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  关键词,横列式轧机,连铸连轧机,浸渍成型机组,上引连铸机组,火法精炼直接

  传统的热轧法生产黑铜杆在世界上已有一百多年历史,它和传统的钢铁上的园钢生产类似,也是铸成船形铸坯,一般铸坯尺寸为,,×,,×,,,,,—,,,,,毫米,约重,,—,,,公斤,铸坯在加热炉中加热,然后采用横列式轧机,蛇形围盘轧制,生成黑铜杆,通过酸洗后得到蝴,,的铜杆。六、七十年代,国外工业发达国家在电工铜杆生

  产工艺和设备制造方面,先后开发了意大利,,,,,,,,法、美国南线,,,法、德国,,,,,,,,,法、美国通用电气,,,,浸汲成型,法、芬兰奥托昆普,,,,,,,上引,法电工铜杆生产线,我国在八十年代均有引进,近几年又引进了西班牙拉法格,,,,法,火法精炼直接制杆法,,使我国电工铜杆生产技术获得了发展,促进了国内由黑铜杆向光亮铜杆生产的转化过程,使国内电线电缆的产品质量得到提高。

  连铸连轧光亮铜杆生产线生产的铜线杆具有长度大、质量稳定、性能均一、表面光亮、成品率高、短流程节能等优点,当前世界铜线杆总产量的,,,都是采用连铸连

  ,,,,年意大利康梯纽斯一普罗佩茨公司研制成世界上第一台连铸连轧机,用来生产铝线坯。七十年代后期,康梯纽斯公司在此基础上进行了改进,建造了第三套连铸连轧生产线,用来轧制铜线杆。该生产线由竖炉、保温炉、二轮铸造机,三辊,型轧机、绕杆机组成。铸坯为梯形截面、轧机机架中的三个轧辊互成,,,度配置。

  美国南方线材公司在六十年代初期,利用意大利,,,,,,,,一,型连铸连轧机试验生产铜线杆成功,在此基础上和摩根公司合作,建成了世界上第一条无酸洗铜杆连铸连轧生产线。它的铸造机采用五轮铸造机,一个铸造轮、一个张紧轮、一个压紧轮、一,,,铜线杆生产技术装备发展

  个导向轮、一个用于加长并使钢带反向,增加钢带寿命的反向轮。轧辊为二辊平立悬臂配置。目前安装在美国南方线材公司的连铸连轧铜杆生产线,铸轮直径,,,,,,,铸坯截面,,,,,,击,粗轧机,机架、轧辊直径一个,,,,,,,个,,,,,。精轧机,机架轧辊直径,,,,,。

  ,,,,年德国西马克米尔公司和美国哈茨列特公司生产的连铸连轧铜杆生产线在比利时霍博特奥费佩尔特有色冶金厂投产。铸机为哈茨列特铸机,由二条挡块链和钢带形成铜液的铸造结晶腔,该铸机生产的铸坯冷却均匀、冷却强度大,铸坯为等轴结晶,可铸大断面铸坯,最大断面达,,,,,岔。

  ,,,产量大,热效率高、能耗低。连铸连轧生产规模年产量可达,,万吨以上,竖

  连铸连轧铜线杆生产线,在国外主要有意大利康梯纽斯公司、美国南方线材公司和德国,,,,,,,公司生产。这三种铜杆生产线在设备组成、设备结构、装机水平和生产的基本工艺方面差别不大,工艺流程基本相同,均采用竖炉熔化,保温炉调温后通过中间包注入铸造机进行铸造,铸坯经铣棱、表面处理后进人连轧生产线,经多道次连续轧制成要求的铜线杆尺寸,然后铜线杆在冷却管中进行在线冷却、清洗并上蜡,最后进入卷线机实现在线卷取。

  意大利普罗佩茨连铸连轧生产线与美国南方线材公司的,,,法和德国,,,,,,,公司的,,,,,,,,法相比,存在以下不足,

  ,,,年生产能力始终徘徊在,—,,万吨之间,直到近年来才有每小时,,吨,年产

  ,,,由于采用,型轧机,铜杆在轧制过程中受力状态较好,但轧辊换辊和维修很难,需要较多的备用轧辊。

  ,,,在八十年代竞争的关键时期,普罗佩茨连铸连轧生产线在轧制过程中,由于采用三辊轧机,密封点多,冷却铜杆的乳化液会进入轧机的润滑油中,影响轧机性能和铜杆质量,使得普罗佩茨的轧机在八十年代以后除沈阳北恒外再没有进入中国铜杆加工市场,直到二十一世纪普罗佩茨公司利用火法精炼,,,,,,工艺技术,才重返中国铜杆加工市场。

  经过五十多年的实践,美国南方线材公司的,,,法和德国,,,,,,,公司的,,,,,,,,,法在国内外均使用最广、发展最快。这两种生产的基本工艺能不断改进工艺流程,稳定产品质量,最大限度降低产品的,,,,,,成本,提高成品率,并能够向大型化、规模化中国有色金属,,,,,行业技术进步产业升级大会文集,,,

  这两种生产的基本工艺的设备组成基本相同,但在铸造机和连轧机的设备结构、装机水平及自动化程度等方面存在差别。

  ,,,在产品质量方面,都能满足生产漆包线、双零线等高端电线电缆对铜杆质量发展要求,在生产所带来的成本方面,美国,,,法单位铜线杆的生产所带来的成本稍低,

  ,,,在原料的要求方面,德国,,,,,,,,生产线对原料的要求稍低,可以加少部份的

  ,,,美国,,,燃烧系统采用,,,系统,采用远端混合,火焰稳定,燃烧安静,容易调整和操作,但燃料消耗较德国,,,,,,,,生产线稍高,德国,,,,,,,,生产线采用,,,,,,,燃烧系统,根据燃气成份确定空燃比,采用烧嘴前混合,控制精度高,使用更

  ,,,德国,,,,,,,,生产线采用,,,,,,,,双钢带铸机直线铸造,较美国,,,设备铸坯冷却均匀、冷却强度大、铸造组织致密,无弯曲裂纹,氧分布更加均匀,因此其生产的铜线杆较美国,,,法具有更好的铸造组织,美国,,,法采用五轮钢带式连铸机,结构相对比较简单,维修保养方便,操作易于上手,设备造价较低。德国,,,,,,,,法采用哈兹列特挡块式连铸机,结构较为复杂,维护挺麻烦,设备造价较高,

  ,,,德国,,,,,,,,生产线金属液位控制采用,,,,自动控制系统,较美国,,,生产线采用的,,,,自动控制系统具有更稳定可靠的优点,

  ,,,德国,,,,,,,,生产线技术进步较快,燃烧系统一氧化碳控制、乳化液分级过滤及单机架变频传动均是,,,,,,,,首先采用,进一步提升降低了单位产品的生产所带来的成本,提

  ,,,德国,,,,,,,,生产线除生产低氧紫铜产品外,还可以在竖炉和保温炉之间增加工频电炉,生产无氧铜和高导铜合金导体,逐步扩大产品品种,

  浸渍成型法生产无氧铜杆的技术是美国,,,发明的,第一套浸渍成形铜杆生产设备于,,,,年在美国通用电气公司研制成功,生产出无氧铜线杆,,,,,年,,月,日提出并获准专利,专利号是,,,,,,,,日本买人该专利,在日本昭和电线电缆公司建成了

  浸渍成型法生产无氧铜杆的原理来自传统的浸渍制蜡技术,将扒皮、拉伸后的铜芯杆通过熔融的铜液时,吸收周围熔融铜的熔化潜热,铜线杆温度上升,并在其表面粘附一层凝固的铜, 引出之后利用余热进行连续轧制成杆。该生产线由加料机、熔化炉、保温炉、铸造坩埚、连轧机、扒皮机、拉伸机、冷却管和卷线机等组成。

  上。通过加热辊道预热至,,,度左右,去除水分和杂物,送人感应电炉中熔化和保温,,,, 铜线杆生产技术装备发展

  使温度控制在,,,,度左右,通过潜流流入带有高频感应器的铸造坩埚内。使用一根,,,, ,,,的种子母杆从坩埚底部穿入, 自下而上引出。 由于种子母杆吸热,使母杆温度上升,周围的铜液温度降低,从而附着和凝固在母杆上,形成蚴, ,的铸造铜杆,铸造铜杆在上升的过程中, 当温度降到,,,度左右进入轧机,轧制成,,, ,,,的园铜杆或,,,, ,,,的母杆,再经冷却管清洗冷却,将温度降至,,度左右上蜡,绕杆。每卷铜杆重约,吨。 电炉熔化及保温、坩埚铸造、轧制成形等过程都在密闭并带有微还原性气氛的保护性气体中进行。

  ,,,生产全过程在保护性气氛条件下进行,产品表面光亮,含氧量在,, ,,,以下,导电率高,机械性能好,

  ,,,由于铜线杆的形成是靠吸收种子母线周围熔融铜的潜热,从吸热和放热理论来讲, 附于种子母线上铜液重量只能是母线重量的二倍, 因此不适应大规模铜杆生产。

  浸渍成型法在八十年代后期,我国哈尔滨电缆厂和本溪铜材厂也先后进行了引进,均因工艺复杂,设备利用率低而停产。

  上引连铸法是芬兰,,,,,,,,,公司研制开发的无氧铜线杆生产的基本工艺,其生产首先是将阴极铜逐块加入熔化炉内进行熔化,并用木炭进行覆盖,熔融的铜液连续流入保温炉内,经由浸入保温炉中的上引机, 向上连续拉伸,生产出成品线杆,并在卷取机上卷取成盘。生产线由熔化炉、保温炉、上引机、卷取机等主要设备组成。该生产方法利用虹吸原理,将石墨结晶器垂直插入熔融的铜液内, 由引锭杆将铜液向上吸入结晶器,铜液在结晶器内凝固成杆。该生产方法的主要特征是,

  ,,,生产的铜线杆为铸态组织,结晶粗而疏松,深加工性能较差,拉细线时断头率高于连铸连轧铜线杆,

  ,,,单台设备的产能低,劳动生产率低,难以形成规模生产,,,,单位产品能源消耗比连铸连轧高。

  西班牙拉法格的,,,,废杂铜精炼工艺, 即“火法精炼高导电铜”生产的基本工艺,是西班亚,,,,,,,,,,,,,,,公司的一项废杂铜熔炼、连铸、连轧技术。意大利康特纽斯一普罗佩茨,,,,,,,,,,—,,,,,,,,,公司,是一家从事铝和铜加工设施设计和制造的专业生产厂商,他们生产的铝杆连铸连轧机在国际上处于领先。 ,,,,年西班牙拉法格一拉康巴公司与意大利制造商康梯纽斯一普洛佩兹公司合资经营,开始向全世界销售用再生废杂铜为原料进行连铸连轧生产火法精炼低氧光亮铜杆的工艺技术和设备。利用它们的技术和设备,使用废杂铜生产的铜杆质量可达到,,,,,,,,,,,,,,,,,,标准,含铜量大于,,, ,,,,导电率大于,,,, ,,,,,,,最高可到,,,, ,,,,,,。 目前在世界上使

  意大利普罗佩兹,,,,,,,,,—,,,,,,,,,和西班牙拉法格,,,,,,,,,公司联合开发的废杂铜火法精炼,,,,直接生产铜线杆的工艺技术,原料是废杂铜中含铜量较高的紫杂铜,主要生产设备是一套,,,,,,,熔炼炉组和一套连铸连轧机组。该工艺技术生产

  该生产的基本工艺主要是通过计算机辅助设计确定精炼工艺参数,选择特种添加剂及用量。它的精髓和核心是调整杂质成分和含氧量,而不是最大限度的去除杂质。他们利用计算机辅助设计,对废杂铜中主要的,,种杂质元素进行了分析研究,通过对各种元素长期的研究和实验,找到各种元素相互化合后形成的微化合物铜合金,不影响铜杆的导电性和机械性能。这样,使火法精炼,,,,生产的铜杆中铜含量大于,,, ,,,,杂

  质含量小于,,,,,,时,导电率大于,,,, ,,,,,,。因此说他们的主要技术是化学精炼而不光是深度氧化还原。

  ,,,—,,,,组合炉是由,台竖炉、 ,台倾动炉和,台保温炉组成。竖炉由加料装置和,台特殊的改进型竖炉组成,可连续加料和熔融铜废料和电铜,两台倾动炉,主要起氧化还原和精炼作用,它的生产和工艺过程和上述倾动炉生产工艺类似。根据熔化和精炼周期二台炉子交替向倾动式保温炉提供合格铜液。倾动式保温炉,主要起平

  衡铜液的作用,保证连续的给连铸连轧机提供铜液, 同时能精确控制液态金属铜的流量和温度。因此, ,,,—,,,,组合炉生产工艺流程是,竖炉一倾动式精炼炉一倾动

  ,,,,年, 国内第一条自主开发制造的连铸连轧生产线在上海冶炼厂投产。此后。国内自主开发设计投产了近百条电工铜杆连铸连轧生产线。经过,,余年的发展与完,,, 铜线杆生产技术装备发展

  善,不断吸取借鉴意大利,,,,,,,,、美国,,,和德国,,,,,,,,铜杆连铸连轧生产线设备的优点, 国内一批连铸连轧生产线设备开发制造企业如,湖南湘潭汇智科技,上海力生电工,、上海莘桥机电,安徽合肥神马,、江苏常州东能、 四川德阳东方电工等也同步成长起来。

  目前, 国内自主开发制造的电工铜杆连铸连轧设备, 已出口到韩国、马来西亚、巴基斯坦、伊朗、印尼、越南、美国等国。 国内制造的连铸连轧生产线设备在功能方面已和国外设备基本类似,在某些细节处理方面也有所创新,如废铸坯箱通过轨道变位,有利于废铸坯运输,对安装在正负零平面上的连铸连轧线,采用捞锭机从轧机下面提升废铜坯,铣削铸坯的倒角直接进废料箱,再用吊车在平台上直接吊运,增加铜杆吹干工位,确保低温干燥铜杆不会发黑,特别是在竖炉首次开炉时采用废铜杆垫底,然后加阴极铜的措施,解决了外国人也很难解决的,竖炉首次开炉时,加料困难的难题。

  四川德阳东方电工是国内最早全套引进消化意大利,,,,,,,连铸连轧生产线的厂家,它的铸机是轮式连铸机,精轧机是三辊轧机,开始是用在铝杆的连铸连轧的生产上。 目前四川德阳东方电工已转化为四川东电电工、 四川博创电工、 四川振兴电工、四川伊东兴机电、 四川宏广电工等多个民营股份制企业, 因此技术力量有所分散、价格竞争激烈。在国内采用意大利,,,,,,,工艺, 以三辊轧机为精轧机的生产厂商还有四川蜀虹机械、江苏徐州东电。

  四川东电电工是目前出口连铸连轧生产线较多的厂家,它的技术参数和意大利,,,,,,,,生产线基本一致。设备型号为, ,,,,一,,,,,,,,, ,,。竖炉喷嘴,,丰,,,,一排,个,二排,个,用于安全控制的关断阀、空燃比控制的比例阀和混合器由美国费萨尔进口。铸轮直径,,,,,,,,铸坯截面,,,,珊,。铸轮液位通过上浇包,进行人工控制。轧机采用地面式布置,粗轧二道次为平立辊,精轧十道次为,型轧机,轧辊名义直径西,,,,,,电控系统采用西门子直流电机全数字调速和施耐德交流变频调速二种方式来进行控制。轧机的油润滑系统和轧机的乳化液冷却系统均为二套,互为备用。三辊轧机密封件多,乳化液和润滑油容易混淆,一定要采用备用的预防的方法。整条生产线的生产能力为每小时,,一,,吨。 目前, 四川另一设备制造厂,博创电工在湖北宜兴新上了一条,,,,一,,,,,,,,, ,,,,,, ,,铜杆生产线,它和东电电工生产线技术参数基本类似,但他的铸轮直径为,,,,,,,,铸坯截面为,,,,,,,,。二个粗轧机轧辊直径增大到,,,,,,它是国内第一条采用轧辊单独传动的国内铜杆连铸连轧生产线。

  湖南湘潭汇智科技,,,,年在江苏宜兴林峰电工机械厂生产了国内第一台二辊连铸连轧机,除了铸机是采用美国,,,五轮式连铸机、熔化采用固定式反射炉以外,其余均按湘潭电缆厂,,年从德国引进的连铸连轧生产线进行消化移植。 ,,,,年他们在湖北

  黄石又制造了国内第一条架空操作的连铸连轧生产线。 目前,他们和上海浦东力生电中国有色金属】 , ,,,

  工机械厂合作,生产的连铸连轧生产线主要型号为, ,,,一,,,,一,,,, ,,,,,, ,。但有二种规格, ,型和,型,,型产量,,—,,,, ,,铸机直径,,,,,,,铸坯截面,,,,一,轧机,,道次,前,道次轧辊直径,,,,,,后,道次轧辊直径,,,,,,轧机功率,,,千瓦,转速,,,,,,,,,, ,型生产线产量,,—,,,, ,,表面看起来只改了二个主要数据,一是将铸轮直径增大到,,,,,,,转速不变, 由于铸轮的直径加大,铸坯的浇注速度加快,生产能力增大,二是将轧机转速调整到,,,,,,,,,传动扭矩加大,轧机的受力发生

  很大变化,传动系统有很大的改动。 目前,它是国内铸坯截面最大,设备能力最大的制造厂家。铸坯截面大,变形量也大,铜杆的质量也就更好。

  上海莘桥机电设备公司和常州东能设备公司、合肥神马集团合作, ,,,,年在江苏张家港中兴铜业公司制造了国内第一条竖炉熔炼,消化美国,,,生产技术的二辊连铸

  连轧生产线。随后他们在天津华北集团电缆厂一次就上了四条类似的连铸连轧生产线,

  但熔化是采用固定式反射炉, 目前有一条线已由常州东能设备公司在,,,,年改为竖炉熔化。最近上海莘桥机电设备公司在广东中山天乙新上了一条连铸连轧生产线,型号

  江苏常州东能成套设备公司,,,,年在江苏张家港中兴铜业开发了国内第一台竖炉

  和竖炉燃烧系统, 目前是国内最早也是技术最先进的竖炉和燃烧系统生产厂商。 国内无论是湖南湘潭汇智科技、上海莘桥机电设备公司、还是四川博创电工等厂家都是配江苏常州东能成套设备公司的竖炉燃烧系统。他们生产的用于空气和燃气比例阀、切断阀已经用在国内的竖炉燃烧系统上。他们在竖炉制造和燃烧系统方面有所创新,如,

  ,,,利用鼓风机升温的热风提升燃气的温度,使燃气和空气温度一致,便于准确调整竖炉空燃比。

  二十一世纪初我国自行开发制造的铜杆连铸连轧生产线,吸取了意大,,,,,,,,生产线、美国,,,生产线和德国,,,,,,,,生产线的特点,生产的基本工艺和设备组成和国外设备类似。 目前通过十多年的努力, 国产连铸连轧生产线,实现了轧机易于调整与操作,液压系统稳定可靠、操作简单便捷,整条生产线采用可编程序控制器,,,,,控制,并采用西门子,,,,,,,,,全数字直流调速,使整条线自动化水平接近国外同类设备的水平,升降台收线方式和压紧打包系统的采用,使最终产品质量得到提高。 国内连铸连轧生产线过去大部分是采用固定式反射炉, 以废电线电缆为原料,直接生产用于民用建筑为主的低氧铜杆。近几年,开始采用电解铜为原料,采用竖炉熔化,铜杆产品质量得到进一步提升。但是,和国外设备相比,整条生产线的控制水平还有差距,故障率较高,成品率较低, 以废铜线为原材料的反射炉难以形成微还原气氛,反射炉的铜水的,,, 铜线杆生产技术装备发展

  氧含量主要靠经验来控制,浇铸过程中的液位控制也需手动操作,特别是铸坯截面比较小,整条生产线的轧制速度上不去,生产能力始终在年产,万吨左右。 国内连铸连轧设备和国外生产线相比,还有差距。主要有,

  ,,,国产连铸连轧生产线轧机制造精度较低、可靠性差。较国外的轧机分粗、 中、精三组,变频电机单独传动仍有差距,

  ,,,国产连铸连轧生产线缺少完备的辅助系统,如缺少对乳化液的分组真空过滤系统,高压除磷系统。

  通过二十多年在铜杆连铸连轧生产线设备制造上的集成创新,我国已经掌握了铜杆连铸连轧生产线设备制造技术,控制技术。生产线的关键设备,如竖炉燃烧系统的喷嘴、 比例阀、切断阀,铸机的结晶轮、钢带,轧机的轧辊、传动系统,绕杆机的象鼻管、储线器国内都能制造。生产线的控制管理系统、浇铸机液位的控制管理系统、竖炉氧含量的控制管理系统也在开发。

  只要国内企业愿意用引进国外设备一半的价格, 国内设计制造的铜杆连铸连轧生产线也能达到国外的水平。

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