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地址:江西省上饒市余干縣高新技術產(chǎn)業(yè)園
一、生產(chǎn)工藝簡述
(一).低氧銅桿,采用連鑄連軋的工藝進行生產(chǎn)。
1、工藝流程
電解銅→豎爐→保溫爐→澆鑄機→連軋機→清洗→收桿機 →成品(ф8mm)
電解銅連續(xù)加料,經(jīng)豎爐連續(xù)熔化后放出銅水,經(jīng)澆鑄機鑄成大截面的梯形錠,進入軋機進行熱軋軋成ф8的銅桿坯料。
2、工藝缺陷:
(1). 豎爐:
A. 由于豎爐體積小,電解銅邊加入邊熔化,熔化的銅水沒有條件進行充分的還原。
B. 整個熔化過程及出銅水的過程,不能隔氧,所以含氧量非常高。
C. 熔銅燃料一般都為氣體,氣體燃燒過程中,會直接影響銅液的化學成分理處,影響較大的有硫和氫等。
(2). 澆鑄機:在澆鑄機的結晶輪將銅液成為固體的過程中,無法進行隔氧,所以澆鑄過程中進行第二次大量吸氧。
(3). 溫度控制:
A. 銅液溫度,由于軋制量大,又受到多種因素的制約,該溫度不太容易控制。
B. 進軋機的鑄錠的溫度,該溫度要求控制在850℃上下偏差越大,對銅桿質量的影響越大,而此溫度很難控制。
C. 出軋機的銅桿的溫度,該溫度要求控制在600℃也是上下偏差越大,對銅桿質量的影響越大,由于受到前道工序的制約,此溫度也很難控制。
D. 整個過程中有很多環(huán)節(jié),而某個環(huán)節(jié)稍出現(xiàn)些問題,都會影響溫度的控制。
(4). 其它:
A. 由于存在以上一些缺陷,會造成銅桿質量不穩(wěn)定,所以標準規(guī)定:連鑄連軋的低氧銅桿出廠前,必須要做扭轉試驗。但有的生產(chǎn)廠根本不做,或不按規(guī)定批量做(每批不應超過60噸),或扭轉不合格的批量照樣出廠。
B. 含氧高會影響拉線工序,銅線越拉越硬,中間要增加退火。含氧量高,還會影響導電性能。
C. 為解決工藝缺陷,需盡可能提高機組性能,所以機組價格昴貴。如美國南線公司年產(chǎn)2.4萬噸~4萬噸的機組價格為690萬美元,德國克虜勃公司的更貴。而用戶自己配套設施也要幾十萬仍至上百萬美元。
3、工藝優(yōu)點
(1). 產(chǎn)量高,一般小型機組每小時產(chǎn)量可達10~14噸。
(2). 銅桿卸線采用梅花式,便于拉線機放線。
(3). 收線重量大,一般每盤可達4噸。
(二).無氧銅桿采用上引法連續(xù)鑄造的工藝進行生產(chǎn)。
1、工藝流程:
電解銅→熔化爐→過渡倉→保溫爐→連鑄機→收線機→成品(ф8mm鑄桿)或ф17mm鑄桿經(jīng)軋機冷軋至ф8mm銅桿。
2、工藝優(yōu)點:
(1). 爐子采用的是工頻感應電爐,不會影響銅水的化學成分理處。
(2). 銅液上面用木炭進行履蓋,既能保溫、隔氧又能使銅水很好的還原,以保證銅桿質量。
(3). 銅桿含氧量低,有利于拉線,銅桿越拉越軟,中間不用退火。含氧量低,導電性能好。
(4). 銅液溫度控制容易,操作簡單,銅桿質量穩(wěn)定。
(5). 可通過調節(jié)節(jié)距、水溫差等工藝操作來調節(jié)銅桿的伸長率,以滿足不同產(chǎn)品的要求。
3、工藝缺點:
(1). 產(chǎn)量低,要增加單臺產(chǎn)量,必須增加出桿頭數(shù),頭數(shù)越多,操作越不方便。
(2). 開爐后停爐不方便。
(3). 銅桿收線采取螺旋形平面排線,不利于拉線機放線。
二、銅桿特性:
(一).牌號:
1、低氧銅桿:
低氧銅桿的牌號有三種T1、T2、T3,低氧銅桿都為熱軋,所以為軟桿,代號為R。
(1). T1:用高純電解銅為原料(含銅量大于99.9975%)生產(chǎn)的低氧銅桿。
(2). T2:用1#電解銅為原料(含銅量大于99.95%)生產(chǎn)的低氧銅桿。
(3). T3:用2#電解銅為原料(含銅量大于99.90%)生產(chǎn)的低氧銅桿。
因高純電解銅和2#電解銅市場上很少,一般都用1#電解銅為原料,所以一般低氧銅桿的牌號為T2R。
2、無氧銅桿:
(1). 無氧銅桿的牌號有二種,TU1、TU2。
A. TU1:用高純電解銅為原料生產(chǎn)的無氧銅桿。
B. TU2:用1#電解銅生產(chǎn)的無氧銅桿。
一般的無氧銅桿都是1#電解銅生產(chǎn)的,所以牌號為TU2。
(2). 無氧銅桿又分為軟和硬二種狀態(tài),軟狀態(tài)的代號為R,硬狀態(tài)的代號為Y。
A. 軟狀態(tài):直接從上引機組生產(chǎn)出的鑄桿或經(jīng)過退火的銅桿。牌號為:TU2R。
B. 硬狀態(tài):上引機組生產(chǎn)出的鑄桿,經(jīng)過進一步機械加工的銅桿。牌號為:TU2Y。
(二)、性能比較:
根據(jù)標準規(guī)定,銅桿性能分為:化學成分、尺寸及允許偏差、力學性能、扭轉性能、電性能、表面質量六個方面。
1、化學成分:
(1). 低氧銅桿T1、T2與無氧銅桿TU1、TU2的化學成分除含氧量不同外,其它都相同。
(2). 低氧銅桿T1:含氧量為450PPM以下為合格。
無氧銅桿TU1:含氧量為10PPM以下為合格。
(3). 低氧銅桿T2:含氧量為500PPM以下為合格。
無氧銅桿TU2:含氧量為10PPM以下為合格。
(4). 無氧銅桿實際的含氧量一般在4~7PPM低氧銅桿的含氧量最少在300PPM以上。
2、尺寸及其允許偏差:
因是銅線坯,標準要求較低,低氧銅桿和無氧銅桿都能達到。
3、力學性能:
力學性能分為抗拉強度和伸長率二個方面。
(1). 抗拉強度:
A. 在GB/T3952-1998標準里,對低氧銅桿和軟態(tài)的無氧銅桿的抗拉強度不作規(guī)定,對硬態(tài)的無氧銅桿有抗拉強度的要求,完全可以達到而且裕度較大。
B. 在GB3953-83標準里,對ф14mm以下的銅桿及銅線的抗拉強度有規(guī)定,當時沒有無氧銅桿,只有黑銅桿和低氧銅桿,對于該標準,合格的低氧銅桿和硬態(tài)的無氧銅桿都能達到.但直接上引出來的ф8mm鑄桿的無氧銅桿達不到,必須加工到約3.5mm及以下規(guī)格時,抗拉強度才能達到。
(2). 抻長率:
A. 低氧銅桿和無氧銅桿伸長率都能達到標準要求.
B. 無氧銅桿的伸長率優(yōu)于低氧銅桿,而且通過對節(jié)距、水溫差等操作工藝的調節(jié),可大幅提高抻長率以滿足不同產(chǎn)品的要求。
4、扭轉特性:
(1). 無氧銅桿的生產(chǎn)制造工藝,決定了銅桿的扭轉特性很好,所以標準規(guī)定不必作檢測。
(2). 低氧銅桿的生產(chǎn)制造工藝,決定了銅桿的扭轉特性較差,容易產(chǎn)生皺邊及夾雜缺陷,所以標準規(guī)定每批要做扭轉檢測,如扭轉不合格該銅桿則為不合格品。
5、電性能:
導電性能主要是由原材料所決定,但是加工工藝對其也有一定的影響,IEC標準用的是導電率,中國標準用的是電阻率,實質是一回事可以換標。
(1). 用高純電解銅生產(chǎn)的低氧銅桿和無氧銅桿的電阻率,相當于IEC標準的導電率101%兩者都可以達到,但無氧銅桿可以超過很多。
(2). 用1#電解銅生產(chǎn)的低氧銅桿和無氧銅桿的電阻率,相當于IEC標準的導電率100%兩者都可以達到,但無氧銅桿基本可達到或接近101%。
(3). 無氧銅桿電阻率低(導電率高)的原因主要是雜質少,含氧量低。作為導體,導電率是一個主要的指標,所以要求高的電子元器件,應用無氧銅桿。
6、表面質量:
(1). 低氧銅桿:
A 銅桿往往會外徑不圓整,尺寸不均勻。
B 銅桿容易產(chǎn)生皺邊、飛邊、裂紋、夾雜物或其它有害的缺陷。
(2). 無氧銅桿:對上述問題容易控制。
(3). 表面質量不合格,該銅桿也是不合格的。
三、附言:
1、低氧銅桿和無氧銅桿的特性各有千秋,主要由每個企業(yè)不同的需求進行選用。
2、自從我本人與上海電纜研究所的四位工程師,1985年在中國制造出無氧銅桿機組,1986年獲得機械工業(yè)部科技進步獎開始至今已近二十年。機組和生產(chǎn)工藝已很成熟,但我還在不斷地完善和提高。
3、現(xiàn)執(zhí)行的國家標準GB/T3952-1998的前身為GB3952-89標準,該標準我參加了起草,審定會在我這里召開。
4、隨著銅資源的目趨緊張,各種電氣、電子產(chǎn)品要求的目趨提高,無氧銅桿的優(yōu)勢將更會得到體現(xiàn)
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