DE102018117405A1 - Process for descaling a copper raw material for manufacturing a copper product and copper product - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entzundern eines Kupferausgangsmaterials für ein Fertigen eines Kupferproduktes, wobei das Kupferausgangsmaterial unter Einwirken von Sauerstoff zumindest teilweise eine Zunderschicht aufweist, mit folgenden Schritt:- Entzundern des Kupferausgangsmaterials durch Aufbringen einer Entzunderflüssigkeit mittels einer Hochdruckvorrichtung auf eine Oberfläche des Kupferausgangsmaterial derart, dass sich die Zunderschicht vom Kupferausgangsmaterial ablöst,wobei als Entzunderflüssigkeit eine Walzemulsion verwendet wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kupferprodukt.The invention relates to a method for descaling a copper starting material for the manufacture of a copper product, the copper starting material having at least partially a scale layer under the action of oxygen, comprising the following step: that the scale layer separates from the copper starting material, a rolling emulsion being used as the descaling liquid. The invention further relates to a copper product.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entzundern eines Kupferausgangsmaterials für ein Fertigen eines Kupferproduktes, wobei das Kupferausgangsmaterial unter Einwirkung von Sauerstoff zumindest teilweise eine Zunderschicht ausbildet. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kupferprodukt.The invention relates to a method for descaling a copper starting material for producing a copper product, the copper starting material at least partially forming a scale layer under the action of oxygen. The invention further relates to a copper product.
Vor allem warmes Kupferausgangsmaterial, wie beispielsweise ein gegossener Kupferstrang, bildet in der Atmosphäre unter Einwirkung von Luftsauerstoff eine Zunderschicht als Kupferoxidschicht auf der Oberfläche des Kupferausgangsmaterials aus. Diese Zunderschicht muss vor den weiteren Fertigungsschritten entfernt werden.Especially warm copper starting material, such as a cast copper strand, forms a scale layer in the atmosphere under the influence of atmospheric oxygen as a copper oxide layer on the surface of the copper starting material. This scale layer must be removed before further manufacturing steps.
Zum Entzundern eines Kupferausgangsmaterials sind beispielsweise chemische Verfahren, wie Beizen, und mechanische Verfahren wie Bürsten und Schälen zum Entfernen der Zunderschicht bekannt. Des Weiteren ist auch das Abstrahlen der Zunderschicht unter Verwenden eines abrasiven Mediums, wie beispielsweise feste Sandkörner, unter Hochdruck bekannt.Chemical processes such as pickling and mechanical processes such as brushing and peeling for removing the scale layer are known, for example, for descaling a copper starting material. Furthermore, the blasting of the scale layer using an abrasive medium, such as, for example, solid grains of sand, is also known under high pressure.
Nachteilig bei den bekannten Verfahren ist, dass beim chemischen Beizen die Beize vor dem nächsten Fertigungsschritt abgespült werden muss und ein Aufbringen von Beize auf einem heißen Kupferausgangsmaterial erhöhte Sicherheits- und Arbeitssicherheitsanforderungen bedarf. Bei den mechanischen Verfahren ist zudem nachteilig, dass bereits abgelöste Zunderteile, welche noch auf der Oberfläche des Kupferausgangsmaterials liegenbleiben und/oder vom Schäler oder der Bürste erfasst werden, aufgrund des weiteren mechanischen Einwirkens zu Rillen und Riefen in der Oberfläche des Kupferausgangsmaterials führen können. Dies gilt ebenso für die Verwendung von abrasiven Medien, bei denen zusätzlich die Problematik eines ungleichmäßigen Abtrags über die Oberfläche des Kupferausgangsmaterials besteht.A disadvantage of the known methods is that in chemical pickling, the pickling has to be rinsed off before the next production step, and applying pickling to a hot copper starting material requires increased safety and occupational safety requirements. The mechanical processes also have the disadvantage that already detached scale parts, which still remain on the surface of the copper starting material and / or are caught by the peeler or brush, can lead to grooves and striations in the surface of the copper starting material due to the further mechanical action. This also applies to the use of abrasive media, for which there is also the problem of uneven removal over the surface of the copper starting material.
Vor allem für die Fertigung von einbrennlackierten Drähten, welche außen eine elektrisch isolierende Lackschicht aufweisen, reicht die mit den bekannten Verfahren erzielbare Entzunderung und Oberflächenqualität der bekannten Verfahren nicht aus, um ein hochwertiges Kupferprodukt herzustellen. Da die elektrisch isolierende Lackschicht von einbrennlackierten Drähten sehr dünn ist und die Lackschicht stets eine geringere Lackschichtdicke als die Zunderschichtdicke aufweist, bestehen erhöhte Anforderungen an das Entzundern und die Oberflächenrauigkeit des entzunderten Kupferausgangsmaterials. Beispielsweise beträgt die Zunderschichtdicke üblicherweise 30 bis 40 µm, während bei einem Lackdrahtdurchmesser von 0,012 mm die Lackschichtdicke 1 µm sowie bei einem Lackdrahtdurchmesser von 0,534 mm die Lackschichtdicke 17 µm beträgt.The descaling and surface quality of the known processes that can be achieved with the known processes are not sufficient to produce a high-quality copper product, particularly for the production of enamelled wires that have an electrically insulating coating layer on the outside. Since the electrically insulating lacquer layer of enamelled wires is very thin and the lacquer layer always has a smaller lacquer layer thickness than the scale layer thickness, there are increased demands on the descaling and the surface roughness of the descaled copper starting material. For example, the scale layer thickness is usually 30 to 40 μm, while with a magnet wire diameter of 0.012 mm, the lacquer layer thickness is 1 μm and with a magnet wire diameter of 0.534 mm, the lacquer layer thickness is 17 μm.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Stand der Technik zu verbessern.The object of the invention is to improve the prior art.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Entzundern eines Kupferausgangsmaterials für ein Fertigen eines Kupferproduktes, wobei das Kupferausgangsmaterial unter Einwirken von Sauerstoff zumindest teilweise eine Zunderschicht ausbildet, mit folgenden Schritt:
- - Entzundern des Kupferausgangsmaterials durch Aufbringen einer Entzunderflüssigkeit mittels einer Hochdruckvorrichtung auf eine Oberfläche des Kupferausgangsmaterials derart, dass sich die Zunderschicht vom Kupferausgangsmaterial ablöst,
- Descaling the copper starting material by applying a descaling liquid by means of a high-pressure device to a surface of the copper starting material in such a way that the scale layer detaches from the copper starting material,
Somit wird durch das Verfahren eine qualitativ hochwertige Oberfläche des Kupferausgangsmaterials frei von Zunder für das weitere Fertigen des Kupferproduktes bereitgestellt.The method thus provides a high-quality surface of the copper starting material free of scale for the further manufacture of the copper product.
Es ist besonders vorteilhaft, dass das Entzundern durch Aufbringen einer Entzunderflüssigkeit mittels einer Hochdruckvorrichtung erfolgt, da dadurch die sich ablösenden Teile der Zunderschicht direkt durch die auftreffende Entzunderflüssigkeit von der Oberfläche entfernt und weggeschwemmt werden. Folglich verbleiben keine abgelösten Zunderteile auf der entzunderten Oberfläche des Kupferausgangsmaterials. Bei einem nachgeschalteten Walzprozess ist es zwingend erforderlich, dass nach dem Entzundern keine Zunderteile auf dem Kupferausgangsmaterial verbleiben und somit in das Walzwerk gelangen, da diese ansonsten in das Kupferausgangsmaterial eingewalzt werden und somit zu einem minderwertigen Produkt führen.It is particularly advantageous that the descaling is carried out by applying a descaling liquid by means of a high-pressure device, since the detaching parts of the scale layer are thereby removed from the surface and washed away by the striking descaling liquid. As a result, no detached scale parts remain on the descaled surface of the copper raw material. In the case of a subsequent rolling process, it is imperative that after descaling no scale parts remain on the copper raw material and thus get into the rolling mill, as these would otherwise be rolled into the copper raw material and thus lead to an inferior product.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung beruht darauf, dass zum einen frei von einem abrasiven Material mittels der Entzunderflüssigkeit eine direktes Entfernen und Forttragen der abgelösten Zunderteile von der entzunderten Oberfläche des Kupferausgangsmaterials erfolgt, und somit eine Riefen- und/oder Rillenbildung in der Oberfläche des Kupferausgangsmaterials verhindert wird, und zum anderen durch Verwenden einer Walzemulsion als Entzunderflüssigkeit gleichzeitig eine Benetzung der entzunderten Oberfläche des Kupferausgangsmaterials und somit eine Schutzschicht aufgebracht wird.An essential idea of the invention is based on the fact that, on the one hand, the descaling liquid removes and carries away the detached scale parts directly from the descaled surface of the copper starting material, free of an abrasive material, and thus prevents scoring and / or grooves forming in the surface of the copper starting material and, secondly, by using a roller emulsion as the descaling liquid, a wetting of the descaled surface of the copper starting material and thus a protective layer is simultaneously applied.
Folgendes Begriffliche sei erläutert:The following terms are explained:
Ein „Entzundern“ ist insbesondere das Ablösen und/oder Abtrennen einer Zunderschicht von einer Oberfläche des Kupferausgangsmaterials. "Descaling" is in particular the removal and / or separation of a scale layer from a surface of the copper starting material.
Ein „Kupferausgangsmaterial“ ist insbesondere ein Halbzeug aus Kupfer und/oder Kupferlegierung, aus welchem ein Kupferprodukt gefertigt wird. Bei einem Kupferausgangsmaterial kann es sich beispielsweise um einen gegossenen Kupferstrang handeln. Das Kupferausgangsmaterial umfasst insbesondere auch Kupferlegierungen, Bronze, Messing und/oder niedriglegiertes Kupfer wie beispielsweise CuAg0,2 auf.A “copper starting material” is in particular a semi-finished product made of copper and / or copper alloy, from which a copper product is made. A copper starting material can, for example, be a cast copper strand. The copper starting material in particular also includes copper alloys, bronze, brass and / or low-alloy copper such as CuAg0.2.
Bei einem „Kupferprodukt“ handelt es sich insbesondere um ein aus dem Kupferausgangsmaterial gefertigtes Produkt aus Kupfer und/oder Kupferlegierung. Bei dem Kupferprodukt handelt es sich beispielsweise um einen Gießwalzdraht oder um einen einbrennlackierten Gießwalzdraht.A “copper product” is in particular a product made of copper and / or copper alloy made from the copper starting material. The copper product is, for example, a wire rod or an enamelled wire rod.
Eine „Zunderschicht“ ist insbesondere eine poröse Oxidschicht hervorgerufen durch oxidierende Gase auf einer Metalloberfläche. Die Zunderschicht ist insbesondere eine Schicht auf und/oder an der Oberfläche des Kupferausgangsmaterials, welche sich durch Oxidation des Kupfers und/oder anderer Metalle der Oberfläche unter Einwirken von Sauerstoff und/oder anderen oxidierenden Gasen bildet. Die Bildung der Zunderschicht erfolgt insbesondere bei hohen Temperaturen weit über der Umgebungstemperatur unter Anwesenheit von Luftsauerstoff. Die Zunderschicht weist insbesondere Metalloxide und/oder Kupferoxid, wie Cu2O und/oder CuO auf.A “scale layer” is in particular a porous oxide layer caused by oxidizing gases on a metal surface. The scale layer is in particular a layer on and / or on the surface of the copper starting material, which is formed by oxidation of the copper and / or other metals on the surface under the action of oxygen and / or other oxidizing gases. The scale layer is formed in particular at high temperatures well above the ambient temperature in the presence of atmospheric oxygen. The scale layer has in particular metal oxides and / or copper oxide, such as Cu 2 O and / or CuO.
Eine „Entzunderflüssigkeit“ ist insbesondere eine Flüssigkeit, welche zum Entzundern verwendet wird und/oder ein Ablösen der Zunderschicht von dem Kupferausgangsmaterial bewirkt. Bei der Entzunderflüssigkeit handelt es sich insbesondere um eine Walzemulsion. Eine Entzunderflüssigkeit weist insbesondere einen flüssigen Aggregatzustand auf.A “descaling liquid” is in particular a liquid which is used for descaling and / or causes the scale layer to detach from the copper starting material. The descaling liquid is, in particular, a roller emulsion. A descaling liquid in particular has a liquid physical state.
Eine „Walzemulsion“ ist insbesondere eine Emulsion, welche sowohl zum Entzundern als auch zu einem anschließenden Walzen des Kupferausgangsmaterials verwendet wird. Bei einer Walzemulsion handelt es sich insbesondere um eine Öl/Wasser-Emulsion, in der feinstverteilte Öltröpfen in der kontinuierlichen Wasserphase vorliegen, oder eine Wasser/Öl-Emulsion, bei der Wasser als disperse Phase feinstverteilt in der kontinuierlichen Ölphase vorliegt. Die Walzemulsion weist insbesondere einen Emulgator (Tensid) zur Stabilisierung der feinst als Tröpfchen verteilten dispersen Phase und zum Verhindern einer Phasentrennung zwischen Öl und Wasser auf. Die Walzemulsion besteht beispielsweise aus 1,3 bis 3,5 Vol-% Walzöl, 2 bis 3 Vol-% Ethanol und als Rest aus Wasser.A “rolling emulsion” is in particular an emulsion that is used both for descaling and for subsequent rolling of the copper raw material. A roller emulsion is in particular an oil / water emulsion in which finely divided oil droplets are present in the continuous water phase, or a water / oil emulsion in which water is present as a disperse phase in the finely divided form in the continuous oil phase. The roller emulsion in particular has an emulsifier (surfactant) for stabilizing the finely divided droplet phase and for preventing phase separation between oil and water. The rolling emulsion consists, for example, of 1.3 to 3.5% by volume of rolling oil, 2 to 3% by volume of ethanol and the rest of water.
Eine „Hochdruckvorrichtung“ ist insbesondere eine Vorrichtung, welche die Entzunderflüssigkeit und somit die Walzemulsion auf einen höheren Druck als den Umgebungsdruck bringt und/oder diese auf die Oberfläche des Kupferausgangsmaterials aufbringt. Durch die Hochdruckvorrichtung trifft die Walzemulsion insbesondere mit einem Druck von größer 10 MPa auf die Oberfläche des Kupferausgangsmaterials auf.A “high-pressure device” is in particular a device which brings the descaling liquid and thus the rolling emulsion to a higher pressure than the ambient pressure and / or applies it to the surface of the copper starting material. As a result of the high-pressure device, the roller emulsion strikes the surface of the copper starting material in particular with a pressure of greater than 10 MPa.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird als Walzemulsion ein Gemisch aus Wasser und Walzöl verwendet.In a further embodiment of the method, a mixture of water and rolling oil is used as the rolling emulsion.
Durch Verwenden eines Walzöls wird insbesondere das Abtrennen von abgelösten Teilen der Zunderschicht unterstützt und die Oberflächenqualität des entzunderten Kupferausgangsmaterials verbessert. Zudem werden durch das Walzöl zusätzlich eine Schutzschicht und eine Schmierung erzielt.By using a rolling oil, in particular the separation of detached parts of the scale layer is supported and the surface quality of the descaled copper starting material is improved. The rolling oil also creates a protective layer and lubrication.
Es ist besonders vorteilhaft, dass nicht alleine Wasser als Entzunderflüssigkeit verwendet wird, da Wasser beim Aufprall auf die Oberfläche des Kupferausgangsmaterials Sauerstoff aus der Luft aufnimmt und somit zu einer Reoxidierung und Wiederverzundern führen kann.It is particularly advantageous that water alone is not used as the descaling liquid, since water absorbs oxygen from the air when it hits the surface of the copper starting material and can therefore lead to reoxidation and re-scaling.
Bei einem „Walzöl“ handelt es sich insbesondere um ein Öl, welches zum Walzen verwendbar ist. Bei einem Walzöl handelt es sich insbesondere um einen Grundöl, wie beispielsweise ein naphtenbasisches Grundöl, paraffinisches Grundöl, synthetisches Grundöl und/oder Ester. Das Walzöl weist insbesondere einen vollsynthetischen, wassermischbarer Kühlschmierstoff auf und zeichnet sich durch einen guter Korrosionsschutz, eine bei 45 - 50 °C stabile Mikroemulsion, geringe Kupferaufnahme, Aminfreiheit, keine Fleckenbildung, gute Kühlwirkung und/oder sehr geringen Schaumanteil aus.A “rolling oil” is in particular an oil that can be used for rolling. A rolling oil is in particular a base oil, such as a naphthenic base oil, paraffinic base oil, synthetic base oil and / or ester. The rolling oil in particular has a fully synthetic, water-miscible cooling lubricant and is characterized by good corrosion protection, a microemulsion stable at 45 - 50 ° C, low copper absorption, no amines, no staining, good cooling effect and / or very low foam content.
Um die entzunderte Oberfläche des Kupferausgangsmaterials für die nachfolgenden Fertigungsschritte beizustellen, wird in der Walzemulsion ein Alkohol eingesetzt, sodass ein Wiederverzundern verhindert wird.In order to provide the descaled surface of the copper raw material for the subsequent manufacturing steps, an alcohol is used in the rolling emulsion, so that scaling is prevented.
Somit wird durch den Alkohol eine Reoxidation der Kupferatome in der bereits entzunderten Oberfläche des Kupferausgangsmaterials durch Reaktion mit Sauerstoff und somit ein Wiederverzundern verhindert.The alcohol thus prevents reoxidation of the copper atoms in the already descaled surface of the copper starting material by reaction with oxygen and thus re-scaling.
Ein „Alkohol“ ist insbesondere eine organische Verbindung, welche eine oder mehrere an aliphatische Kohlenstoffatome gebundene Hydroxylgruppen besitzt. Bei einem Alkohol handelt es sich insbesondere um Ethanol, Methanol und/oder Isopropanol.An “alcohol” is in particular an organic compound that has one or more hydroxyl groups bonded to aliphatic carbon atoms. An alcohol is especially ethanol, methanol and / or isopropanol.
Es ist besonders vorteilhaft, dass nicht alleine die Walzemulsion als Entzunderflüssigkeit verwendet wird, sondern die Walzemulsion auch Alkohol, wie Ethanol oder Isopropanol, enthält, welcher dem Kupfer und/oder anderen Metallen Sauerstoff entzieht und somit die (Neu-)Entstehung von Kupferoxid und/oder einer Zunderschicht verhindert. Zudem schützt Alkohol das Kupferausgangsmaterial vor einer erneuten Aufnahme von Sauerstoff aus der Luft und somit vor einer Reoxidierung und Wiederverzundern. It is particularly advantageous that not only the roller emulsion is used as a descaling liquid, but that the roller emulsion also contains alcohol, such as ethanol or isopropanol, which removes oxygen from the copper and / or other metals and thus the (new) formation of copper oxide and / or a layer of scale. In addition, alcohol protects the copper raw material against the renewed absorption of oxygen from the air and thus against reoxidation and re-scaling.
In einer weiteren Ausgestaltungsform des Verfahrens wird die Walzemulsion mit einem Druck in einem Bereich von 80 MPa bis 140 MPa, bevorzugt 110 MPa bis 130 MPa auf die Oberfläche des Kupferausgangsmaterials aufgebracht.In a further embodiment of the method, the roll emulsion is applied to the surface of the copper starting material with a pressure in a range from 80 MPa to 140 MPa, preferably 110 MPa to 130 MPa.
Somit wird aufgrund des hohen Druckes eine vollständige Ablösung der Zunderschicht von der Oberfläche des Kupferausgangsmaterials erzielt. Dadurch, dass die Walzemulsion als Hochdruckmedium mit einem sehr hohen Druck auf die Oberfläche des Kupferausgangsmaterials auftrifft, werden die sich ablösenden Teile der Zunderschicht aufgrund eines Abpralleffektes direkt mit der von der Oberfläche abprallenden Walzemulsion weggespült. Zudem wird aufgrund des hohen Druckes beim Aufprall auf die Oberfläche, die Walzemulsion in feinste Sprühtröpfchen zerteilt, sodass das Kupferausgangsmaterial vollständig von einem Sprühnebel der Walzemulsion umgeben ist und sich die Sprühtröpfchen gleichmäßig auf die entzunderte Oberfläche des Kupferausgangsmaterials ablagern. Somit wird die entzunderte Oberfläche des Kupferausgangsmaterials gleichmäßig mit Walzemulsion benetzt und für ein anschließendes Walzen des Kupferausgangsmaterials ist kein weiterer Auftrag oder nur ein geringer Auftrag von zusätzlicher Walzemulsion notwendig.A complete detachment of the scale layer from the surface of the copper starting material is thus achieved due to the high pressure. Characterized in that the roller emulsion as a high-pressure medium strikes the surface of the copper starting material with a very high pressure, the detaching parts of the scale layer are washed away directly with the roller emulsion bouncing off the surface due to an impact effect. In addition, due to the high pressure when impacting the surface, the roller emulsion is divided into the finest spray droplets, so that the copper starting material is completely surrounded by a spray of the roller emulsion and the spray droplets are evenly deposited on the descaled surface of the copper starting material. The descaled surface of the copper starting material is thus uniformly wetted with rolling emulsion and no further application or only a small application of additional rolling emulsion is necessary for subsequent rolling of the copper starting material.
Um ein erwärmtes Kupferausgangsmaterial zum Erleichtern eines nachfolgenden Umformschrittes in der Fertigung bereitzustellen und das Ablösen der Zunderschicht zu unterstützen, weist das Kupferausgangsmaterial beim Entzundern eine Temperatur in einem Bereich von 450 °C bis 1085°C, bevorzugt von 800 °C bis 1.000 °C auf.In order to provide a heated copper starting material to facilitate a subsequent forming step in production and to support the detachment of the scale layer, the copper starting material has a temperature in the range from 450 ° C. to 1085 ° C., preferably from 800 ° C. to 1,000 ° C. during descaling ,
In einer weiteren Ausgestaltungsform des Verfahrens wird oder werden in der Hochdruckvorrichtung eine Hochdruckdüse oder mehrere Hochdruckdüsen verwendet.In a further embodiment of the method, one or more high-pressure nozzles are used in the high-pressure device.
Somit kann die Walzemulsion mittels der Hochdruckdüse oder der Hochdruckdüsen gezielt gelenkt und auf die Oberfläche des Kupferausgangsmaterials gerichtet werden.The roller emulsion can thus be directed in a targeted manner by means of the high-pressure nozzle or the high-pressure nozzles and directed onto the surface of the copper starting material.
Eine „Hochdruckdüse“ ist insbesondere eine rohrförmige technische Vorrichtung der Hochdruckvorrichtung, welche als Mündung die Walzemulsion unter hohem Druck abgibt. Die Hochdruckdüse kann insbesondere auf ihrer gesamten Länge die gleiche Querschnittsfläche aufweisen, sich erweitern, verjüngen oder andere komplexe Formen aufweisen. Durch die Hochdruckdüse wird die Walzemulsion insbesondere als scharf abgegrenzter Strahl und/oder gleichmäßig zerstäubt auf die Oberfläche des Kupferausgangsmaterials aufgebracht. Die Hochdruckdüse bringt einen Strahl der Walzemulsion insbesondere derart auf die verzunderte Oberfläche des Kupferausgangsmaterials, dass die Zunderschicht aufgrund des hohen Druckes einem Walzemulsionsschneiden unterliegt und durch Materialabtrag entfernt wird.A “high-pressure nozzle” is, in particular, a tubular technical device of the high-pressure device which, as a mouth, releases the rolling emulsion under high pressure. In particular, the high-pressure nozzle can have the same cross-sectional area over its entire length, expand, taper or have other complex shapes. The roller emulsion is applied to the surface of the copper starting material in particular as a sharply defined jet and / or evenly atomized by the high-pressure nozzle. The high-pressure nozzle brings a jet of the roller emulsion in particular onto the scaled surface of the copper starting material in such a way that the scale layer is subject to roller emulsion cutting due to the high pressure and is removed by material removal.
Um ein gleichmäßiges Entfernen der Zunderschicht zu erzielen, wird oder werden die Hochdruckdüse oder die Hochdruckdüsen beim Entzundern rotiert und/oder geschwenkt.In order to achieve a uniform removal of the scale layer, the high-pressure nozzle or the high-pressure nozzles are or are rotated and / or pivoted during descaling.
Unter „rotiert“ wird verstanden, dass die Hochdruckdüse um ihre eigene Achse gedreht wird.“Rotated” means that the high pressure nozzle is rotated around its own axis.
Unter „geschwenkt“ wird insbesondere verstanden, dass die Hochdruckdüse hin und her bewegt wird. Dabei erfolgt die Schwenkbewegung beispielsweise nicht durch die Hochdruckdüse selbst, sondern die in einer Halterung gelagerte Hochdruckdüse wird mittels der Halterung hin und her bewegt.“Swiveled” means in particular that the high-pressure nozzle is moved back and forth. The pivoting movement does not take place, for example, through the high-pressure nozzle itself, but rather the high-pressure nozzle mounted in a holder is moved back and forth by means of the holder.
Selbstverständlich kann ergänzend zu einer Hochdruckdüse oder mehrerer Hochdruckdüsen eine mechanische Entzunderung, beispielsweise durch einen Schäler oder eine Bürste erfolgen. Hierbei ist es jedoch vorteilhaft, wenn das abschließende Entzundern durch die Walzemulsion als Hochdruckmedium mittels der Hochdruckdüse oder Hochdruckdüsen erfolgt, sodass eine qualitativ hochwertige Oberfläche ohne Rillen und Riefen bereitgestellt wird.Of course, in addition to a high-pressure nozzle or several high-pressure nozzles, mechanical descaling can be carried out, for example by means of a peeler or a brush. Here, however, it is advantageous if the final descaling is carried out by the roller emulsion as a high-pressure medium by means of the high-pressure nozzle or high-pressure nozzles, so that a high-quality surface is provided without grooves and scoring.
In einer weiteren Ausgestaltungsform des Verfahrens wird beim Entzundern das Kupferausgangsmaterial an der Hochdruckdüse oder an den Hochdruckdüsen vorbeigeführt.In a further embodiment of the method, the copper starting material is guided past the high-pressure nozzle or the high-pressure nozzles during descaling.
Somit wird ein kontinuierliches Entzundern des Kupferausgangsmaterials realisiert. Folglich kann beispielsweise ein kontinuierlich gegossener, endloser Kupferstrang im Durchlaufverfahren entzundert und direkt dem nächsten Fertigungsschritt zugeführt werden. Hierbei erfolgt das Vorbeiführen beispielsweise über Transportrollen und/oder -bänder.Continuous descaling of the copper raw material is thus realized. As a result, a continuously cast, endless copper strand can be descaled in a continuous process and fed directly to the next production step. In this case, the passage takes place, for example, via transport rollers and / or belts.
Um ein zeitnahes, direktes Entzundern beim Fertigen des Kupferproduktes zu realisieren, erfolgt vor dem Entzundern ein Gießen einer Kupferschmelze zu dem Kupferausgangsmaterial.In order to achieve prompt, direct descaling when manufacturing the copper product, a copper melt is poured into the copper starting material before the descaling.
Somit kann direkt nach dem Gießen des Kupferausgangsmaterials, welches aufgrund der erhöhten Gießtemperaturen stark zum Verzundern aufgrund einer Reaktion mit dem Sauerstoff der umgebenden Atmosphäre beim Transport zur nächsten Fertigungsstation neigt, zeitnah ein Entzundern erfolgen.This means that immediately after the casting of the copper starting material, which can severely scale due to the increased casting temperatures due to a reaction with the oxygen of the surrounding atmosphere during transport to the next production station, descaling takes place promptly.
Ein „Gießen“ von Kupfer und/oder Kupferlegierung ist insbesondere ein Fertigungsverfahren, bei dem das Kupferausgangsmaterial als Werkstück (Gussstück) aus flüssigem Metall (Schmelze) hergestellt wird. Beim Gießen erstarrt die Schmelze insbesondere in einer bestimmten Form zu dem Kupferausgangsmaterial. Bei einem Gussstück handelt es sich beispielsweise um einen Kupferstrang.A “casting” of copper and / or copper alloy is in particular a manufacturing process in which the copper starting material is manufactured as a workpiece (casting) from liquid metal (melt). During casting, the melt solidifies, in particular in a specific shape, to form the copper starting material. A casting is, for example, a copper strand.
In einer weiteren Gestaltungsform des Verfahrens erfolgt nach dem Entzundern direkt ein Walzen des Kupferausgangsmaterials, wobei die beim Entzundern auf das Kupferausgangsmaterial aufgebrachte Walzemulsion beim Walzen verwendet wird, sodass ein gewalztes Kupferprodukt vorliegt.In a further embodiment of the method, rolling of the copper starting material takes place directly after descaling, the rolling emulsion applied to the copper starting material during descaling being used during rolling, so that a rolled copper product is present.
Es ist besonders vorteilhaft, dass die zum Entzundern im vorgelagerten Fertigungsschritt verwendete Walzemulsion auch direkt beim Walzen verwendet wird. Dadurch, dass das entzunderte Ausgangsmaterial bereits gleichmäßig beim Entzundern mit Walzemulsion benetzt wurde, ist keine oder nur eine geringfügige weitere Zufuhr von Walzemulsion beim Walzen notwendig. Zudem ist das Kupferausgangsmaterial zwischen den Fertigungsschritt des Entzunderns und des Walzens und somit bei dem entsprechenden Transport zwischen der Entzunderanlage und der Walzanlage durch die aufgebrachte Walzemulsion gegenüber einer Oxidation und/oder einer anderen Oberflächenbeeinträchtigung geschützt. Des Weiteren schützt das Walzöl in der Walzemulsion das warme Kupferausgansmaterial davor, dass die Walzenoberfläche die Kupferoberfläche des warmen Kupferstrangs beschädigt. Hierzu weist das Walzöl eine Kühlwirkung auf. Üblicherweise weisen die Walzenoberflächen einen Kupferoxidbelag, welcher u.a. durch eingewalzten Zunder von der Oberfläche des Kupferstranges kommt. Dieser Belag, welcher die Standzeit der Walzen reduziert, wird durch das vorherige Entzundern stark verringert und somit die Standzeit der Walzen erhöht.It is particularly advantageous that the rolling emulsion used for descaling in the upstream manufacturing step is also used directly during rolling. Because the descaled starting material has already been uniformly wetted with rolling emulsion during descaling, no or only a small additional supply of rolling emulsion is necessary during rolling. In addition, the copper starting material between the manufacturing step of descaling and rolling and thus during the corresponding transport between the descaling system and the rolling system is protected against oxidation and / or other surface impairment by the applied roller emulsion. Furthermore, the rolling oil in the rolling emulsion protects the warm copper starting material from the fact that the roll surface damages the copper surface of the warm copper strand. For this purpose, the rolling oil has a cooling effect. The roller surfaces usually have a copper oxide coating which, among other things, comes from the surface of the copper strand through rolled scale. This coating, which reduces the service life of the rolls, is greatly reduced by the previous descaling and thus increases the service life of the rolls.
Unter „Walzen“ wird insbesondere ein Fertigungsverfahren zum Druckumformen verstanden, bei dem das Kupferausgangsmaterial zwischen zwei oder mehreren rotierenden Werkzeugen umgeformt und dabei dessen Querschnitt verringert wird. Beim Walzen handelt es sich insbesondere um ein Kaltwalzen oder ein Warmwalzen, wobei beim letzterem das Umformen oberhalb der Kristallisationstemperatur des Kupferausgangsmaterials stattfindet. Ein Walzen umfasst insbesondere auch ein Vorwalzen und ein Fertigwalzen.“Rolling” is understood to mean, in particular, a manufacturing process for pressure forming, in which the copper starting material is formed between two or more rotating tools and the cross section thereof is reduced. Rolling is, in particular, cold rolling or hot rolling, with the latter taking place above the crystallization temperature of the copper starting material. Rolling in particular also includes pre-rolling and finish rolling.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Kupferprodukt, insbesondere ein Gießwalzdraht, wobei das Kupferprodukt nach einem zuvor beschriebenen Verfahren hergestellt ist, sodass die Oberfläche des Kupferproduktes frei von Zunder ist.In a further aspect of the invention, the object is achieved by a copper product, in particular a wire rod, the copper product being produced by a previously described method, so that the surface of the copper product is free of scale.
Somit wird ein Kupferprodukt mit einer sehr hohen Oberflächenqualität bereitgestellt, wie dies beispielsweise für einbrennlackierte Drähte erforderlich ist.This provides a copper product with a very high surface quality, as is required, for example, for enamelled wires.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen
-
1 eine stark schematische Schnittdarstellung einer Drahtgieß-Walzanlage mit einer Hochdruckentzunderungsanlage, und -
2 eine stark schematische Darstellung der Hochdruckentzunderungsanlage.
-
1 a highly schematic sectional view of a wire casting and rolling system with a high pressure descaling system, and -
2 a highly schematic representation of the high pressure descaling system.
Eine Drahtgieß-Walzanlage
Beim Transport des gegossenen Kupferstrangs
Die Hochdruckentzunderungsanlage
Somit wird ein entzunderter Kupferstrang
Zur Qualitätscharakterisierung wird eine Torsionsprobe des gefertigten Gießwalzdrahtes erstellt und dieser einer Sichtprüfung unterzogen, in der keine Zunderzeilen nach der Torsion zu sehen sind.For quality characterization, a torsion sample of the cast wire rod is created and subjected to a visual inspection in which no scale lines can be seen after the torsion.
Mithin wird ein Verfahren zum Entzundern eines Kupferausgangsmaterials bereitgestellt, welches durch Verwenden einer Walzemulsion unter Hochdruck eine vollständig entzunderte, hochwertige Oberfläche des Kupferausgangsmaterials sowie ein Schutz der Oberfläche des Kupferausgangsmaterials in den nachfolgenden Fertigungsschritten ermöglicht.A method is therefore provided for descaling a copper starting material which, by using a roller emulsion under high pressure, enables a completely descaled, high-quality surface of the copper starting material and protection of the surface of the copper starting material in the subsequent production steps.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 101101
- Drahtgieß-WalzanlageDrahtgieß-rolling plant
- 103103
- Zufuhr von Kupferkathoden und SchrotteSupply of copper cathodes and scrap
- 105105
- Ofenstreckefurnace section
- 107107
- Gießmaschinecasting machine
- 109109
- HochdruckentzunderungsanlageHochdruckentzunderungsanlage
- 111111
- Vorwalzwerkroughing mill
- 113113
- FertigwalzwerkFinishing mill
- 115115
- KupferstrangKupferstrang
- 117117
- Gießwalzdrahtwire rod
- 121121
- Zunderschichtscale layer
- 123123
- Förderrichtungconveying direction
- 125125
- RotationsdüsenkopfRotating nozzle head
- 127127
- Walzemulsionrolling emulsion
- 129129
- Rotationsrichtungdirection of rotation
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |