20 世紀 80 年代,隨著世界有色金屬冶煉鑄造技術的發展,國內相繼引進了多條光亮銅桿連鑄連軋生產線。

 

目前,除少數生產線因管理和經營不善停產外,大部分都還在正常運轉。連鑄連軋生產技術的引進推動了我國銅線桿生產的發展和技術革新。但由于歷史局限性,這些生產線產能普遍偏低,另外,在引進這些設備的同時,沒有配套引進過程檢測技術,致使生產的銅桿在性能、質量上波動較大??偟膩碚f,這些生產線鑄坯規格普遍偏小,總變形率小,致使產能上不去,能耗降不下來,產品質量也欠佳。

 

近年來,借著資產重組和異地搬遷的機會,這些生產線都得到了不同程度的改進和完善。

 

從 20 世紀 90 年代開始,我國電線電纜行業迅速發展,銅線桿的需求急劇增長。據中國有色金屬工業信息中心統計,1999 年,我國圓銅桿的實際產量僅為 40 萬噸,而消費量為 65萬噸左右,缺口大部分從國外進口。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展,多線多模高速拉絲機的出現,對銅桿的要求越來越高。小規格鑄坯生產的銅桿越來越不能滿足要求,于是在 20 世紀末,我國又先后引進或搬遷改造了多條連鑄連軋生產線。

 

這些生產線裝備水平高,生產規模大,具有能耗低、工藝過程連續、計算機監控程度高、產品質量優良穩定等特點,代表著當今世界先進的"SCR"和"Contirod"光亮銅桿生產技術.

 

同步引進的 SpectroLabS 大型多通道光譜分析儀、在線渦流探傷儀等設備,為保證生產優質低氧光亮銅桿提供了更加迅速、準確的檢測手段。它們依賴先進的工藝裝備、較高的生產效率、低能耗和優良的產品質量贏得了市場,取得了顯著的經濟效益,其產品不但滿足了國內市場,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。對現有生產線來講,提高設備的使用率,提高產品質量,降低生產成本是在競爭中取得有利地位的根本保證。

 

國產連鑄連軋生產裝備自 20 世紀 80 年代我國建成自行設計、制造的第一條銅線桿連鑄連軋生產線以來,至今已有 10 余條年產幾萬噸級的國產銅連鑄連軋生產線投放市場。這些生產線設備投資較低,生產成本也大大降低。

 

其中采用傳統熱軋法生產黑銅線桿工藝在世界上已有一百多年的歷史,進入上個世紀七十年代,世界工業發達國家相繼開發了 SCR 法、 properzi 法、Contirod 法、Secor 法、Dip法、Upcast 法等光亮銅桿連鑄連軋生產線從而使世界銅線桿的生產發生了重大變革。

 

所謂傳統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,然后再經加熱爐加熱,進入到橫列式軋機中軋制,一般橫列式軋機有十二或者十四座機架,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,需經酸洗或者扒皮后再拉絲。

 

連鑄連軋法與傳統熱軋法生產的銅線桿相比,具有長度長、節省能量,產品質量穩定、性能均一、表面光亮等特點。目前,傳統的熱軋法已經被連鑄連軋所取代。

 

我國在上個世紀八十年代掀起了連鑄連軋引進高潮,最早引進的是哈爾濱電纜廠,1982年簽約,83 年安裝調試,84 年投入生產,歷時 15 月。投資費用 2400 萬人民幣(其中外匯400 萬美元)。該生產線為浸漬法(DFP),爐子是美國 GE 公司的,軋機是日本昭利公司,一年就收回全部投資。

 

自 1984 年以后,全國又引進了八條生產線和十幾條上引法。1981 年 10 月上海市科委、上海市冶金局給上海冶煉廠下達了反射爐連鑄連軋新工藝實驗任務,歷時 8 個月,取得了一定的經驗數據,但不能代替引進的連鑄連軋機組,他也為今天所講的利用紫雜銅生產光亮銅桿打下了基礎。
 
 
 
 
低氧桿與無氧桿差別小知識
 
 
 

 

 
關于氧的吸入和脫去以及它的存在狀態
 
生產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,因此氧的進間入是在銅的液態下吸入的, 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-氧在液態銅下保持相當時 50ppm 以下,最低可達1-2ppm,從組織上看,低氧銅中的氧,以氧化銅狀態,存在于晶粒邊界附近,這對低氧銅桿而言可以說是常見的但對無氧銅桿則很少見。氧化銅以夾雜形式在晶界出現對材料的韌性產生負面影響。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。
 
 
熱軋組織和鑄造組織的區別

 

低氧銅桿由于經過熱軋,所以其組織屬熱加工組織,原來的鑄造組織已經破碎,在 8mm 的桿時已有再結晶的形式出現,而無氧銅桿屬鑄造組織,晶粒粗大,這是為什么,無氧銅的再結晶溫度較高,需要較高退火溫度的固有原因。這是因為,再結晶發生在晶粒邊界附近,無氧銅桿組織晶粒粗大,晶粒尺寸甚至能達幾個毫米,因而晶粒邊界少,即使通過拉制變形,但晶粒邊界相對低氧銅桿還是較少,所以需要較高的退火功率。對無氧銅成功的退火要求是:由桿經拉制,但尚未鑄造組織的線時的第一次退火,其退火功率應比同樣情況的低氧銅高 10--15%.經繼續拉制,在以后階段的退火功率應留有足夠的余量和對低氧銅和無氧銅切實區別執行不同的退火工藝,以保證在制品和成品導線的柔軟性。
 
 
夾雜氧含量波動

 

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越的,除上述組織原因外,無氧銅桿夾雜少,含氧量穩定,無熱軋可能產生的缺陷,桿表氧化物厚度可 達≤15A。在連鑄連軋生產過程中如果工藝不穩定,對氧監控不嚴,含氧量不穩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清洗中得以彌補外,但比較麻煩的是有相當多的氧化物存在于"皮下",對拉線斷線影響更直接,故而在拉制微細線,超微細線時,為了減少斷線,有時要對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。
 
 
低氧銅桿和無氧銅桿的韌性有差別

 

0.015mm,但在低溫超導線中的低溫級無氧銅,其細絲間的間距只有 0.001mm。
 
 
從制桿的原材料到制線的經濟性有差別

 

制造無氧銅桿要求質量較高的原材料。一般,拉制直徑>1mm 的銅線時,低氧銅桿的優點比較明顯,而無氧銅桿顯得更為優越的是拉制直徑<0.5mm 的銅線。
 
 
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。因為線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。