中国铜加工业的技术装备现状及展望_

第

25

卷　第

3

期

2004

年

9

月

上海有色金属

SHANGHAINONFERROUSMETALS

Vol

1

25

No

1

3

Sept.2004

文章编号

:1005-2046(2004)03-0119-09

中国铜加工业的技术装备现状及展望

(

Ⅰ

)

王碧文

(

中国有色金属加工工业协会

,

北京

100038

)

摘　要

:

介绍了中国铜及铜合金板带材生产、管棒型材生产及线材生产的技术装备现状

,

并

对铜加工技术装备的发展方向作了探讨。

关键词

:

铜及铜合金

;

加工技术

;

装备

;

展望

+

中图分类号

:TG146

1

1

1

　　　文献标识码

:A

2003

年中国的铜加工材产量再一次创历史

新高

,

达到

329

1

67

万吨

,

同比增长

31

1

24%,

仅

次于美国

,

居世界第二位

(

见表

1

)

。特别是铜

管出口量大于进口

,

出口量比

2002

年翻了一番

(

见表

2

)

。中国铜加工业迅速成为世界强国

,

不

断推进技术进步是极为重要的因素之一。

表

1

　中国铜加工材表观消费量

名　　称

全年产量

全年进口量

全年出口量

全年消费量

2002

年

251

1

2

91

1

8

17

1

2

325

1

8

2003

年

329

1

67

105

1

6

23

1

3

411

1

9

(

万吨

)

1

　概　述

铜及铜合金产品生产技术主要是指合金的熔

炼、铸锭、板带、管棒和线材的加工生产技术。

随着科学技术的进步

,

铜及铜合金产品生产已高

度现代化和自动化

,

成为现代大工业生产的重要

组成部分。

铜加工技术正沿着高效、节能、环保、自动

化、连续化方向迅速发展

,

与之相适应的现代加

工装备和在线质量检测技术也有很大发展。

1

1

1

　传统的三段式铜及铜合金生产方式正在被

增长

/%

31

1

24

15

1

03

35

1

46

26

1

43

表

2

　中国铜加工材国际贸易情况

名　　称

铜及铜合金板带进口

铜及铜合金板带出口

铜及铜合金管材进口

铜及铜合金管材出口

铜及铜合金棒型材进口

铜及铜合金棒型材出口

铜及铜合金线材进口

铜及铜合金线材出口

铜及铜合金箔材进口

铜及铜合金箔材出口

2002

年

20

1

19

2

1

68

3

1

47

2

1

61

10

1

57

0

1

69

38

1

59

1

1

15

18

1

42

8

1

74

2003

年

23

1

7

3

1

08

3

1

18

5

1

3

10

1

51

0

1

7

42

1

98

1

1

53

24

1

5

10

1

9

(

万吨

)

增长

/%

17

1

38

14

1

92

-8

1

36

103

1

06

-0

1

57

1

1

45

12

1

15

33

1

04

33

1

01

24

1

71

打破

,

生产工艺流程缩短

,

为节能和提高生产效

率提供了广阔的发展空间。经典的铜加工分为合

金熔炼与铸造、热加工、冷加工三段式。目前热

加工工序正不断地被压缩和取代

,

卧式水平连铸

卷坯—高精冷轧铜带

;

上引连铸管坯—拉伸

;

水

平连铸管坯—行星轧制—盘拉

;

水平连铸线坯—

高精拉伸

;

上引连铸线坯—高精拉伸等方法已被

普遍采用

,

并成为空调管、内螺纹管、合金线材

和锡青铜带材等产品的主要生产方法。对我国铜

加工节能、降低生产成本和节省项目投资起到重

要作用。

1

1

2

　光亮铜线杆连铸连轧技术和机列是铜加工

材连续化生产的最成功范例

,

已成为线坯生产的

主导方法

,

取代了坯锭铸造、横列式热轧

(

黑

收稿日期

:2004

2

06

2

22

作者简介

:

王碧文

(

1940

～

)

,

男

,

教授级高级工程师

,

主要从事有色金属材料及压力加工。

120

上　海　有　色　金　属第

25

卷

杆

)

的高能耗、高铜耗、低质量、污染环境的陈

旧工艺和装备。我国光亮铜杆生产技术包括

:

轮

式连铸、履带式连铸和上引连铸等

;

合金熔炼有

感应熔炼、竖炉熔炼和反射炉熔炼等

,

满足了不

同生产的需求。

1

1

3

　高精板带材带式生产取代了块式生产

,

对

产品质量、生产效率的提高和环境改善取得显著

效果。高精板带卷式生产的典型工艺流程是

:

大

铸锭热轧获得卷坯

(

或水平连铸卷坯

)

—双面高

精铣屑—高精冷中轧—保护性气体罩式炉退火—

高精成品预精轧—展开式保护气体退火—高精成

品轧制—展开式保护气体退火—板材横剪、带材

纵剪。带式法取代块式法

,

是一种革命性的变

革

,

实现了铜板带生产的自动化、现代化

,

达到

了高效、节能、节材、环保生产等目的。特别是

卷坯的表面铣屑和保护性气体退火

,

不但提高了

产品质量

,

而且使长期存在的以消除氧化皮为目

的的酸洗工序得以取消

,

从而大大改善了环境。

1

1

4

　管材卷式生产已成为我国一项代表性的先

进技术

,

其中空调器用盘管和高效散热内螺纹铜

管生产技术已走在世界前列。我国铜盘管生产技

术的特点是管坯生产方式多样化

:

大锭热挤—高

速轧管法

;

水平连铸—行星轧制法

;

上铸法

(

又

称上引法

)

。这三种方法已完全产业化

,

适应不

同的产品品种、投资和生产规模

,

推动了铜管生

产的技术进步。

1

1

5

　铜加工材生产过程中重要工艺参数和产品

质量的在线检查技术迅速发展

,

使铜加工材的尺

寸精度、表面和内在质量水平显著提高。

表

3

　工频有芯感应电炉技术性能

名　　称

容量

/kg

炉膛尺寸

/mm

直径

长度

熔炼炉

3000

～

5000

950

2450

750

3

1200

300

31

1

5

混合炉

5000

1000

2600

500

3

1200

300

33

额定功率

/kW

相数

工作温度

/

℃

冷却水压力

/kPa

总重

(

带金属

)

/t

起熔体质量

/kg

功率因数　

额定电压

/V

频率

/Hz

单位电耗

/kW

・

h

・

t

-1

冷却水耗量

/t

・

h

-1

～

3000

0

1

66

0

1

95

500

50

200

1

1

5

～

3000

0

1

75

0

1

98

350

60

37

1

1

0

补偿前

补偿后

　　无芯感应电炉有工频、中频和高频之分

,

特

点是结构简单

,

炉体为坩锅式

,

依靠感应线圈产

生电磁感应

,

使金属熔化

,

其炉温高

,

熔化速度

快

,

适应小批量、多品种生产。缺点是金属搅拌

强烈

,

电耗比有芯炉高

,

多用于青铜和白铜生

产

,

常用炉型的性能见表

4

。

表

4

　工频无芯感应熔铜炉技术性能

项　　目

0

1

75t

熔铜炉

1

1

5t

熔铜炉

3t

熔铜炉

3000

1750

1200

～

1400

620

500

50

3

0

1

35

4520

0

1

2

～

0

1

4

炉　　型

额定容量

/kg

生产率

/kg

・

h

-1

工作温度

/

℃

功率

/kW

额定电压

/V

频率

/Hz

相数

单位耗电量

/kW

・

h

・

kg

-1

补偿电容器容量

/kF

冷却水压力

/MPa

耗水量

/m

h

坩埚尺寸

/mm

　内径

　壁厚

　高度

坩埚液面设计高度

/mm

3-1

750

500

1200

～

1400

215

380

50

3

0

1

407

1580

0

1

15

～

0

1

20

1500

1100

1200

～

1400

420

380

50

3

0

1

38

3000

0

1

2

～

0

1

3

2

　铜及铜合金熔炼与铸锭

电感应熔炼是制备铜及铜合金的主要方法之

一。低频有铁芯感应电炉

,

主要用于紫铜和黄铜

生产。由于它具有高的熔化效率、良好的密封

性

,

也可用于无氧铜的生产。大型工频有芯感应

熔炼炉由两部分组成

,

一个电炉用于熔化金属

,

通过流槽转送金属液体至保温炉进行铸造。这种

结构具有很高的生产效率

,

电炉的容量向大吨位

方向发展

,

容量

5000

公斤的感应电炉的性能列

于表

3

。小型工频有芯电炉可带有浇注炉头。为

减少金属熔体气体含量和减少氧化损失

,

开始应

用氮气保护熔炼技术。

～

4

1

5

430

80

915

630

～

8

580

100

1190

710

～

10

730

118

1430

1150

　　含易氧化元素的铜合金熔炼多使用真空感应

电炉

,

如高强高导铜铬锆合金等。目前容量最大

的真空感应电炉为

3

吨。常用真空感应电炉性能

列于表

5

。

第

3

期

)

王碧文

:

中国铜加工业的技术装备现状及展望

(

Ⅰ

121

表

5

　真空感应电炉技术性能

参　　数

容量

/kg

最高工作温度

/

℃

极限真空度

/Pa

压升率

/Pa

・

h

-1

额定中频功率

/kW

额定中频频率

/Hz

中频电压

/V

冷却水耗量

/m

3

h

-1

冷却水压力

/MPa

外形尺寸

/m

(

长×宽×高

)

ZG

2

0

1

5

500

1600

1

×

10

6

1

5

500

1000

700

40

0

1

3

12

1

5

×

8

1

0

×

6

1

0

-1

ZG

2

1

1000

1600

1

×

10

6

1

5

800

500

700

60

0

1

3

16

×

12

×

7

1

6

-1

ZG

2

1

1

5

1500

160

1

×

10

-1

6

1

5

1000

<500

700

80

0

1

3

水平连铸机列包括熔炼炉、保温炉和引锭装置

等。水平连铸机列的关键部件是结晶器

,

多使用

石墨内衬

,

管材铸造时应设置专门构造的石墨芯

子。铜质水冷套如改为加热线圈

,

铜的结晶主要

依靠纵向传热

,

即为

OCC

法

,

便可生产单晶铜。

水平连铸带坯技术在合金板带生产中发挥了

重要作用。目前难于热变形的锡磷青铜带材生产

基本使用水平连铸卷坯。水平连铸带卷机列

,

包

括熔炼炉、保温炉、校直机、双面铣削和卷取

机。为避免铣削漏铣

,

也可采用线外铣形式。常

用水平连铸带坯机列有带宽

320mm

、

450mm

、

650mm

和

970mm

多种

(

见表

6

)

。法国格里赛公

司在机列中于铸坯铣面后增加横向滚压装置

,

以

实现表面微小变形

,

在此之后铸坯直接进入在线

均匀化退火炉

,

经均匀化处理后的卷坯可直接送

去冷轧

,

省去了专门的均匀化处理工序

,

使生产

工艺流程大为缩短。

　　竖炉熔铜是一种快速熔铜技术

,

具有占地

少、操作方便、设备简单、使用天然气能源等突

出优点。主要用于为保温炉供给铜液

,

保证熔炼

与铸锭生产的连续性。

目前水平连续铸造技术已广泛用于铜及铜合

金铸锭、棒坯、线坯、管坯和异型坯料的生产。

表

6

　三种引进的铜带坯水平连铸机组主要性能比较

主要性能

2

2

440mm

机组

2

2

450mm

机组

4

570

～

600

瑞士

Wertli

公司

德国

Technica

2

Guss

公司

1

2

650mm

机组

2

1

3

400

0

1

63

1

1

5

0

1

75

奥地利

Metathem

公司

2

2

450mm

机组

2

1

0

±

5%

450

熔炼炉有效容量

/t

功率

/kW

自然功率因数

保温炉有效容量

/t

功率

/kW

自然功率因数

位置

生产能力

t/h

牵引机　牵引力

/kN

牵引速度

/mm

・

s

操作程序

牵引方式

驱动方式

铣面机　铣面深度

/mm

刀片

剪切机　剪切力

/kN

剪型

卷取机　型式

卷的质量

/t

内径

/mm

外径

/mm

带坯规格

/mm

-1

2

1

5

480

0

1

41

～

0

1

43

2

1

0

200

0

1

5

补偿到

0

1

95

～

1

1

0

4

2

1

0

2

1

0

1

1

1

～

1

1

2

可调

0

1

8

～

1

1

0

60

0

～

50

20

个程序

可调

0

1

8

26

0

～

120

10

个程序

,20

条曲线

不可调

1

～

1

1

3

50

1

1

5

～

70

20

个程序

2

台伺服电机

0

1

1

～

0

1

5

往复式液压夹钳

电液脉冲马达

0

1

1

～

1

1

00

1

2

～

1

1

0

液压夹紧辊

直流伺服电机

0

1

1

～

2

1

0

不重磨或重磨

530

可重磨

490

不重磨

4600

重磨

2000

倾斜剪切

卷筒式

3

600

1200

15

×

325

15

×

440

(

双带

)

三辊

4

700

～

900

1750

16

×

450

16

×

380

(

双带

)

冲剪成凸型

无芯三辊卷取

4

1

5

600

1250

15

1

5

×

650

(

单带

)

倾斜剪切

三辊卷取

6

700

～

1200

1800

16

×

430

16

×

330

(

双带

)

122

上　海　有　色　金　属第

25

卷

　　线坯上引技术始于上世纪

60

年代

,

首先在

芬兰奥特昆布公司

(OUTOKURPU)

出现。目前

多线上引铜线杆、铜管、铜异型材和合金线杆等

已普遍应用。上引技术和装备具有投资少的突出

特点

,

被广大中小铜加工企业所采用。

铜线坯连铸轧是铜及其合金加工技术的重大

进步

,

广泛应用的有美国南线法

(SCR),

线坯铸

造为轮式法和康特罗德法

(COTROD),

铸造机为

哈兹列特铸造机。常用铜线坯连铸轧机性能列于

表

7

及表

8

。

COTROD

法机列不仅可以生产光亮

铜线杆

(

<

6mm

～<

8mm),

稍加改造后可以生产带

坯

,

又称为

CONAS

机列

,

包括竖炉、感应加热

保温炉、哈兹列特铸造机、热轧机、冷却酸洗机

列、冷轧机和两个带材卷取机。

CONAS/

CONTIRO

结合机列可以生产

1

1

8mm

×

130mm

带

坯

,

产能可达

7t/h

～

20t/h

。

表

7

　南方线材公司的线坯连铸机型号及其特性

特　　性

铸坯断面

/mm

2

生产能力

/t

・

h

-1

熔炼炉能力

/t

・

h

-1

保温炉容量

/t

铸轮直径

/mm

机架数×轧辊直径

/mm

年产量

/10kt

・

a

-1

二班

,

效率

20%

三班

,

效率

70%

铸机

1300

型

1355

6

1

5

6

1

5

5

1676

9

×

203

2000

型

2030

11

1

5

15

9

1676

1

×

254

9

×

203

2300

型

2330

19

20

13

1

5

2438

1

×

304

10

×

203

3600

型

3650

27

1

5

30

13

1

5

2438

2

×

304

10

×

203

5700

型

5700

41

45

25

3048

1

×

457

2

×

304

10

×

203

13

1

1

18

1

4

6800

型

6800

45

60

25

3048

1

×

457

4

×

304

8

×

203

14

1

4

20

3

1

7

5

1

2

6

1

0

8

1

5

8

1

8

12

1

4

1

1

6

2

1

0

五轮型五轮型五轮型五轮型五轮型五轮型

表

8

Contirod

法主要机型特性

特　　性

铸坯断面

/mm

2

生产能力

/t

・

h

-1

年生产能力

/10kt

・

a

-1

二班

三班

机架×辊径

/mm

成品杆尺寸

/mm

扁线宽度

/mm

铸机

8C10

2100

6

～

8

2

1

3

3

1

5

3

×

360

6

×

220

12C10

2750

10

～

12

3

1

4

5

1

1

4

×

360

6

×

220

12C10L

2750

12

～

14

4

1

0

6

1

0

4

×

360

6

×

220

14C11

2750

13

～

15

4

1

2

6

1

3

2

×

380

2

×

340

6

×

195

8

～

20

180

20

1

112

型

25C12

4500

20

～

25

6

1

6

10

3

×

380

2

×

340

6

×

195

8

～

22

180

20

1

112

型

W133413

5400

30

～

35

9

1

6

14

1

5

2

×

380

4

×

340

6

×

195

8

～

22

180

20

1

146

型

W1435C13

7800

40

～

50

9

1

6

20

3

×

480

4

×

340

6

×

195

8

～

22

180

20

1

146

型

W1660C16

9000

50

～

60

—

25

4

×

480

4

×

340

6

×

195

8

～

22

180

20

1

146

型

8

～

20

75

29

1

88

型

8

～

20

75

29

1

88

型

8

～

20

75

29

1

112

型

3

　高精铜及铜合金板带材生产

铜及铜合金板带材约占铜加工材总量的

20%

～

25%

。主要用于电子、电力、交通、建

筑、机械制造和人民生活等领域。现代技术工程

对铜及铜合金板带的要求是高尺寸精度、高表面

质量、性能一致和板型优良

,

同时尺寸规格向大

宽度、超薄方向发展。为区别于传统板带材产

品

,

现代铜板带材称为高精度铜板带。重要的高

精度铜板带产品有

:

汽车水箱带、集成电路引线

框架带、箔绕式变压器带、射频电缆带和插接元

件带。

板带材生产方法已发生了革命性变革

,

除宽

厚板

(

如冷凝器管板、高炉铜冷却壁用板等

)

外

,

基本采用带式生产。这种方法具有高效、节能、

环保、成品率高、生产自动化和连续化等一系列

优点。根据供坯方式不同又分为

:

大锭热轧—高

精冷轧法和卧式连铸或立式铸带坯—高精冷轧

第

3

期

)

王碧文

:

中国铜加工业的技术装备现状及展望

(

Ⅰ

123

法。铜及铜合金板带材连铸连轧生产方法已用于

生产。具有优异性能、高精度、高度自动化、精

确控制的轧制设备、加热和热处理机列和精整机

列等不断问世

,

使高精板带生产技术不断向前发

展。

3

1

1

　铸锭加热

现代铜及铜合金铸锭热轧前的加热以火焰炉

为主。主要炉型有连续推锭、炉底回转式环形炉

和步进式炉等。随着铸锭单重不断增加

,

以煤

气、天然气为燃料的步进式加热炉已成为重要加

热设备。洛阳铜加工集团引进意大利海蒂公司

(

HCURTY

)

扁锭双排步进式加热炉

,

可加热长

4

1

8m

、宽

0

1

62m

～

1

1

05m

、重

4

1

5t

～

7

1

5t

的扁锭

,

生产能力

50t/h

～

58t/h

。这种加热炉具有生产能

力大、热效率高、自动化程度高和能耗低等特

点

,

完全可替代环形加热炉

,

见表

9,

常用铜及

铜合金铸锭的加热制度列入表

10

。

表

9

　环形加热炉和步进加热炉的性能

性　　能

生产能力

/t

・

h

-1

铸锭规格

/mm

质量

/t

燃料种类

发热值

/kJ

・

m

-3

废热回收装置

废气最终温度

/

℃

耗热

/kJ

・

t

-1

炉子热效率

/%

炉温

/

℃

生产自动控制

环形加热炉

15

～

20

165

×

620

×

1100

1

1

0

步进加热炉

50

～

58

170

×

620

～

1050

×

2000

～

4800

2

1

2

～

8

1

5

—

5440

发生炉煤气

空气预热

450

℃

,

煤气预热

350

℃

～

365

566500

～

668000

60

～

66

(

700

～

959

)

±

5

采用单回路处理机控温、控压空

气煤气比

,

程序逻辑过程控制。

无

～

500

～

1884000

20

～

30

—

—

表

10

　铜及铜合金铸锭加热制度

合金牌号

T1,T2,T3,TU1,

TU2,TUP,TP1,

TP2,TAg0

1

1

H96

H90

H80

H70,H68

H62

H59

HPb59

2

1

HSn62

2

1

HPb60

2

2

HMn58

2

2

HFe59

2

1

2

1

QSn6

1

5

2

0

1

1

QSn4

2

3

QA15,QA17

QA19

2

2

QSi3

2

1

QMn5

QCd1

1

0

QCr0

1

5

B19

B30,BFe30

2

1

2

1

BMn3

2

12,BMn1

1

5

BZn15

2

20

BMn40

2

1

1

5

850

～

950

900

～

950

850

～

900

820

～

870

850

～

880

780

～

820

750

～

800

850

～

880

820

～

860

800

～

860

750

～

800

660

～

700

800

～

840

900

～

950

900

～

950

850

～

900

900

～

950

820

～

870

900

～

1000

1000

～

1050

1000

～

1050

900

～

950

980

～

1020

1000

～

1050

820

～

930

850

～

950

840

～

880

800

～

840

800

～

860

800

～

840

720

～

800

800

～

860

800

～

820

750

～

800

720

～

800

660

～

680

780

～

800

880

～

920

880

～

920

800

～

900

800

～

900

810

～

840

950

～

1000

980

～

1000

980

～

1000

850

～

880

970

～

1000

950

～

1000

3

1

0

～

3

1

5

2

1

0

～

2

1

5

3

1

0

～

3

1

5

2

1

0

～

2

1

5

3

1

0

～

3

1

5

8

1

0

3

1

0

～

3

1

5

2

1

5

～

3

1

0

2

1

5

～

3

1

0

2

1

5

～

3

1

0

2

1

5

～

2

1

0

2

1

5

～

3

1

0

1

1

0

～

1

1

5

2

1

5

～

3

1

0

2

1

5

～

3

1

0

2

1

0

～

2

1

5

2

1

5

～

3

1

0

3

1

0

～

3

1

5

2

1

0

～

2

1

5

780

～

870

850

～

900

800

～

850

780

～

840

800

～

850

780

～

800

680

～

720

800

～

850

780

～

810

700

～

750

680

～

720

660

～

680

740

～

760

850

～

880

830

～

850

780

～

840

800

～

850

780

～

820

900

～

950

960

～

980

960

～

980

800

～

850

940

～

960

960

～

980

500

～

600

500

～

600

500

～

600

550

～

600

450

～

550

450

～

500

550

～

600

550

～

600

500

～

600

500

～

550

600

～

650

550

～

650

550

～

650

600

～

700

600

～

700

600

～

650

650

～

700

750

～

850

550

～

650

550

～

900

550

～

900

600

～

870

600

～

680

550

～

840

550

～

800

550

～

800

550

～

800

550

～

800

500

～

760

500

～

760

500

～

650

600

～

770

600

～

880

500

～

860

500

～

860

600

～

860

600

～

950

600

～

950

650

～

1100

650

～

1100

650

～

900

700

～

1000

800

～

1150

1050

1020

965

909

885

883

880

885

885

880

880

995

1015

1060

1060

1025

1017

1050

1080

1140

1170

960

1080

1260

850

～

950850

～

920820

～

850500

～

650500

～

9301038

加热炉区段温度

/

℃

锭坯加热段炉温锭坯保温段炉温

加热时间

/h

热轧温度

/

℃

开轧温度终轧温度

合金特性

/

℃

热轧塑性区温度熔点温度

124

上　海　有　色　金　属第

25

卷

3

1

2

　热轧

热轧的作用是通过热变形

,

改变铸造组织

,

获得变形再结晶组织

,

同时获得厚度尽可能小、

质量优良、尺寸公差波动小的热轧卷坯

,

为继续

高精冷轧打下基础。现代热轧机多为两辊可逆式

轧机

,

热轧机列包括热轧机自动压下的微机控制

系统、前后辊道、自动卷取机、自动对中系统

,

在出料滚道上设有强冷室。我国使用的热轧机系

列性能列入表

11

。热轧温度一般根据合金高温

性能曲线来选择

,

应使合金处于高塑性和低强度

区域。热轧道次加工率和总加工率的选择

,

主要

根据合金高温塑性决定

,

开始道次和终轧道次加

工率不应过大

,

铜及合金热轧加工率选择列入表

12

。

表

11

　铜及铜合金热轧机的主要技术性能

轧机

型式

轧机尺寸

/mm

2

<

850

×

1500

2

<

1000

×

3500

2

<

600

×

600

2

<

600

×

750

主传动

功率

/kW

1900

1600

375

596

735

245

245

1700

900

×

02

735

轧机

速度

/m

・

s

-1

0

1

5

～

3

1

0

1

1

24

1

1

33

1

1

0

0

1

85

～

1

1

1

0

1

89

0

～

1

1

5

3

1

0

1

1

5

2

1

0

0

1

3

～

0

1

9

许用

压力

/

×

104N

1035

1700

400

最大轧制

力矩

/

×

10

4

N

・

m

117

1

6

2

1

5

轧辊最大

开口度

/mm

250

300

最小轧

制厚度

/mm

4

1

0

4

1

0

6

1

0

6

1

0

6

1

00

4

～

5

5

1

0

5

1

0

8

1

0

9

1

0

卷重

/t

7

1

5

厚度

偏差

/mm

注

二辊

可

逆式

2

<

660

×

1170

2

<

500

×

1200

2

<

500

×

700

2

<

700

×

1400

2

<

700

×

900

2

<

710

×

1200

2

<

350

×

450

—

—

250

350

—

8500

—

—

—

—

—

—

710

—

130

200

70

120

—

170

230

40

—

125

—

26

——

—

—

—

—

—

—

—

4

1

0

3

1

0

—

±

0

1

1

—

—

—

—

—

—

—

±

0

1

1

—

—

原苏联

(

英

)

Davy

公司

(

英

)

Davy

公司

(

英

)

Brightside

公司

表

12

　热轧最大道次加工率及平均道次

　　　加工率范围

合金牌号

H62,H59,HSn62

2

1,HPb59

2

1

HMn58

2

2,HMn57

2

3

2

1

HFe59

2

1

2

1,HA166

2

6

2

3

2

2

H68,H80,H90,H96,T2,TUP

HSn90

2

1,QMn5

QA15,QA17,QA19

2

2,QSi3

2

1

QSn4

2

3,B5,B10,B19

BZn15

2

20,BMn3

2

12,BA16

2

1

1

5

<340

340

～

600

>600

锭坯宽

最大道次加平均道次加

/mm

ε

工率

ε

/%

max

/%

工率

45

～

55

40

～

50

35

～

40

40

～

50

33

～

40

28

～

33

33

～

40

28

～

33

23

～

28

36

～

41

32

～

38

28

～

33

30

～

36

27

～

32

22

～

27

26

～

32

22

～

28

20

～

25

清除轧件表面的氧化物

,

减轻表面铣削工作量。

强水冷却室长度可达

18m

～

25m,

冷却强度取决

于冷却水的量

,

冷却强度越大其效果越明显。

3

1

3

　带坯表面铣削

带坯表面铣削是清除带坯表面氧化层、金属

和非金属氧化物

,

并使带坯表面尺寸进一步趋于

一致。带坯表面铣削技术的采用彻底排除了落后

工艺中的酸洗工序

,

解决了环境污染问题。

热轧成卷带坯在专门的机列上进行铣削

,

英

国戴维公司自动化铣削机列可自动测量和控制铣

削深度

,

实现带材大面和侧边铣削

,

最深铣削深

度可达

1

1

0mm,

并根据来料实现厚度自动化调

节

,

铣削速度可达

15m

Π

min

。水平连铸卷坯表面

铣削有在线铣和线外铣之分

,

因为水平连铸带坯

的工艺稳定性受带坯铸造稳定性的影响

,

因此也

常采用线外铣削。现代化双面铣削机列性能列入

表

13

。

　　现代热轧机列中在轧件出口辊道上设有强水

冷却室

,

作用是基于铜及铜合金强水冷却后对轧

件性能有利

,

特别是对那些时效热处理的铜合金

强水冷相当于淬火作用

,

强水冷却后强度降低、

塑性提高

,

有利于冷加工。此外强水冷可以部分

第

3

期

)

王碧文

:

中国铜加工业的技术装备现状及展望

(

Ⅰ

125

表

13

　双面铣削机性能

性　　能

AB

420

8

～

10

A

300

～

660

8

～

15

4500

15

0

1

25

～

0

1

5

双面铣削机

A

2

×

440

15

～

18

3000

0

1

3

0

1

75

～

1

1

0

A

2

×

440

18

～

3000

0

1

3

0

1

75

～

1

1

0

B

50

18

450

0

1

205P

2

1

0

C

350

～

440

12

～

18

3000

0

1

3

～

1

0

1

3

～

1

1

0

最大宽度

/mm

允许厚度

/mm

最大质量

/kg

机列进给速度

/m

・

min

-1

每面铣削深度

/mm

铣刀直径

/mm

铣刀线速度

/m

・

s

铣刀转速

/rpm

单轴铣削功率

/kW

转速

/rpm

送料辊电功功率

/kW

转速

/rpm

铣刀材质

润滑方式

排风形式

有无侧边铣

生产国

-1

1050

1

～

15

7500

0

～

15

0

1

25

～

0

1

5

—

10

—

<

178

13

1

98

1500

58

1

84

150

～

1500

4

1

84

～

14

1

71

400

～

1200

<

258

1

1

0

～

10

1

8

80/400/400

45/225/225

80/400/800

60

1225

<

220

—

—

185

<

200

1

1

193

190

37

(

交流

)

1450

1

1

2

<

200

<

160

2

1

4982

1

524

258

1

5301

30

(

交流

)

18

1

5

(

交流

)

730

1

1

1

1500

730

1

1

1

750

<

160

1

1

67

～

6

1

67

—

45

0/1000/2000

4

1500

镍基高速钢

油雾

抽风

无

英国

—

—

—

无

英国

—

—

—

Co5%

高速钢

—

抽风

无

法国

—

硬质合金

涂油

抽风

无

瑞士

硬质合金硬质合金

涂油涂油

抽风抽风

无无

中国中国

硬质合金

涂油

抽风

无

中国

3

1

4

　高精带材冷轧

冷轧是再结晶温度以下的轧制过程

,

是获得

满足板带材产品标准要求的关键工序

,

冷轧过程

包括开坯、粗轧、中轧、精轧等

,

根据合金性能

和工艺要求

,

冷轧加工率应严格控制。现代精轧

多选用

4

辊、

12

辊和

20

辊高精冷轧机

,

其它轧

制工序多选用

4

辊和

6

辊高精冷轧机。现代高精

冷轧机均应具有压力、张力、板型、自动对中、

冷却润滑和灭火安全等系统

,

常用

4

辊高精冷轧

机和

20

辊冷轧机性能列入表

14

。

表

14

　铜带冷轧机主要技术性能

项目

4

<

450/11504

<

450/10004

<

380/8504

<

320/7604

<

250/6204

<

260/7004

<

450/11504

<

450/10004

<

380/8504

<

320/7604

<

250/6204

<

260/700

×

1250/mm

德国

×

850/mm

洛阳有色

×

800

Π

mm

奥地利

×

600/mm

奥地利

×

560/mm

洛阳有色

×

750/mm

意大利

×

1250/mm

×

850/mm

×

800

Π

mm

×

600/mm

×

560/mm

美国

IIS

公司

20

2

1

0

430

5

1

6

1850

730

37

1

4

×

750/mm

美国

IIS

公司

20

2

1

0

340

2

1

5

981

450

46

供货单位

轧机辊数

带坯最大厚度

/mm

成品最小厚度

/mm

成品带最宽度

/mm

带卷质量

/t

许用轧制力

/kN

轧制力矩

/kN

・

m

最大轧制速度

/m

・

min

-1

最大卷取张力

/kN

AGC

装置

法国

Grohling

德国

Frothing

德国

DEMAG

德国

Frothing

公司

2

和

4

15

1

0

420

4

1

0

8000

250

Frothing

公司

加工设计院

Andritz

公司

Andritz

公司

加工设计院

MINO

公司

4

15

0

1

5

±

0

1

004

1000

7

1

5

18000

310

450

200

Vollemer

4

14

1

5

0

1

5

±

0

1

005

650

6

1

5

13000

300

360

200

Vollemer

4

12

1

5

1

1

0

±

0

1

008

650

4

1

5

10000

200

300

4

18

0

1

5

±

0

1

005

450

6

1

0

8000

140

450

4

14

440

3

1

0

6000

65

240

90

4

2

1

5

650

4

1

5

5500

14

1

3

600

60

Vollemer

1076E

ASEAQUSM

公司

4

15

440

3

1

0

4500

216

80

Vollemer

公司

4

3

1

5

0

1

003

440

3

1

0

公司

12

2

1

5

650

4

1

5

2000

16

0

1

3

±

0

1

0050

1

1

±

0

1

00150

1

15

±

0

1

00150

1

25

±

0

1

0030

1

005

±

0

1

0020

1

025

±

0

1

0020

1

05

±

0

1

00075

500

85

Vollemer1076

600

—

Vollemer

测厚仪

VSB2082E

—

IGC

AGC2DG-80

—

>6mm

用辊缝仪

<6mm

用测厚仪

—

—

测厚仪

VSB2082E

/SU

测厚仪

VSB2082E

测厚仪

VSB2082E

γ

射线

测厚仪

γ

射线

测厚仪

ASEAQUSM

板形仪

板材平直度

/I

设备质量

/t

主传动功率

/kW

卷取机功率

/kW

—

40

～

50

674

2

×

1250

800

—

—

560

2

×

980

730

—

—

—

1500

450

—

30

2

×

600=1200

—

—

～

300

728

—

-200

——

30

—

—

400

—

20

～

30

2

×

350

—

20

-200

压进式

5

～

10

279

746

压进式

—～

250

500

450

～

200

525

—

294

—————

3

1

5

　高精板带材生产中的热处理

板带材生产中的热处理主要有中间退火和成

品退火

,

少数合金有淬火时效热处理

(

如铍青铜

板带材

)

。中间退火的加热制度应保证合金带坯

126

上　海　有　色　金　属第

25

卷

产生再结晶。退火制度选择的主要依据是合金的

软化曲线。不同的产品规格退火制度也不相同。

常用铜合金退火制度参见表

15

。

表

15

　部分铜合金的退火制度

退火温度

/

℃

合金牌号

中间

退火

HPb59

2

1,HMn58

2

2,QA17,QA15

HPb63

2

3,QSn6

1

5

2

0

1

1,QSn6

1

5

2

0

1

4,

QSn7

2

0

1

2,QSn4

2

3

BFe3

2

1

2

1,BZn15

2

20,BA16

2

1

1

5,

BMn40

2

1

1

5

QMn1

1

5,QMn5

B19,B30

H80,H38,HSn62

2

1

H95,H62

BMn3

2

12

TU1,TU2,TUP

T2,H90,HSn70

2

1,HFe59

2

1

2

1

QCd1

1

0,QCr0

1

5,QZr0

1

4,QTi0

1

5

　　现代退火装备多是非氧化退火。退火应严格

在保护气氛下进行

,

通常使用氮气保护。为提高

退火效果

,

加入一定百分比的还原性气体氢。中

间退火采用罩式炉

,

成品退火采用展开式退火

炉。常用立式、罩式炉和气垫炉的性能分别列入

表

16

、表

17

和表

18

。

表

18

　连续退火炉与气垫式退火炉的比较

项　　目

退火带材规格

连续退火炉

0

1

15

～

1

1

6

×

200

～

640

保温

时间

/min

成品

退火

600

～

750500

～

60030

～

40

600

～

650530

～

63030

～

40

气垫式退火炉

0

1

1

×

1

1

5

×

500

～

1050

(

H

×

B

)

/mm

带卷内径

/

外径

/mm

炉内最高温度

/

℃

带材最高温度

/

℃

带材出冷却室温度

/

℃

带材退火时间

/min

加热区额定功率

/kW

最大生产能力

/t

・

h

活套塔补偿长度

/m

　炉前

　炉后

-1

<

500/

<

820,

800

700

±

5

80

～

100

2

～

10

160

1

1

0

15

1

2

10

1

0

N

2

96,CO

2

2,

H

2

1

1

5,CO<0

1

5

160

700

～

850630

～

70040

～

60

700

～

750480

～

50030

～

40

780

～

810500

～

60040

～

60

500

～

600450

～

50030

～

40

600

～

700550

～

65030

～

40

700

～

750500

～

52040

～

60

500

～

600380

～

44030

～

40

500

～

600420

～

50030

～

40

700

～

850420

～

48030

～

40

<

500/

<

1300,

750

±

5

700

±

5

70

～

80

4

～

50

600

4

1

7

60

60

N

2

95

～

98,

H

2

～

5

140

保护性气体成分

/%

保护性气体消耗量

/m

3

・

h

-1

表

16

　罩式退火炉的简要性能

罩式炉型

/mm

现有

台数

2

5

1

2

1

2

1

1

2

最高温度

/

℃

700

700

700

700

700

700

800

最大装炉量

/t

30

22

1

5

20

生产能力

/t

・

h

-1

保护气产生能力

/m

3

・

h

-1

100

140

50

备　　注

用　途提供公司

<

1600

×

2900

<

1400

×

3600

<

1400

×

3300

<

1400

×

2900

<

1400

×

2500

<

1400

×

2000

<

1200

×

2900

<

2000

×

4000

黄铜

2

1

16

纯铜

1

1

9

2

中间退火

1

1

9

成品退火

1

1

56

1

1

65

1

1

3

0

1

75

1

1

15

1

1

6

铜带卷

70

—

12

1

6

退火

EBNER

—

50

—

—

24

惰性

20

50

——

铜带卷

退火

FOFUMI

3

1

6

　高精板带材的精整及剪切

高精板带材生产中的表面处理包括带材表面

的清刷、除油、脱脂、清洗、钝化、压光、矫平

等内容。目的是提高产品表面质量和获得良好板

型。所有这些工序均向合并、组合形成自动化生

产机列的方向发展。生产实践表明拉弯矫平技术

第

3

期

)

王碧文

:

中国铜加工业的技术装备现状及展望

(

Ⅰ

127

对获得良好板型、消除残余应力有重要作用。

剪切工艺的目的是获得用户所需产品的宽度

和长度。带材分条最易出现的缺陷是侧弯、毛

刺、宽度公差波动。所有这些缺陷对自动化冲压

生产和焊管生产都带来重大影响。剪切除正确执

行工艺规程外

,

选择剪切机列也十分重要。现代

纵剪机列的主要技术性能列于表

19,

先进的剪

切机列应有

PLC

控制、光电对中、纠偏和计算

机排刀等功能。

表

17

　气垫式退火炉的主要性能

项　　目

外形尺寸

(

L

×

B

×

H

)

/m

热处理铜带规格宽

(

B

)

/mm

厚

(

H

)

/mm

卷的质量

/t

机列速度

/m

・

min

-1

热处理温度

/

℃

热效率

/%

生产能力

/t

・

h

-1

退火后晶粒度

/

μ

m

保护性气体

涂层装置

A

82

×

7

1

5

×

10

1

5

500

～

1050

0

1

1

～

1

1

5

7

1

5

4

～

50

450

～

750

55

4

1

7

B

78

×

8

×

6

1

5

200

～

660

0

1

08

～

1

1

2

4

1

5

4

～

40

最高

700

55

2

1

0

C

20

×

2

1

4

×

3

1

4

～

420

(

0

1

05

～

0

1

8

)

±

5%

6

(

8

～

80

)

±

1%

(

620

～

750

)

±

5%

55

1

1

38,0

1

895

μ

0

1

1mm,25

±

5m

μ

0

1

8mm,35

±

8m

2%

～

5%H

2

95%

～

98%N

2

μ

20

～

25

±

5m

不带保护气体

带辊式涂层装置

μ

20

±

5m

2%

～

5%H

2

95%

～

98%N

2

预留位置—

表

19

　圆盘剪切机的主要技术性能

带材尺寸

/mm

厚度

5

1

0

～

9

1

5

6

6

1

1

0

～

5

1

0

3

0

1

4

～

2

1

5

0

1

2

～

1

1

0

0

1

12

～

0

1

8

0

1

05

～

0

1

5

宽度

640

1300

900

640

640

750

750

640

350

分切条数

5

刀盘尺寸

/mm

直径

400

400

～

440

440

～

446

230

～

350

230

～

270

230

～

270

235

～

270

150

～

200

70

～

150

剪切速度

厚度

/m

・

s

-1

0

1

75

1

～

3

1

～

3

2

1

2

0

1

5

～

1

0

1

33

～

0

1

66

1

～

3

1

1

5

～

7

1

～

3

电机功率

/kW

110

95

67

37

17

8

1

5

19

5

～

15

5

～

10

40

～

60

40

～

60

40

20

～

40

25

25

15

～

30

15

～

20

15

～

20

—

—

5

3

15

15

25

18

(

待　续

)

PresentStatusandProspectsofChina

π

sTechnologicalEquipment

)

forFabricationofCopperandItsAlloys

(

Part

Ⅰ

WANGBi

2

wen

(

ChinaNon

2

ferrousMetalsFabricationAssociation

,

Beijing

100038,

China

)

Abstract:ThepresentstatusofChina

π

stechnologicalequipmentforproducingstrips,plates,tubes,rods,

profilesandwiresofcopperanditsalloysisintroducedanditsdevelopmenttrendstudied.

Keywords:copperanditsalloys;technologyforfabrication;equipment;prospect