熔化的电解铜经过热轧或冷轧而制成的铜杆材。热加工在金属学中,把高于金属再结晶温度的加工叫热加工。热加工可分为金属铸造、热轧、锻造、焊接和金属热处理等工艺。有时也将热切割、热喷涂等工艺包括在内。热加工能使金属零件在成形的同时改善它的组织,或者使已成形的零件改变结晶状态以改善零件的机械性能。铸造、焊接是将金属熔化再凝固成型。铜杆的价格由当天的铜价来换算为主。
·铜杆的用途
铜杆是电线电缆生产的主要原材料,同时铜杆也是挤压铜排和挤压铜扁线的原材料。
·传统铜杆加工工艺
传统制造电线电缆用铜杆是由品位在99.95%及以上的电解铜铸成韧点铜(ETP铜)线锭,再经热轧而成。
传统韧点铜线锭生产工艺
工艺过程:反射炉熔化一氧化扒渣一插木还原一铸锭。
① 熔化
在反射炉中进行,炉料除电解铜外可掺入少量废线。装炉容量10~300t。燃料为:煤气、天然气或燃油。熔炼及浇注周期如 50t 炉,约 17h。
② 氧化扒渣
炉料熔化后,将压缩空气吹入铜液进行氧化。通过吹气氧化,铜液中的硫及微量的砷和锑等杂质成为挥发性氧化气体,被炉气带走;其它杂质的氧化物和一定量的氧化亚铜(Cu0)成为渣,浮在铜液表面而被扒出炉外。在整个氧化过程中,渣被陆续扒出去,直至铜液面不再浮起稠渣而形成一层Cu0 液层为止。此时可认为氧化完毕。
氧化完毕,取铜样观察不再有由析出二氧化硫而生成的小气泡,铜样呈脆性,击断断面呈砖红色,结晶粗松无光泽。此时,熔解在铜液中的氧化铜(Cu0)达6%~10%。
在氧化过程中,铜液熔解Cu0的数量与温度有关,温度越高则熔解越多,故氧化时温度不宜过高,一般控制在1070 ~ 1090℃。
⑧ 插木还原
把铜液池中的残渣扒净,用干木炭覆盖铜液面,在铜液中插入新鲜的青木杆,进行插木还原。
青木杆在铜液池的高温下干馏,放出比H2O、CO2、H2及其它碳水化合物等气体,强烈搅动铜液。这种还原气体逐步将氧化铜(Cu20)还原成金属铜。另外,插木还原还能将铜液中的氧去除,使韧点铜(ETP)变成无氧铜(HCOF)。
在还原进行中,不断取样观察,当还原足够时,铜样很难击断,新口呈玫瑰红色,结晶细密,发射状晶体面上有丝质光泽。铜在此时达到韧点,故称韧点铜。
韧点铜含氧量约为300~500ppm。
在插木还原时,要保持适当的低温,以缩短还原时间。插木还原过头时,由于铜液中熔解了过量的还原性气体H2及C0,在凝固时大量析出,致使浇注出的铜线锭除导电率下降、性质变脆外,还含大量气孔,甚至线锭表面会变成“开花馒头”一样,难以使用。