好文珍藏|光亮銅桿的前世今生

導(dǎo)讀: 20 世紀(jì) 80 年代,隨著世界有色金屬冶煉鑄造技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)相繼引進(jìn)了多條光亮銅桿連鑄連軋生產(chǎn)線。

目前，除少數(shù)生產(chǎn)線因管理和經(jīng)營不善停產(chǎn)外，大部分都還在正常運(yùn)轉(zhuǎn)。連鑄連軋生產(chǎn)技術(shù)的引進(jìn)推動(dòng)了我國銅線桿生產(chǎn)的發(fā)展和技術(shù)革新。但由于歷史局限性,這些生產(chǎn)線產(chǎn)能普遍偏低，另外,在引進(jìn)這些設(shè)備的同時(shí)，沒有配套引進(jìn)過程檢測技術(shù)，致使生產(chǎn)的銅桿在性能、質(zhì)量上波動(dòng)較大。總的來說，這些生產(chǎn)線鑄坯規(guī)格普遍偏小，總變形率小，致使產(chǎn)能上不去，能耗降不下來，產(chǎn)品質(zhì)量也欠佳。

近年來，借著資產(chǎn)重組和異地搬遷的機(jī)會(huì)，這些生產(chǎn)線都得到了不同程度的改進(jìn)和完善。

從 20 世紀(jì) 90 年代開始，我國電線電纜行業(yè)迅速發(fā)展，銅線桿的需求急劇增長。據(jù)中國有色金屬工業(yè)信息中心統(tǒng)計(jì)，1999 年，我國圓銅桿的實(shí)際產(chǎn)量僅為 40 萬噸，而消費(fèi)量為 65萬噸左右，缺口大部分從國外進(jìn)口。另外隨著電磁線、通訊電纜及其他特種用途電線電纜的迅速發(fā)展，多線多模高速拉絲機(jī)的出現(xiàn)，對(duì)銅桿的要求越來越高。小規(guī)格鑄坯生產(chǎn)的銅桿越來越不能滿足要求，于是在 20 世紀(jì)末，我國又先后引進(jìn)或搬遷改造了多條連鑄連軋生產(chǎn)線。

這些生產(chǎn)線裝備水平高,生產(chǎn)規(guī)模大，具有能耗低、工藝過程連續(xù)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控程度高、產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良穩(wěn)定等特點(diǎn)，代表著當(dāng)今世界的"SCR"和"Contirod"光亮銅桿生產(chǎn)技術(shù).

同步引進(jìn)的 SpectroLabS 大型多通道光譜分析儀、在線渦流探傷儀等設(shè)備，為保證生產(chǎn)質(zhì)優(yōu)低氧光亮銅桿提供了更加迅速、準(zhǔn)確的檢測手段。它們依賴工藝裝備、較高的生產(chǎn)效率、低能耗和優(yōu)良的產(chǎn)品質(zhì)量贏得了市場，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，其產(chǎn)品不但滿足了國內(nèi)市場,而且還出口世界各地。

目前，我國銅桿的總加工能力已有 280 萬～300 萬噸,是需求量的 3 倍左右。對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)線來講，提高設(shè)備的使用率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本是在競爭中取得有利地位的根本保證。

國產(chǎn)連鑄連軋生產(chǎn)裝備自 20 世紀(jì) 80 年代我國建成自行設(shè)計(jì)、制造的一條銅線桿連鑄連軋生產(chǎn)線以來,至今已有 10 余條年產(chǎn)幾萬噸級(jí)的國產(chǎn)銅連鑄連軋生產(chǎn)線投放市場。這些生產(chǎn)線設(shè)備投資較低，生產(chǎn)成本也大大降低。

其中采用傳統(tǒng)熱軋法生產(chǎn)黑銅線桿工藝在世界上已有多年的歷史，進(jìn)入上個(gè)世紀(jì)七十年代，世界工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)相繼開發(fā)了 SCR 法、 properzi 法、Contirod 法、Secor 法、Dip法、Upcast 法等光亮銅桿連鑄連軋生產(chǎn)線從而使世界銅線桿的生產(chǎn)發(fā)生了重大變革。

所謂傳統(tǒng)熱軋法就是把電解銅加到陰極反射爐中加熱熔化，做銅，鑄成船形錠。船形錠每根重 80～90kg，然后再經(jīng)加熱爐加熱，進(jìn)入到橫列式軋機(jī)中軋制，一般橫列式軋機(jī)有十二或者十四座機(jī)架，才能軋成￠8～￠6mm 的銅桿，由于此種銅桿表面氧化厲害，所以稱黑桿，需經(jīng)酸洗或者扒皮后再拉絲。

連鑄連軋法與傳統(tǒng)熱軋法生產(chǎn)的銅線桿相比，具有長度長、節(jié)省能量,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、性能均一、表面光亮等特點(diǎn)。目前，傳統(tǒng)的熱軋法已經(jīng)被連鑄連軋所取代。

我國在上個(gè)世紀(jì)八十年代掀起了連鑄連軋引進(jìn)高潮,較早引進(jìn)的是哈爾濱電纜廠，1982年簽約，83 年安裝調(diào)試，84 年投入生產(chǎn)，歷時(shí) 15 月。投資費(fèi)用 2400 萬人民幣(其中外匯400 萬美元)。該生產(chǎn)線為浸漬法(DFP)，爐子是美國 GE 公司的，軋機(jī)是日本昭利公司，一年就收回全部投資。

自 1984 年以后，又引進(jìn)了八條生產(chǎn)線和十幾條上引法。1981 年 10 月上海市科委、上海市冶金局給上海冶煉廠下達(dá)了反射爐連鑄連軋新工藝實(shí)驗(yàn)任務(wù)，歷時(shí) 8 個(gè)月，取得了一定的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，但不能代替引進(jìn)的連鑄連軋機(jī)組，他也為今天所講的利用紫雜銅生產(chǎn)光亮銅桿打下了基礎(chǔ)。

低氧桿與無氧桿差別小知識(shí)

一關(guān)于氧的吸入和脫去以及它的存在狀態(tài)

生產(chǎn)銅桿的陰極銅的含氧量一般在 10-50ppm，在常溫下氧在銅中的固溶度約2ppm。低氧銅桿的含氧量一般在 200(175)-400(450)ppm，因此氧的進(jìn)間入是在銅的液態(tài)下吸入的， 間后，被還原而脫去，通常而上引法無氧銅桿則相反， 這種桿的含氧量都在 10-氧在液態(tài)銅下保持相當(dāng)時(shí) 50ppm 以下，較低可達(dá)1-2ppm，從組織上看，低氧銅中的氧，以氧化銅狀態(tài)，存在于晶粒邊界附近,這對(duì)低氧銅桿而言可以說是常見的但對(duì)無氧銅桿則很少見。氧化銅以夾雜形式在晶界出現(xiàn)對(duì)材料的韌性產(chǎn)生負(fù)面影響。而無氧銅中的氧很低，所以這種銅的組織是均勻的單相組織對(duì)韌性有利。在無氧銅桿中的多孔性是不常見的，而在低氧銅桿中則是常見的一種缺陷。

二熱軋組織和鑄造組織的區(qū)別

低氧銅桿由于經(jīng)過熱軋，所以其組織屬熱加工組織，原來的鑄造組織已經(jīng)破碎，在 8mm 的桿時(shí)已有再結(jié)晶的形式出現(xiàn)，而無氧銅桿屬鑄造組織，晶粒粗大，這是為什么，無氧銅的再結(jié)晶溫度較高，需要較高退火溫度的固有原因。這是因?yàn)椋俳Y(jié)晶發(fā)生在晶粒邊界附近，無氧銅桿組織晶粒粗大，晶粒尺寸甚至能達(dá)幾個(gè)毫米，因而晶粒邊界少，即使通過拉制變形，但晶粒邊界相對(duì)低氧銅桿還是較少，所以需要較高的退火功率。對(duì)無氧銅成功的退火要求是：由桿經(jīng)拉制，但尚未鑄造組織的線時(shí)的一次退火，其退火功率應(yīng)比同樣情況的低氧銅高 10--15%.經(jīng)繼續(xù)拉制，在以后階段的退火功率應(yīng)留有足夠的余量和對(duì)低氧銅和無氧銅切實(shí)區(qū)別執(zhí)行不同的退火工藝，以保證在制品和成品導(dǎo)線的柔軟性。

三夾雜氧含量波動(dòng)

表面氧化物和可能存在的熱軋缺陷的差別無氧銅桿的可拉性在所有線徑里與低氧銅桿相比都是優(yōu)越的，除上述組織原因外，無氧銅桿夾雜少，含氧量穩(wěn)定，無熱軋可能產(chǎn)生的缺陷，桿表氧化物厚度可 達(dá)≤15A。在連鑄連軋生產(chǎn)過程中如果工藝不穩(wěn)定，對(duì)氧監(jiān)控不嚴(yán)，含氧量不穩(wěn)定將直接影響桿的性能。如果桿的表面氧化物能在后工序的連續(xù)清洗中得以彌補(bǔ)外，但比較麻煩的是有相當(dāng)多的氧化物存在于"皮下"，對(duì)拉線斷線影響更直接,故而在拉制微細(xì)線,超微細(xì)線時(shí)，為了減少斷線，有時(shí)要對(duì)銅桿采取不得已的辦法--剝皮，甚至二次剝皮的原因所在，目的要除去皮下氧化物。

四低氧銅桿和無氧銅桿的韌性有差別

0.015mm，但在低溫超導(dǎo)線中的低溫級(jí)無氧銅，其細(xì)絲間的間距只有 0.001mm。

五從制桿的原材料到制線的經(jīng)濟(jì)性有差別

制造無氧銅桿要求質(zhì)量較高的原材料。一般，拉制直徑>1mm 的銅線時(shí)，低氧銅桿的優(yōu)點(diǎn)比較明顯，而無氧銅桿顯得更為優(yōu)越的是拉制直徑<0.5mm 的銅線。

六低氧銅桿的制線工藝與無氧銅桿不同低氧銅桿的制線工藝不能照搬到無氧銅桿的制線工藝上來，至少兩者的退火工藝是不同的。因?yàn)榫€的柔軟性深受材料成份和制桿、制線和退火工藝的影響，不能簡單地說低氧銅或無氧銅誰軟誰硬。