在節(jié)能減排的道路上闊步前行(二)
——2011年中國銅加工業(yè)回首
2011年12月30日 9:32 4572次瀏覽 來源: 中國有色金屬報(bào) 分類: 銅資訊 作者: 王碧文
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行星軋制技術(shù)
行星軋制技術(shù)是互成120度角配置的三軋輥?zhàn)赞D(zhuǎn)、同時(shí)又繞軋制線公轉(zhuǎn)從而形成對管坯復(fù)合軋制,其特點(diǎn)是管材冷軋時(shí),依靠變形熱自身加熱,變形區(qū)溫度可達(dá)700~850度,此時(shí)相當(dāng)于熱加工狀態(tài),從而實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,行星軋制后的管材質(zhì)量與熱擠壓相同,而且軋制產(chǎn)品表面不氧化、大長度、成卷,可直接進(jìn)行冷加工,為管材盤式生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ),成為鑄造管坯直接冷加工的關(guān)鍵技術(shù),在改變鑄造組織方面做出了突出的貢獻(xiàn),目前形星軋制技術(shù)在中國制管業(yè)中已普遍采用,行星軋制生產(chǎn)線已高度自動(dòng)化、專業(yè)化,裝機(jī)水平已處國際先進(jìn)。這種技術(shù)的出現(xiàn)、成熟、產(chǎn)業(yè)化,使銅及合金管材生產(chǎn)方法發(fā)生了重大變革,特別是還形成了銅鋁復(fù)合的新方法。
連續(xù)擠壓技術(shù)
連續(xù)擠壓技術(shù)在國外又稱康夫姆法,此法實(shí)質(zhì)是超長的金屬線坯在摩擦輪的強(qiáng)迫送進(jìn)之下,金屬從??字兴苄宰冃瘟鞒觯冃螣崾菇饘俦旧砑訜?,變形區(qū)溫度高達(dá)600~800度,從而實(shí)現(xiàn)了金屬動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,中國發(fā)展了這種這技術(shù),在銅加工連續(xù)擠壓中做出了重大貢獻(xiàn),實(shí)現(xiàn)了銅及合金棒、型、線多品種連續(xù)擠壓,特別是完成了擴(kuò)展連續(xù)擠壓的技術(shù)創(chuàng)新,形成了以銅線桿為坯料的銅材生產(chǎn)新技術(shù),導(dǎo)致了銅及合金棒型線生產(chǎn)方法的重大變革,這些成果是由大連交通大學(xué)和銅加工企業(yè)共同完成的,目前中國銅加工連續(xù)擠壓技術(shù)和裝備已居世界領(lǐng)先水平。
銅及合金再生資源利用
該項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新共包括兩項(xiàng)內(nèi)容:其一為紫雜銅再生,使用反射爐熔銅、氧化還原后,使銅液成分達(dá)到國家規(guī)定紫銅標(biāo)準(zhǔn),然后銅液進(jìn)入輪式鑄造和軋制機(jī)列,最后產(chǎn)出φ8毫米銅線桿,含氧量可達(dá)50~150μg/g。這種連鑄連軋光亮銅桿可直接供給導(dǎo)線生產(chǎn)。上述銅線桿生產(chǎn)機(jī)列年產(chǎn)量可達(dá)3~6噸,生產(chǎn)機(jī)列價(jià)格低廉,在中國已被廣泛應(yīng)用,迅速取代了落后的熱軋銅線桿生產(chǎn)方法。其二為合金雜銅再生。合金雜銅化學(xué)成分復(fù)雜,一直是再生技術(shù)的難點(diǎn),傳統(tǒng)的再生技術(shù)是作為合金的添加原料使用,甚至送去電解精煉。目前,中國已使用潛流式多線、多流鑄造技術(shù)生產(chǎn)易切削黃銅棒型材,直接供鐘表、制鎖、閥門行業(yè)使用;寧波金田銅業(yè)集團(tuán)已實(shí)現(xiàn)64線多面、潛流式水平連鑄黃銅棒、型、管,這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化,被譽(yù)為中國“金田法”。
多線上引鑄造大直徑銅管
大直徑銅管是重要的水路管材,用于建筑水道管、海水管路等多方面。傳統(tǒng)方法為擠壓——拉伸和熱軋穿孔——拉伸方法,其產(chǎn)品成本高、生產(chǎn)工藝流程長。近年來中國開發(fā)了多線上引鑄造大口徑銅管新方法,可直接鑄造直徑大于φ120毫米銅管,一次可同時(shí)鑄造6線,銅管長度不受限制。經(jīng)過冷拉伸之后可生產(chǎn)工程技術(shù)界所需求的大口徑、薄壁銅管。產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)實(shí)踐表明這項(xiàng)生產(chǎn)方法具有生產(chǎn)流程短、成品率高、產(chǎn)品成本低、生產(chǎn)線建設(shè)投資少等多項(xiàng)顯著優(yōu)點(diǎn)。
銅及合金連續(xù)擠壓技術(shù)產(chǎn)業(yè)化
使用銅線桿經(jīng)過連續(xù)擠壓(又稱康夫姆方法)直接生產(chǎn)各種扁線、型線方法,具有工藝流程短、成品率高的優(yōu)點(diǎn),目前在中國迅速產(chǎn)業(yè)化,已經(jīng)完全取代了傳統(tǒng)的軋制方法,其生產(chǎn)技術(shù)和裝備已處世界先進(jìn)水平,其生產(chǎn)品種正在不斷地?cái)U(kuò)大,特別是采用連續(xù)擠壓—液壓拉伸方法,實(shí)現(xiàn)了銅排生產(chǎn)的卷式生產(chǎn)法,卷重達(dá)4~6噸;隨著連續(xù)擠壓機(jī)噸位增加,擠壓卷坯寬度加大,連續(xù)擠壓作為一種新的帶坯生產(chǎn)方法正在興起。
銅合金管材盤式生產(chǎn)技術(shù)
銅合金管材盤式生產(chǎn)法具有生產(chǎn)連續(xù)化、自動(dòng)化、成材率高等特點(diǎn),特別是在銅合金冷凝管生產(chǎn)中具有廣闊的應(yīng)用前景。中國在使用水平連續(xù)管坯,經(jīng)行星軋制和盤拉生產(chǎn)白銅冷凝管技術(shù)上已取得重大突破性進(jìn)展,正在向產(chǎn)業(yè)化方向推進(jìn)。
鋁銅復(fù)合材料生產(chǎn)技術(shù)
2006年常州興榮集團(tuán)完成了鋁銅行星軋制的鋁銅復(fù)合技術(shù)開發(fā),這是復(fù)合技術(shù)的重大發(fā)展,具有工藝流程短、成品率高、復(fù)合金屬質(zhì)量優(yōu)良的突出特點(diǎn),為鋁銅復(fù)合管材應(yīng)用和發(fā)展打下基礎(chǔ),這項(xiàng)技術(shù)具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù),己處世界領(lǐng)先水平。
銅球冷旋軋
陽極冷旋軋傳統(tǒng)方法是熱軋和棒材鍛造法,北京科技大學(xué)硏發(fā)的冷旋軋法實(shí)現(xiàn)了銅球連續(xù)化生產(chǎn),具有成品率高、成本低等顯著特點(diǎn)。
傳統(tǒng)生產(chǎn)逐漸被短流程工藝取代
傳統(tǒng)的三級式銅及合金生產(chǎn)方式正在被打破,生產(chǎn)工藝流程進(jìn)一步縮短,為節(jié)能和提高生產(chǎn)效率提供了廣闊的發(fā)展空間。目前熱加工工序正不斷地被壓縮和取代;臥式水平連續(xù)卷坯——高精拉伸、上引連鑄線坯——高精拉伸等方法,已被普通采用,并已成為空調(diào)管,內(nèi)螺紋管、合金線材、錫青銅帶材等熱點(diǎn)產(chǎn)品的主要生產(chǎn)方法,對我國銅加工節(jié)能、降低產(chǎn)品成本、節(jié)省項(xiàng)目投資成本起到重要作用。
高精板帶材帶式生產(chǎn)法迅速取代了塊式生產(chǎn)法,為提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、改善環(huán)境打開了廣闊空間。這兩種方法的根本區(qū)別在于板帶材生產(chǎn)中被加工的工件是帶卷還是板塊。高精板帶卷式生產(chǎn)法典型的工藝流程是:大鑄錠熱軋獲得卷坯(或臥式連鑄卷坯)——卷坯雙面高精銑屑——高精冷中軋——保護(hù)性罩式爐退火——高精度成品軋制——展開式保護(hù)氣體退火——板材橫剪、帶材縱剪;帶式法取代塊式法,對高精板帶來說是一種革命性的變革,實(shí)現(xiàn)了銅板帶生產(chǎn)的自動(dòng)化、現(xiàn)代化,達(dá)到了生產(chǎn)高效、節(jié)能、節(jié)材、高質(zhì)量等目的。特別是卷坯的表面銑屑和保護(hù)性氣體退火不但提高了產(chǎn)品質(zhì)量,而且使長期存在的、以清除氧化銅為目的的酸洗工序得以根除,從而大大地改善了環(huán)境。
管材卷式生產(chǎn)法已成為我國管材生產(chǎn)的代表性先進(jìn)技術(shù),其中空調(diào)器用高效散熱內(nèi)螺紋銅管生產(chǎn)技術(shù)已走在世界前列。我國銅盤管生產(chǎn)技術(shù)的特點(diǎn)是管坯生產(chǎn)方式的多樣化,主要方式有三種:大錠熱擠壓——高速軋管法、水平連鑄——行星軋制法、上鑄法(又稱上引方法);這三種方法已經(jīng)完全產(chǎn)業(yè)化,適應(yīng)不同的投資和生產(chǎn)規(guī)模,推動(dòng)了銅管生產(chǎn)的技術(shù)進(jìn)步。
銅加工材生產(chǎn)過程中重要工藝參數(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量的在線檢查技術(shù)發(fā)展迅速,使銅加工材的尺寸精度、表面和內(nèi)在質(zhì)量水平進(jìn)一步提高,生產(chǎn)過程自動(dòng)控制成為現(xiàn)代銅加工生產(chǎn)的重要標(biāo)志。
上述所列舉各項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新表明,中國在銅加工領(lǐng)域中的短流程技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入自主創(chuàng)新、蓬勃發(fā)展的重要?dú)v史階段,從而使中國銅加工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量居世界首位,產(chǎn)品品種增加,技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)改善,生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)入國際先進(jìn)行列。
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