本發明屬于銅加工技術領域,具體涉及一種低氧光亮銅桿的加工工藝。
背景技術:
隨著國民經濟快速發展,一方面,銅消費量高速增長銅價猛漲,而我國銅資源緊缺,銅精礦產量難以滿足需求;另一方面,近年來廢舊家電、廢舊電池迅速增長,并造成環境污染。所以,對廢雜銅的回收利用是我國銅工業彌補原料短缺快速發展的捷徑。長期以來,各國銅桿生產商一直在想辦法提高原材料中廢銅比例。如何利用廢銅,利用紫雜銅反射爐精煉工藝生產光亮銅桿制作工藝,這是技術人員的重要研究目標。
現有光亮銅桿的生產工藝中主要是連鑄連軋工藝,其主要過程包括:廢銅預處理、投料、熔化、扒渣、高壓空氣氧化、綜合除渣、活松插樹還原、連鑄連軋生產低氧銅桿。現有工藝是使用反射爐來冶煉廢銅,在扒渣和氧化還原階段行業中現通常采用的做法是:投完銅料后,先不扒渣,大火持續升溫到1280℃以上,待銅料徹底熔化很長一段時間后再開始扒渣,邊扒渣邊升溫,邊升溫邊通往高溫空氣氧化使用木炭、玻璃等熔渣、扒渣,中途不停風不停火,氧化結束溫度在1340℃左右,氧化程度在50%以上,氧化時間在4小時左右,然后開始使用活松進行插樹還原,整個插樹還原過程中邊升溫邊還原,還原時間一般在4小時左右,同樣不停風不停火,直至開爐放銅。現在使用反射爐對廢銅進行冶煉中,往往會伴隨以下問題:①溫度把握不好,工藝方法使用不得當,導致燃料消耗高;②溫度把握不好,工藝方法使用不得當,容易使得其他金屬熔進液態銅,影響銅桿的質量,電阻率很難達到低于0.017241歐姆平方毫米每米的國家標準,扭轉在10圈左右即有毛刺或開裂現象出現;③工藝方式使用不得當,氧化其他金屬的同時使得高溫的液態銅過度氧化,導致活松等還原劑消耗高;④同時過度氧化的銅影響產品的電阻率、扭轉和拉伸性能;⑤長時間的不停風不停火氧化,氧化時跳躍的液態銅形成的小顆粒,容易被高速的燃氣氣流吸走,導致冶煉過程中銅損增加;⑥不停風不停火還原過程中,燃燒過程中未被消耗的的氧氣,在高溫的液態銅表面形成持續的氧化氛圍,同時燃燒還將消耗不少未插入液態銅中的活松,不利于插樹還原的快速、高效進行。
技術實現要素:
本發明的目的是提供一種高效、節能、產品品質好的低氧光亮銅桿的加工工藝。
為了實現上述目的,本發明采用的技術方案如下:一種低氧光亮銅桿的加工工藝,其特征在于:包括如下步驟:①廢銅預處理;②將廢銅投入反射爐;③低溫扒渣:將銅升溫,在1088℃∽1118℃之間扒渣;④扒完渣后,關閉反射爐門,持續升溫至1300℃以上后,停風停火,再進行高溫氧化;⑤氧化結束后,進行熔渣;⑥熔渣后,在停風停火條件下進行高溫插樹還原;⑦還原后的銅經連鑄連軋,制成光亮銅桿成品。
步驟④中的高溫氧化時間為2小時。
步驟⑥中的高溫插樹還原時間為1.5-2小時。
步驟⑥中的插樹還原時銅水表面鋪上100mm左右厚的木炭。
步驟⑥中的插樹還原為直徑20cm的楊樹從下料口插樹還原。
步驟⑦連鑄連軋工藝工程中,冷卻液為濃度68%的酒精溶液。
本發明采用低溫扒渣,在1088℃∽1118℃之間扒渣,這樣,對電阻率影響較大的鐵質類和其他熔點相對較高的物資在其熔化前就可以隨渣扒出,能顯著地降低電阻率。廢銅含有的鉛、錫、鋅、鋁等金屬,使用反射爐冶煉該類金屬也不可避免地會進入液態銅中,在扒完渣后不停風停火的情況下,因錫和鉛等元素化學性質比較穩定,相對低溫下難以用氧化的方式去除,邊氧化邊升溫,一是增加銅的損耗,同時該去除的元素沒有去除前,大量的銅被深度氧化成氧化銅。
本發明采用停風停火,再進行高溫氧化,在扒完渣溫度處于1118℃左右時,關閉反射爐門,停止氧化,持續升溫至1300℃以上后,停風停火,再進行高溫氧化,采用高溫氧化相對縮短氧化時間,在盡可能減少銅被氧化和減少銅損耗的同時,讓其他金屬在高溫下盡快氧化形成氧化物通過熔渣工藝而去除。其中氧化鋅、氧化鋁、氧化錫等物質,部分在高溫下以氣態的形式揮發,部分通過熔渣工藝進入熔渣物質,隨渣扒出反射爐而從液態銅中析出。通過氧化、熔渣、扒渣獲得比較純凈的銅、氧化亞銅和氧化銅。氧化時間控制在2小時以內,比常規的氧化模式氧化時間縮短2小時左右。
本發明采用停風停火高溫插樹還原,在反射爐內創造比較好的還原氛圍,提高了楊樹的還原效率降低了楊樹消耗,還原時間在1.5-2小時,比常規還原模式縮短2個小時以上。改扒渣口插樹還原改為使用大捆的楊樹從下料口插樹還原。
本發明與現有技術相比,具有以下明顯的優點和創新。(1)本連鑄連軋法與傳統的熱軋法相比較,具有長度長、節省能源、產品質量穩定,性能均一,表面光亮等特點。(2)傳統的熱軋機,由電解銅到線桿,消耗燃料油130kg/t(相當于熱能1300mka/t)電力180kwh/t,合計消耗熱能3023mka/t。而本發明只消耗806mka/t;(3)本發明的產品光亮桿的導電率比傳統的黑桿(指表面氧化厲害,稱黑桿)導電率高,因為黑桿含氧量高。(4)黑桿圈重小,一般只有80kg左右,而本發明的光亮桿一般在3-5t,因此拉絲時接頭少。黑桿需要酸洗或扒皮,有三廢污染,而本發明的光亮桿不需要酸洗和扒皮,沒有污染。
具體實施方式
以下的實施例將對本發明作進一步的說明:
將廢銅預處理后,將廢銅投入反射爐中,將銅升溫至1088℃時,開始扒渣,除去鐵質類和其他熔點相對較高的物資;在溫度達到1118℃之前將渣扒完,然后關閉反射爐門,持續升溫至1300℃以上后,停風停火,進行高溫氧化2小時;氧化結束后,進行熔渣步驟;⑥熔渣后,在停風停火的條件下進行高溫插樹還原,還原方式為大捆的楊樹從下料口插樹還原;還原后的銅經連鑄連軋,制成低氧光亮銅桿成品。