃-1300℃。
进一步的,所述步骤S2的氧化阶段需加入改良剂,所述改良剂由硅酸镁与石英砂组成,其质量比为1:5-10。
进一步的,所述步骤S2的还原阶段所用还原剂为CO。
进一步的,所述步骤S2的还原阶段在扒渣结束后加入石墨烯和稀土,其质量比为1:3-10。
其中所述石墨烯采用热均效改进处理,具体的方法为:
S101:将质量分数8%的壳聚糖水溶液按照重量比5:1加入质量分数2%的硅酸钠水溶液,先搅拌均匀,随后再加入壳聚糖水溶液总量2-5%的质量分数6%的十二烷基硫酸钠水溶液、壳聚糖水溶液总量2%的有机醇胺,搅拌充分,得到改性剂液;
S102:将石墨烯先加热到45-48℃,然后保温处理,置于改性剂液中超声均化处理,超声功率为350-450W,超声时间为20-30min,超声结束,水洗、干燥;
S103:将S102产物先以150-160℃的温度热反应5-10min,随后再以3-5℃/min的速率升温至210-220℃,继续保温10min,随后以1-3℃/min的速率冷却至75-85℃,最后空冷至室温,即可。
进一步的,所述步骤S4连续铸造时的温度为1080℃-1150℃。
进一步的,所述步骤S5轧制的入轧温度为820-830℃,出口温度为450-480℃。
进一步的,所述步骤S6半成品铜杆冷却后的温度为40-50℃。
进一步的,所述步骤S2的还原阶段在扒渣结束后加入的稀土为镧铈合金。
以SCR制备低氧铜杆需要对原料的铜含量深度把控,以往技术通常采用铜含量在98%以上的原料,但若使用90%左右铜含量的紫杂铜则对精炼有了更高的要求。
对原料的精炼包括氧化和还原两个部分,两次扒渣的目的是为了减少杂质对熔化后铜液的影响,而在氧化阶段时加入硅酸镁与石英砂的组合使用产生的吸附作用在加快造渣进度的同时,最终也影响到了产品中所含杂质的量,改善了铜杆性能。还原阶段在扒渣结束后加入石墨烯和稀土,特别是镧铈合金,镧铈合金通过与铜液一定程度上合金化可有利于氧的脱出,而石墨烯的加入可进一步降低铜液中的氧的含量。
温度对制备低氧铜杆的影响意义深远:原料熔炼与氧化是不同的两个阶段,氧化时需要适当降低温度,且有了改良剂的加入能够增强杂质元素的脱出;而由于原料有较多的其他元素,又有必要略微下铜杆调铸造过程中的温度,以免在后续的凝固阶段析出,并以上述技术特征的改变为前提,相应进行温度等技术特征的调整。
与现有技术相比,本发明具有以下优势:
(1)本发明工艺步骤明确,理论依据清晰,在较为成熟的铜杆连铸连轧生产线上进行进一步的创新,包括原料的选用、改良剂的加入、降低铜液含氧量的方法、温度等技术特征的调整等。本发明提供的基于再生铜改性连铸连轧生产低氧铜杆工艺是一个较为庞大的复合体系,不同特征发挥着其本身的功能,彼此之间又存在呼应。
(2)本发明工艺未有结构性的改动,而是通过特定组分的加入和参数的调整达成发明目的,重点集中在精炼阶段,包括氧化阶段加入硅酸镁与石英砂,而在还原结束后加入石墨烯和稀土,整个流程所用材料价格低廉且易于获得,没有过于复杂的工艺,实用性强。
(3)本发明工艺可选用较低铜含量的紫杂铜作为原料生产低氧铜杆,可助力铜资源的回收和利用。
(4)本发明还创造性的加入了一定配比的硅酸镁与石英砂,其组合使用产生的吸附效果可有效降低杂质含量,最终改善铜杆的性能。
(5)本发明还进一步在还原阶段的扒渣结束后加入石墨烯和稀土,有效降低氧含量,由此制得的低氧铜杆具有较优的物理性能,在电导率和机械性能等方面成效突出。
(6)本发明工艺制得的低氧铜杆,通过实验明确了较佳的技术特征,并创造性的加入了以往工艺中未曾使用的组分,取得了较好的效果,市场前景广阔。
(7)石墨烯采用热均效改进处理配合稀土,通过对石墨烯优化改进,以及配合调节改性剂通过二者协调优化,产品的导电性、机械性能可进一步的提高,以及产品在酸腐条件下的性能、耐热稳定性得到改进;
石墨烯先加热到45-48℃,然后保温处理,置于改性剂液中超声处理,通过改性剂液对石墨烯充分的润透改进,通过改性剂液中的壳聚糖水溶液、硅酸钠水溶液、十二烷基硫酸钠水溶液以及有机醇胺之间的相互调和协调,优化石墨烯的活性能以及石墨烯在后续的先以150-160℃的温度热反应5-10min,随后再以3-5℃/min的速率升温至210-220℃,继续保温10min,随后以1-3℃/min的速率冷却至75-85℃,通过热均效协调改进的具体工艺优化改进,制备低氧铜杆产品的导电性、机械性能得到协调改进,以及耐酸腐稳定性得到进一步的优化,同时调节改性剂通过氧化钇经过辐照,再通过硝酸钡水溶液协调球磨,改性的氧化钇剂在浸效改性液中能够更好的配合石墨烯热均效改进处理,协效效果进一步的增强,从而产品的导电性、机械性能进一步的协调改进,以及产品的耐酸腐、耐热性能稳定性得到进一步的提高。
具体实施方式
以下通过实施例的具体实施方式,将本发明的所述内容做进一步解释。但本发明上述主题的范围不仅限于以下实施例。
以下实施例中所用到的器械和材料均为市场上普通的商品化器械和原材料。需要重点说明的是,SCR3000连铸连扎生产线是本发明的实验基础,以下实施例中涉及的方法如无特别说明,均为本领域常规方法,其中石墨烯和稀土的加入量共计600ppm。
实施例1、
一种基于再生铜改性连铸连轧生产低氧铜杆工艺,所述工艺包括如下步骤:
S1将再生铜加入竖炉中进行熔炼,熔炼的温度为1150℃,第一次扒渣,得到初步铜液;
S2将S1所得的初步铜液进一步精炼,精炼包括氧化和还原两个阶段,两个阶段结束后各进行一次扒渣,得合格铜液,氧化阶段需加入改良剂,且氧化温度为1050℃,所述改良剂由硅酸镁与石英砂组成,其质量比为1:10,还原阶段所用还原剂为CO,还原阶段在扒渣结束后加入石墨烯和稀土,其质量比为1:10;
S3将S2得到的合格铜液经上溜槽流入保温炉中精准控温,再经过下溜槽流至浇包;
S4浇包内的铜液进行连续铸造,连续铸造时的温度为1080℃,期间用冷却水浇铸获得的初步铸坯;
S5将初步铸坯进行铣边,在轧机上进行连续轧制,轧制的入轧温度为820℃,出口温度为450℃,得到半成品铜杆;
S6将S5得到的半成品铜杆进行清洗和冷却,半成品铜杆冷却后的温度为50℃,再经探伤、涂蜡、绕杆和包装,最终制得低氧铜杆。
所述再生铜是铜含量在90%的紫杂铜,所述步骤S2的还原阶段在扒渣结束后加入的稀土为镧铈合金。
实施例2、
一种基于再生铜改性连铸连轧生产低氧铜杆工艺,所述工艺包括如下步骤:
S1将再生铜加入竖炉中进行熔炼,熔炼的温度为1300℃,第一次扒渣,得到初步铜液;
S2将S1所得的初步铜液进一步精炼,精炼包括氧化和还原两个阶段,两个阶段结束后各进行一次扒渣,得合格铜液,氧化阶段需加入改良剂,且氧化温度为1200℃,所述改良剂由硅酸镁与石英砂组成,其质量比为1:5,还原阶段所用还原剂为CO,还原阶段在扒渣结束后加入石墨烯和稀土,其质量比为1:3;
S3将S2得到的合格铜液经上溜槽流入保温炉中精准控温,再经过下溜槽流至浇包;
S4浇包内的铜液进行连续铸造,连续铸造时的温度为1150℃,期间用冷却水浇铸获得的初步铸坯;
S5将初步铸坯进行铣边,在轧机上进行连续轧制,轧制的入轧温度为830℃,出口温度为480℃,得到半成品铜杆;
S6将S5得到的半成品铜杆进行清洗和冷却,半成品铜杆冷却后的温度为40℃,再经探伤、涂蜡、绕杆和包装,最终制得低氧铜杆。
所述再生铜是铜含量在90%的紫杂铜,所述步骤S2的还原阶段在扒渣结束后加入的稀土为镧铈合金。
实施例3、
一种基于再生铜改性连铸连轧生产低氧铜杆工艺,所述工艺包括如下步骤:
S1将再生铜加入竖炉中进行熔炼,熔炼的温度为1250℃,第一次扒渣,得到初步铜液;
S2将S1所得的初步铜液进一步精炼,精炼包括氧化和还原两个阶段,两个阶段结束后各进行一次扒渣,得合格铜液,氧化阶段需加入改良剂,且氧化温度为1100℃,所述改良剂由硅酸镁与石英砂组成,其质量比为1:5,还原阶段所用还原剂为CO,还原阶段在扒渣结束后加入石墨烯和稀土,其质量比为1:6;
S3将S2得到的合格铜液经上溜槽流入保温炉中精准控温,再经过下溜槽流至浇包;
S4浇包内的铜液进行连续铸造,连续铸造时的温度为1100℃,期间用冷却水浇铸获得的初步铸坯;
S5将初步铸坯进行铣边,在轧机上进行连续轧制,轧制的入轧温度为820℃,出口温度为460℃,得到半成品铜杆;
S6将S5得到的半成品铜杆进行清洗和冷却,半成品铜杆冷却后的温度为45℃,再经探伤、涂蜡、绕杆和包装,最终制得低氧铜杆。
所述再生铜是铜含量在90%的紫杂铜,所述步骤S2的还原阶段在扒渣结束后加入的稀土为镧铈合金。
对比例1、
一种基于再生铜改性连铸连轧生产低氧铜杆工艺,所述工艺包括如下步骤:
S1将再生铜加入竖炉中进行熔炼,熔炼的温度为1250℃,第一次扒渣,得到初步铜液;
S2将S1所得的初步铜液进一步精炼,精炼包括氧化和还原两个阶段,两个阶段结束后各进行一次扒渣,得合格铜液,氧化阶段需加入改良剂,且氧化温度为1250℃,所述改良剂由硅酸镁与石英砂组成,其质量比为1:5,还原阶段所用还原剂为CO,还原阶段在扒渣结束后加入石墨烯和稀土,其质量比为1:6;
S3将S2得到的合格铜液经上溜槽流入保温炉中精准控温,再经过下溜槽流至浇包;
S4浇包内的铜液进行连续铸造,连续铸造时的温度为1100℃,期间用冷却水浇铸获得的初步铸坯;
S5将初步铸坯进行铣边,在轧机上进行连续轧制,轧制的入轧温度为820℃,出口温度为460℃,得到半成品铜杆;
S6将S5得到的半成品铜杆进行清洗和冷却,半成品铜杆冷却后的温度为45℃,再经探伤、涂蜡、绕杆和包装,最终制得低氧铜杆。
所述再生铜是铜含量在90%的紫杂铜,所述步骤S2的还原阶段在扒渣结束后加入的稀土为镧铈合金。
本对比例与实施例3类似,差别在于S1熔炼温度与S2氧化温度相同。
对比例2、
一种基于再生铜改性连铸连轧生产低氧铜杆工艺,所述工艺包括如下步骤:
S1将再生铜加入竖炉中进行熔炼,熔炼的温度为1250℃,第一次扒渣,得到初步铜液;
S2将S1所得的初步铜液进一步精炼,精炼包括氧化和还原两个阶段,两个阶段结束后各进行一次扒渣,得合格铜液,氧化阶段需加入改良剂,且氧化温度为1100℃,所述改良剂由石英砂组成,还原阶段所用还原剂为CO,还原阶段在扒渣结束后加入稀土;
S3将S2得到的合格铜液经上溜槽流入保温炉中精准控温,再经过下溜槽流至浇包;
S4浇包内的铜液进行连续铸造,连续铸造时的温度为1100℃,期间用冷却水浇铸获得的初步铸坯;
S5将初步铸坯进行铣边,在轧机上进行连续轧制,轧制的入轧温度为820℃,出口温度为460℃,得到半成品铜杆;
S6将S5得到的半成品铜杆进行清洗和冷却,半成品铜杆冷却后的温度为45℃,再经探伤、涂蜡、绕杆和包装,最终制得低氧铜杆。
所述再生铜是铜含量在90%的紫杂铜,所述步骤S2的还原阶段在扒渣结束后加入的稀土为镧铈合金。
本对比例与实施例3类似,差别在于S2的改良剂仅有石英砂,没有硅酸镁,还原阶段在扒渣结束后仅加入稀土,没有石墨烯。
对比例3、
本对比例与实施例3类似,差别仅在于步骤S2加入的石墨烯和稀土的加入量共计1000ppm。
实验例、铜杆的机械性能和电导率比较
实验对象:实施例1-3和对比例1-3得到的低氧铜杆实验方法:仪器检测,电子拉力试验机(购于济南中创工业测试系统有限公司)、FD-3X型涡流电导率仪(购于苏州福尔特电子科技有限公司)
实验结果:如表1-2所示
表1:低氧铜杆抗拉强度比较表
处理 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3
抗拉强度N/mm2 234 234 236 230 228 231
表2:低氧铜杆电导率比较表
处理 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3
电导率IACS% 100.5 100.7 100.8 100.3 100.2 100.4
由表1和表2可知,本发明提供的基于再生铜改性连铸连轧生产低氧铜杆工艺效果显著,可实现90%的紫杂铜投入低氧铜杆的生产,实施例3为本发明的最优实施例,对比例1的熔炼温度与氧化温度相同,但发明人据研究发现在初步熔炼后再适当降低温度,且在有改良剂的支持下可有效去除铜液中的杂质,如Al、Fe、Ni等,能够有效加强产品的机械性能和电导率。对比例2在S2没有加入硅酸镁,且在还原阶段后没加入石墨烯,前者的减少使得杂质去除的效果下降,而后者直接影响到铜液的含氧量,未能达到较好的性能效果。而对比例3过多的加入了石墨烯和稀土,反而影响了最终铜杆产品的性能,故而有必要控制加入量。
优化例1:
与实施例3唯有不同的是,
再生铜加入竖炉中还添加有再生铜总量5%的调节改性剂;所述调节改性剂的制备方法为:
S01:将氧化钇先送入到100W的质子辐照箱内辐照20min,辐照结束,然后向辐照的氧化钇中加入氧化钇总量5%的质量分数5%的硝酸钡水溶液,于1000r/min的转速下球磨1h,球磨结束,水洗、干燥,得到氧化钇剂;
S02:2份羧甲基纤维素加入到6份去离子水中,然后加入1份pH值为5.0的磷酸缓冲溶液,随后加入1份硅烷偶联剂KH560,搅拌混合充分,得到浸效改性液;
S03:将浸效改性液喷涂氧化钇剂表面浸润完全,然后采用55℃的温度处理30min,处理结束,水洗、干燥,即可。
石墨烯采用热均效改进处理,具体的方法为:
S101:将质量分数8%的壳聚糖水溶液按照重量比5:1加入质量分数2%的硅酸钠水溶液,先搅拌均匀,随后再加入壳聚糖水溶液总量2%的质量分数6%的十二烷基硫酸钠水溶液、壳聚糖水溶液总量2%的有机醇胺,搅拌充分,得到改性剂液;
S102:将石墨烯先加热到45℃,然后保温处理,置于改性剂液中超声均化处理,超声功率为350W,超声时间为20min,超声结束,水洗、干燥;
S103:将S102产物先以150℃的温度热反应5min,随后再以3℃/min的速率升温至210℃,继续保温10min,随后以1℃/min的速率冷却至75℃,最后空冷至室温,即可。
优化例2:
与实施例3唯有不同的是,
再生铜加入竖炉中还添加有再生铜总量10%的调节改性剂;所述调节改性剂的制备方法为:
S01:将氧化钇先送入到150W的质子辐照箱内辐照30min,辐照结束,然后向辐照的氧化钇中加入氧化钇总量10%的质量分数5%的硝酸钡水溶液,于1500r/min的转速下球磨2h,球磨结束,水洗、干燥,得到氧化钇剂;
S02:5份羧甲基纤维素加入到10份去离子水中,然后加入3份pH值为5.0的磷酸缓冲溶液,随后加入4份硅烷偶联剂KH560,搅拌混合充分,得到浸效改性液;
S03:将浸效改性液喷涂氧化钇剂表面浸润完全,然后采用60℃的温度处理40min,处理结束,水洗、干燥,即可。
石墨烯采用热均效改进处理,具体的方法为:
S101:将质量分数8%的壳聚糖水溶液按照重量比5:1加入质量分数2%的硅酸钠水溶液,先搅拌均匀,随后再加入壳聚糖水溶液总量5%的质量分数6%的十二烷基硫酸钠水溶液、壳聚糖水溶液总量2%的有机醇胺,搅拌充分,得到改性剂液;
S102:将石墨烯先加热到48℃,然后保温处理,置于改性剂液中超声均化处理,超声功率为450W,超声时间为30min,超声结束,水洗、干燥;
S103:将S102产物先以160℃的温度热反应10min,随后再以5℃/min的速率升温至220℃,继续保温10min,随后以3℃/min的速率冷却至85℃,最后空冷至室温,即可。
优化例3:
与实施例3唯有不同的是,
再生铜加入竖炉中还添加有再生铜总量7.5%的调节改性剂;所述调节改性剂的制备方法为:
S01:将氧化钇先送入到125W的质子辐照箱内辐照25min,辐照结束,然后向辐照的氧化钇中加入氧化钇总量7.5%的质量分数5%的硝酸钡水溶液,于1250r/min的转速下球磨1.5h,球磨结束,水洗、干燥,得到氧化钇剂;
S02:3.5份羧甲基纤维素加入到8份去离子水中,然后加入2份pH值为5.0的磷酸缓冲溶液,随后加入2.5份硅烷偶联剂KH560,搅拌混合充分,得到浸效改性液;
S03:将浸效改性液喷涂氧化钇剂表面浸润完全,然后采用57.5℃的温度处理35min,处理结束,水洗、干燥,即可。
石墨烯采用热均效改进处理,具体的方法为:
S101:将质量分数8%的壳聚糖水溶液按照重量比5:1加入质量分数2%的硅酸钠水溶液,先搅拌均匀,随后再加入壳聚糖水溶液总量3.5%的质量分数6%的十二烷基硫酸钠水溶液、壳聚糖水溶液总量2%的有机醇胺,搅拌充分,得到改性剂液;
S102:将石墨烯先加热到46℃,然后保温处理,置于改性剂液中超声均化处理,超声功率为400W,超声时间为25min,超声结束,水洗、干燥;
S103:将S102产物先以155℃的温度热反应7.5min,随后再以4℃/min的速率升温至215℃,继续保温10min,随后以2℃/min的速率冷却至80℃,最后空冷至室温,即可。
将优化例1-3的产品置于2%的盐酸酸雾条件下放置12h以及60℃下放置12h测试其再常规条件下、耐酸腐、耐热条件的性能:
从优化例1-3看出,再生铜加入竖炉中还添加有调节改性剂,配合石墨烯采用热均效改进处理,二者协调增效,协效效果进一步的增强,产品的导电性、机械性能协调改进,以及产品的耐酸腐、耐热性能稳定性得到提高。
本发明通过优化例3作出进一步的探究处理,具体如下:
对比优化例1.
与优化例3唯有不同的是,石墨烯热均效改进处理中未采用改性剂液处理。
对比优化例2.
与优化例3唯有不同的是,改性剂液的制备方法不同:将质量分数8%的壳聚糖水溶液中加入壳聚糖水溶液总量3.5%的质量分数6%的十二烷基硫酸钠水溶液,搅拌充分,得到改性剂液。
对比优化例3.
与优化例3唯有不同的是,热均效改进处理中将S101产物先以155℃的温度热反应7.5min,随后以2℃/min的速率冷却至85℃,最后空冷至室温,即可。
对比优化例4.
与优化例3唯有不同的是,调节改性剂的制备中未采用浸效改性液喷涂氧化钇剂表面浸润完全。
对比优化例5.
与优化例3唯有不同的是,氧化钇剂采用氧化钇代替。
对比优化例6.
与优化例3唯有不同的是,浸效改性液的制备中未加入硅烷偶联剂KH560、羧甲基纤维素。
通过对比优化例1-6看出,热均效改进处理中未采用改性剂液处理、改性剂液的制备方法不同以及热均效改进处理中具体条件不同,产品的性能均有变差趋势,同时在酸腐条件、热条件下,产品的性能变差明显,以及调节改性剂的制备中未采用浸效改性液喷涂氧化钇剂表面浸润完全,浸效改性液的制备中未加入硅烷偶联剂KH560、羧甲基纤维素,氧化钇剂采用氧化钇代替,产品的性能均有变差趋势;只有采用本发明的方法工艺得到的石墨烯热均效改进处理方法配合本发明浸效改性液进行喷涂氧化钇剂配合调节改性剂的特定工艺得到的调节改性剂,产品的性能效果最为显著,以及产品的耐酸腐、耐热条件下最为稳定,采用其他方法代替,产品的性能效果均不如本发明的工艺方法效果显著。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于再生铜改性连铸连轧生产低氧铜杆工艺,其特征在于,所述工艺包括如下步骤:
S1将再生铜加入竖炉中进行熔炼,第一次扒渣,得到初步铜液;
S2将S1所得的初步铜液进一步精炼,精炼包括氧化和还原两个阶段,两个阶段结束后各进行一次扒渣,得合格铜液;
S3将S2得到的合格铜液经上溜槽流入保温炉中精准控温,再经过下溜槽流至浇包;
S4浇包内的铜液进行连续铸造,期间用冷却水浇铸获得的初步铸坯;
S5将初步铸坯进行铣边,在轧机上进行连续轧制,得到半成品铜杆;
S6将S5得到的半成品铜杆进行清洗和冷却,再经探伤、涂蜡、绕杆和包装,最终制得低氧铜杆。
2.如权利要求1所述的基于再生铜改性连铸连轧生产低氧铜杆工艺,其特征在于,所述再生铜可以是铜含量在90%的紫杂铜;所述步骤S1进行熔炼的温度为1150℃-1300℃。
3.如权利要求1所述的基于再生铜改性连铸连轧生产低氧铜杆工艺,其特征在于,所述再生铜加入竖炉中还添加有再生铜总量5-10%的调节改性剂。
4.如权利要求3所述的基于再生铜改性连铸连轧生产低氧铜杆工艺,其特征在于,所述调节改性剂的制备方法为:
S01:将氧化钇先送入到100-150W的质子辐照箱内辐照20-30min,辐照结束,然后向辐照的氧化钇中加入氧化钇总量5-10%的质量分数5%的硝酸钡水溶液,于1000-1500r/min的转速下球磨1-2h,球磨结束,水洗、干燥,得到氧化钇剂;
S02:2-5份羧甲基纤维素加入到6-10份去离子水中,然后加入1-3份pH值为5.0的磷酸缓冲溶液,随后加入1-4份硅烷偶联剂KH560,搅拌混合充分,得到浸效改性液;
S03:将浸效改性液喷涂氧化钇剂表面浸润完全,然后采用55-60℃的温度处理30-40min,处理结束,水洗、干燥,即可。
5.如权利要求1所述的基于再生铜改性连铸连轧生产低氧铜杆工艺,其特征在于,所述步骤S2的氧化阶段需加入改良剂,所述改良剂由硅酸镁与石英砂组成,其质量比为1:5-10。
6.如权利要求1所述的基于再生铜改性连铸连轧生产低氧铜杆工艺,其特征在于,所述步骤S2的还原阶段所用还原剂为CO。
7.如权利要求1所述的基于再生铜改性连铸连轧生产低氧铜杆工艺,其特征在于,所述步骤S2的还原阶段在扒渣结束后加入石墨烯和稀土,其质量比为1:3-10。
8.如权利要求7所述的基于再生铜改性连铸连轧生产低氧铜杆工艺,其特征在于,其中所述石墨烯采用热均效改进处理,具体的方法为:
S101:将质量分数8%的壳聚糖水溶液按照重量比5:1加入质量分数2%的硅酸钠水溶液,先搅拌均匀,随后再加入壳聚糖水溶液总量2-5%的质量分数6%的十二烷基硫酸钠水溶液、壳聚糖水溶液总量2%的有机醇胺,搅拌充分,得到改性剂液;
S102:将石墨烯先加热到45-48℃,然后保温处理,置于改性剂液中超声均化处理,超声功率为350-450W,超声时间为20-30min,超声结束,水洗、干燥;
S103:将S102产物先以150-160℃的温度热反应5-10min,随后再以3-5℃/min的速率升温至210-220℃,继续保温10min,随后以1-3℃/min的速率冷却至75-85℃,最后空冷至室温,即可。
9.如权利要求8所述的基于再生铜改性连铸连轧生产低氧铜杆工艺,其特征在于,所述步骤S2的还原阶段在扒渣结束后加入的稀土为镧铈合金。
10.如权利要求1所述的基于再生铜改性连铸连轧生产低氧铜杆工艺,其特征在于,所述步骤S4连续铸造时的温度为1080℃-1150℃;
步骤S5轧制的入轧温度为820-830℃,出口温度为450-480℃;
所述步骤S6半成品铜杆冷却后的温度为40-50℃。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010028135A1 (en) * 2000-02-24 2001-10-11 Mitsubishi Materials Corporation Apparatus for manufacturing low-oxygen copper
JP2005042161A (ja) * 2003-07-22 2005-02-17 Sumitomo Electric Ind Ltd 銅の精錬方法
CN101275186A (zh) * 2008-04-16 2008-10-01 倪如宝 一种高纯铜及低氧光亮铜杆的生产方法
CN101457300A (zh) * 2009-01-14 2009-06-17 陈云门 对废紫杂铜进行连续精炼的设备和方法
CN102234725A (zh) * 2010-04-24 2011-11-09 大冶有色金属集团控股有限公司 杂铜再生浇铸阳极板连续生产工艺
CN104651631A (zh) * 2014-11-07 2015-05-27 新兴铸管(浙江)铜业有限公司 一种连铸连轧生产高端8mm直径低氧铜杆的工艺
WO2017140099A1 (zh) * 2016-02-16 2017-08-24 中天合金技术有限公司 一种高精度无氧光亮铜排的制备方法
CN108165765A (zh) * 2017-12-31 2018-06-15 安徽晋源铜业有限公司 一种废杂铜直接生产无氧铜杆的工艺
CN108950237A (zh) * 2018-08-10 2018-12-07 朱军良 一种低氧铜杆的制备工艺
CN111519037A (zh) * 2020-03-20 2020-08-11 四川博鑫铜业有限公司 一种废紫杂铜生产低氧铜杆工艺

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010028135A1 (en) * 2000-02-24 2001-10-11 Mitsubishi Materials Corporation Apparatus for manufacturing low-oxygen copper
JP2005042161A (ja) * 2003-07-22 2005-02-17 Sumitomo Electric Ind Ltd 銅の精錬方法
CN101275186A (zh) * 2008-04-16 2008-10-01 倪如宝 一种高纯铜及低氧光亮铜杆的生产方法
CN101457300A (zh) * 2009-01-14 2009-06-17 陈云门 对废紫杂铜进行连续精炼的设备和方法
CN102234725A (zh) * 2010-04-24 2011-11-09 大冶有色金属集团控股有限公司 杂铜再生浇铸阳极板连续生产工艺
CN104651631A (zh) * 2014-11-07 2015-05-27 新兴铸管(浙江)铜业有限公司 一种连铸连轧生产高端8mm直径低氧铜杆的工艺
WO2017140099A1 (zh) * 2016-02-16 2017-08-24 中天合金技术有限公司 一种高精度无氧光亮铜排的制备方法
CN108165765A (zh) * 2017-12-31 2018-06-15 安徽晋源铜业有限公司 一种废杂铜直接生产无氧铜杆的工艺
CN108950237A (zh) * 2018-08-10 2018-12-07 朱军良 一种低氧铜杆的制备工艺
CN111519037A (zh) * 2020-03-20 2020-08-11 四川博鑫铜业有限公司 一种废紫杂铜生产低氧铜杆工艺

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