中国铜加工技术创新探讨.doc

中国铜加工创新技术探讨 中国铜加工技术创新概述 中国铜加工创新十分活跃，在复杂多变的外部环境中，在保持铜加工业稳定发展中发挥重要作用；中国铜加工创新的特点是：以企业为主体、以工艺技术创新为重点、与产业化紧密结合，不但成果显著而且有理论作为指导。 生产方法的变革在铜加工中占有突出地位，传统经典的铜加工方法是三段式，即熔炼铸锭—热加工—冷加工。其中热加工有热挤、热轧、热锻等，这些工序导致能耗高、污染环境、降低成品率、增加生产成本和设备投资，因此压缩热加工、缩短工艺流程，成为铜加工工作者重要奋斗方向。 任何工艺方法的变革都离不开设备的创新，都依靠装备和生产线来实现，生产方法的变革都以设备为基础。“十五”期间中国铜加工在生产方法的创新中取得了重大进展，其中三大技术的发展为中国铜加工方法的变革提供了有力的技术支持。这三大技术是： 一是连续铸造技术。中国连续铸造技术主要有上引和水平连铸，可以生产铜及合金上引管、杆、棒、型、线坯料；水平连铸带卷、棒、型、线坯料，这些坯料卷重大、长度长，可直接进行冷加工。 二是行星轧制技术。这种技术是互成120度角配置的三轧辊自转，同时又绕轧制线公转从而形成对管坯复合轧制。其特点是管材冷轧时，依靠变形热自身加热，变形区温度可达700度～850度，此时相当于热加工状态，从而实现了动态再结晶，行星轧制后的管材质量与热挤压相同，而且轧制产品具有表面不氧化、大长度、成卷，可直接进行冷加工，为管材盘式生产奠定了基础，成为铸造管坯直接冷加工的关键技术。这种技术的出现、成熟、产业化，使铜及合金管材生产方法发生了重大变革。 三是连续挤压技术。这种技术在国外又称康夫姆法，此法实质是特长的金属线坯在摩擦轮的强迫送进之下，金属从模孔中塑性变形流出，变形热使金属本身加热，变形区温度高达600度～800度，从而实现了金属动态再结晶。 重要创新成果 第一，铸-轧-拉精密铜管产业建立。使用水平连续铸造管坯—行星轧制—盘拉光管，经行星球模旋压成高精内螺纹盘管，产品具有小直径、薄壁厚、复杂齿型、高清洁度、高散热、节材、适应环保制冷剂等特点，产品质量、生产技术都处于世界领先水平。该项技术创新突破了铸造管坯不能生产薄壁内螺纹管的技术观点，使铸造管坯—行星轧制—盘管拉伸—行星球模碾压内螺纹管技术迅速在中国形成一个强大产业，在世界精密铜管生产技术中占有重要的地位，并且迅速取代了热挤压—周期轧制—盘拉生产方法；目前空调管正向大盘重、高度自动化、连续化方向发展；我国铸—轧精密铜管生产技术装备已实现整条生产线出口。 第二，潜流式水平连铸在合金再生原料直接生产铜加工材中的应用。铜资源短缺突显了铜及合金再生原料直接生产铜加工材的重要性，其中合金残料由于化学成分复杂一直成为回收、再生的难题。中国宁波金田铜业集团开发了大吨位、潜流式、水平连铸铅黄铜棒、型、线、管生产技术，建成了连续化、自动化环保化生产线。这种生产线可同时水平连铸64 条不同规格、形状铜加工材，形成了具有中国自主知识产权的技术，被称为“金田法”。“金田法”由下列主要工序所组成：合金感应熔炼、化学成分监控、合金成分调整、烟尘收集、布袋收尘、合金液体潜液放流式转注、多面多流、一流多头水平连铸、引拉系统、自动锯切、产品自动收集等。这些工序组成了一条自动生产流水线，合金熔炼和水平连铸均处于密封状态下运行，各工艺参数均自动调控，从而实现了从合金配料进入机列到成品产出的自动化、连续化、环保化生产。 第三，无氧铜带材生产。无氧铜材是电真空构件中的关键材料，但是含氧量超标、含氧量分布不均一直困扰着无氧铜生产。国内外一直采用精料密封感应熔炼技术获得含氧量合格的铸锭，其生产成本高、合格率低，在随后的热加工中又造成了渗氧。中国万宝铜业集团开发成功潜流式无氧铜宽带坯水平连铸—高精冷轧技术，建成自动化、环保化、连续化生产线。可生产510毫米宽、厚度0.1毫米无氧铜带材，含氧量小于10ppm, 成品率高达85%, 无氧铜带坯水平连铸机列在中国多家电炉厂中已产业化生产。 第四，多线上引铸造大直径铜管。大直径铜管是重要的水路管材，用于建筑水道管、海水管路等多方面。传统方法为挤压—拉伸和热轧穿孔—拉伸方法，其产品成本高、生产工艺流程长。近年来中国开发了多线上引铸造大口径铜管新方法，可直接铸造直径大于φ120毫米铜管，一次可同时铸造6线，铜管长度不受限制。经过冷拉伸之后可生产工程技术界所需求的大口径、薄壁铜管。产业化生产实践表明，这项生产方法具有生产流程短、成品率高、产品成本低、生产线建设投资少等明显优点。 第五，水平连铸带坯电磁搅拌技术。锡磷青铜带材是重要的弹性元件和电连接件材料。世界各国普遍使用水平连铸带坯—高精冷轧方法生产。但是带坯柱状晶发达、金属锡偏析和反偏折严重，导致带材生产中出现各种缺陷。“十五”期间，中国首先实现16毫米