水平連鑄大截面紫銅空心

1、水平連鑄大截面紫銅空心、實心錠的開發(fā)生產(chǎn)實踐劉才富﹙江蘇金奕達銅業(yè)股份有限公司，江蘇蘇州215143﹚摘要；在銅管生產(chǎn)當中，大口徑和厚壁管材的坯料供應(yīng)，國內(nèi)基本上都是采用半連鑄生產(chǎn)的大截面銅錠，控制銅錠質(zhì)量、生產(chǎn)效率和加工成本，對企業(yè)來說至關(guān)重要。從生產(chǎn)方式來說；如果選用水平連鑄生產(chǎn)，各項效果都應(yīng)明顯優(yōu)于半連鑄。目前；水平連鑄￠150mm以上大截面銅錠，只有少數(shù)企業(yè)開發(fā)生產(chǎn)成功。筆者認為，今后；水平連鑄取代半連鑄供坯將是銅加工行業(yè)發(fā)展的

2、必然趨勢，本文就水平連鑄生產(chǎn)￠150mm以上的大截面銅錠的成功實踐進行總結(jié)介紹。關(guān)鍵詞；大截面；空心錠；實心錠；水平連鑄；半連鑄；1；前言1.1水平連續(xù)鑄造小截面鑄錠，在國內(nèi)發(fā)展很快，尤其近10年來，隨著國內(nèi)對銅管材的需求量和出口量的急劇上升，迎來了水平連鑄的高速發(fā)展期。同時；對大口徑和厚壁管材需求量也急劇上升，而且對產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越高，競爭也越來越激烈。生產(chǎn)效率和成本控制，尤其顯得突出，因此；水平連鑄的優(yōu)點逐漸明顯，生產(chǎn)技術(shù)也有了新

3、的突破。目前國內(nèi)銅管材產(chǎn)量約占銅加工材總量的20～25％，其中壁厚在10毫米以下及中細外徑的銅管，生產(chǎn)工藝技術(shù)已經(jīng)很成熟，生產(chǎn)技術(shù)裝備也很先進，生產(chǎn)工藝流程基本都是鑄—軋—拉方法。但是大口徑和厚壁管﹙外徑≥150350mm、壁厚在10～30mm﹚的生產(chǎn)，目前還僅僅局限于幾家企業(yè)，如中鋁洛銅、浙江海亮、江蘇包羅，浙江金鷹等，生產(chǎn)方式為鑄—擠﹙斜軋穿孔、冷軋﹚拉伸﹙擴孔﹚，使用的坯錠基本都是采取半連續(xù)鑄造大截面銅錠。1.2筆者當時在包羅銅材

4、公司時，大口徑和厚壁管生產(chǎn)也是采取半連鑄鑄錠。半連續(xù)鑄造的缺點是；單位生產(chǎn)電耗高，成材率低，工人勞動強度大，質(zhì)量不好控制，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)銅錠鋸開有氣孔。生產(chǎn)TP2鑄錠時，鑄造工藝稍把握不好的話，就會出現(xiàn)鑄錠中心裂紋，造成后續(xù)加工報廢，而且容易發(fā)生安全事故，對操作工人技術(shù)掌握要求高。為此；筆者在2006年6月向公司建議開發(fā)水平連鑄生產(chǎn)￠150mm以上的大截面銅錠，方案前提條件是；一爐多規(guī)格生產(chǎn)，從￠160￠200mm，既能生產(chǎn)實心又能夠生產(chǎn)空心

5、銅錠，生產(chǎn)牌號為TAg、T2、TP2。既然開發(fā)生產(chǎn)，首先要解決的是設(shè)備，然后確定工藝，最終到生產(chǎn)，形成一套合理完整的工藝和操作規(guī)程。1.3從提案到設(shè)備制作安裝完成，前后花了3個月時間，9月份正式筑爐試產(chǎn)，由于進行了周密的工藝設(shè)計，試產(chǎn)十分順利，從￠160mm、￠185mm、￠200mm的實心錠到￠16060和￠20075的空心管坯先后成功生產(chǎn)，結(jié)果表明使用水平連鑄坯錠加工的銅管質(zhì)量和各方面指標明顯優(yōu)于半連鑄坯錠，而且鑄錠的成材率和成品銅

6、管的加工成材率各提高了68％。鑄坯生產(chǎn)用電單耗也比原來降低了將近100KWH。車間的生產(chǎn)環(huán)境和員工的勞動強度有了明顯改善，生產(chǎn)TP2￠200銅錠時，也沒有出現(xiàn)中心裂紋現(xiàn)象。11月份公司將2臺紫銅半連鑄爐全部拆除。2007年我們又相繼開發(fā)生產(chǎn)成功大截面黃銅和青銅坯錠，同年5月公司將另外2臺銅合金半連鑄爐拆除。從此；由于潛流式組合爐是連續(xù)生產(chǎn)，在生產(chǎn)時；熔化爐不停的熔化和不停的加料，溫度可以不計。保溫爐采取銅的熔點溫度加50—100℃為拉鑄

7、溫度。在拉鑄空心坯錠時溫度可以提高至1180—1200℃。待引錠頭拉出結(jié)晶器后，迅速降至1150℃，設(shè)定為10℃，可以實行自動控溫，在生產(chǎn)時保持結(jié)晶溫度的穩(wěn)定性。3.2拉鑄速度在業(yè)內(nèi)很多人會認為水平連鑄坯錠的晶粒度會不如半連鑄生產(chǎn)的晶粒度，通過生產(chǎn)相同規(guī)格￠200鑄錠的晶粒對比，實際不然；半連鑄銅錠是統(tǒng)一的柱狀晶，但是晶粒相當粗大，經(jīng)常出現(xiàn)微小的氣孔存在于晶粒當中，生產(chǎn)TP2鑄錠時，會出現(xiàn)中心裂紋。而水平連鑄銅錠的晶粒有60％的細小等軸

8、晶，還有40％是稍微粗大枝狀晶粒，但是都比半連鑄銅錠的晶粒小。半連鑄紫銅￠185鑄錠內(nèi)部組織圖片水平連鑄紫銅￠16050組織圖片水平連鑄紫銅￠185鑄錠內(nèi)部組織圖片如何取得細小的晶粒，這和拉鑄速度有直接關(guān)系，確定拉鑄速度既要保證生產(chǎn)安全，又要盡可能的提高生產(chǎn)效率，還要兼顧鑄錠的內(nèi)部質(zhì)量。銅液進入結(jié)晶器后形成3個區(qū)域；液相區(qū)、凝固區(qū)、固相區(qū)，拉鑄時形成液穴，液穴長度與拉鑄速度成正比，要取得好的內(nèi)部和表面質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)不同規(guī)格選擇不同的速度，

9、以￠160mm為例；每分鐘拉鑄速度為100mm—140mm最佳。但是；〝拉—?！栓暤念l率和節(jié)奏配合必須得當，合理的工藝參數(shù)，能夠有效的避免表面裂紋，還能夠提高石墨模具的使用壽命。3.3冷卻強度冷卻強度取決于冷卻水的流量和壓力，一次冷卻水是使銅錠成形，并且形成凝殼，抵抗爐內(nèi)銅液的靜壓力，使鑄錠與石墨結(jié)晶器摩擦時不產(chǎn)生變形和開裂。二次冷卻水主要是保證鑄錠出結(jié)晶器口的余熱能夠快速的導(dǎo)出，通過鑄錠本身的軸向傳導(dǎo)，對一次冷卻進行強化，最終使銅液

10、完全由液態(tài)轉(zhuǎn)化為固態(tài)形成鑄坯。在生產(chǎn)控制當中；一般一次冷卻弱于二次冷卻，對鑄坯的質(zhì)量有好處。尤其加強二次冷卻是保證能夠順利、安全的鑄造大截面銅錠成功的關(guān)鍵，根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)實踐，鑄造￠200mm銅錠時，冷卻水壓力在0.3—0.4Mpa為最佳。4；水平連鑄大截面鑄坯常見問題及解決水平連鑄大截面銅鑄錠一般會遇到裂紋、夾雜、內(nèi)部氣孔、皮下氣孔、彎曲、表面溝槽等問題，基本上和半連鑄生產(chǎn)一樣，半連鑄生產(chǎn)碰到的問題，水平連鑄也會遇到，但是；水平連鑄比半