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1、SCR连铸连轧铜杆生产线温度的控制铜加工 2021年第3期(总第 99期)SCR 连铸连轧铜杆生产线温度的控制居敏刚 郭均华( 海亮集团311835)摘要:SCR低氧铜杆连铸连轧生产线工艺复杂,需控制的工艺参数较多,本文围绕SCR 生产线温度控制展开分析和讨论，并提出对温度的控制措施和方法。关键词 :SCR生产线、 温度、分析、控制前言目前 , 国内已投产的铜杆连铸连轧生产线中 , 以轮式连铸机为多 , 生产线工艺复杂 , 影响 产品质量的因素也较多。新材料对SCR改良,本文针对SCF生产线中各点的温度展开分析 , 并在此根底上提出了对温度的控制措施和方法。1. 竖炉温度的控制 1.1 炉口温
2、度Asarco 竖炉具有高效、节能的特点 , 在铜量 , 。.1.2.1 熔化温度对耐火材料的影响耐火材料是能承受高温下产生的物理化学作用的 特殊材料。铜杆连铸连轧生产线使用的耐火材料 , 通常选用优质的碳化硅、氮化硅砖 (SiC 、 Si3N4)或二者的结合材料,其主要化学成分和特性如表 1、2。竖炉的耐火材料，一般选用碳化硅、氮化硅砖(SiC、Si3N4)或二者的结合材料。碳化 硅砖的外表通常用SiO2覆盖,防止高温下被氧化，但在使用过程中受到原料的摩擦和冲击 会被损坏。当竖炉内的温度高于1180C时，碳化硅将会与C02发生可逆反响：SiC+CO2=SiO2+2C杆连铸连轧生产线中已被普遍
3、采用。在工作过程中 , 通过炉口不断排出燃烧后的高温废气。在对竖炉的热平衡测试中发现 , 当炉口 温度大于600C时，废气带走的热量约占总热量的 40%而铜杆生产过程中燃气消耗占到生 产本钱的1/31/2,合理利用余热可有效降低生产本钱。 原料合理搭配 , 小批量、多批次参加。减少炉内空间 , 延长热气流路径和滞留时间 , 增加热量的对流传导和辐射换热面。 确定合理的熔化量及炉内的温度梯度；控制好燃烧气氛如废体中CO和 H2的浓度,使可燃混合气体充分燃烧。 ? 30?当竖炉内的温度到达1500C以上时,耐火材料外表的保护层 SiO2将起以下反响：SiO2+3C=SiC+2CO-148.5kca
4、l,因此在高温下 , 即使竖炉的燃烧气氛控制较好 , 但燃烧产生的高温也会损耗竖炉耐火材 料, 使铜液中存在大量的 SiC 和 SiO2 微细颗粒。1.2.2 熔化温度对原料的影响竖炉熔化过程中对温度的控制是实现金表 1 各种碳化硅砖的性能性能50702.3 2.420 23160080906.158.47SiC 的含量 /%802.35 2.4517202150902.4 2.5518 2417009010010.5612.7615.0895 97再结晶 2.2 2.8510 311700体积浓度 /g? cm-3气孔率/%荷重软化点厂C耐压强度/MPa导热率 1000C/w? m-1? k
5、-12.320210050 804.06表 2 氮化硅结合碳化硅砖的理化指标 YB4035-91工程DTZ-1显气孔率 /%体积密度 /g ? cm-3 常温耐压强度 /MPa 高温抗折强度 1400C/MPaSiC/%Si3N4/%Fe2 不大于 不小于 不小于 不小于 不大于 176272211.5表 3 在 1 大气压下氢在铜中的溶解度 升 /100kgCu温度厂C溶解度4000.065000.166000.307000.498000.729001.0810001.5811006.312021.1130010.0140011.8150013.6属铜发生物理和化学变化的必要条件。到达一定的
6、温度, 才能保证固态铜中各种元素的充分溶解。温度越高熔化速度越快。但是较高的熔化温度不但耐火材料会发生热损耗 , 而且还使铜液在高温下溶入大量的 气体。铜液中气体的溶解量与温度、时间成正比,当铜液温度大于1200C时，100kg铜液中能溶解大于8升的气体见表3。标准阴极铜外表残留的 CuSO? 5H2O,在高温下分解成有 害的H2和SO2气体将溶入铜液中。增大受热面积或增大熔化的区域、提高热负荷是实现 高速熔化的手段 ; 在适当的温度下 , 获得较大的铜液流量是我们追求的目标。但过激地追求 每个烧嘴的发热量来增加竖炉的总熔铜量 , 易使竖炉局部温度过高 , 加快耐火材料的损耗 , 因此需根据竖
7、炉在理想条件下的熔铜量来确定其产能。2. 浇铸温度的控制浇铸过程中保持铸坯质量的连续、稳定是保证产品质量的重要因素 , 浇铸温度是其中 的关键 , 将直接影响金属晶体的生长及热的对流和传导。2.1 晶体的生长及热对流遵循的原那么 :在固定金属池中 ,晶体朝平行于散热方向生长 ; 假设熔池中有对流存在 , 那么它对向前 延伸的液固界面产生剪切作用 ,而晶体将逆流而长 ; 一旦晶体生长方向形成 ,需有干扰 ,如 剪力、气泡、一条等轴晶体等 , 才能改变此方向 ; 液固界面上的剪力可能从向前延伸的界 面上剪去凝固金属碎片 , 使其成为等轴晶? 31?的晶核。不管这些晶核是否依赖高温而残存于液态金属内
8、。熔融金属温度越高 ,那么越容易产生对流。型腔的高宽比值高 ,那么热对流就强 ; 比值低 可抑制对流。2.2 各温度区间铜液的结晶当铜液浇铸温度低于1100C时纯金属的结晶温度区间较小 , 铜的导热率高 , 铜液由液态向固态的转变较快。较低的温 度能使铜液在浇铸前析出局部高熔点的有害物质。浇铸温度越低铸坯显微结构越细, 氧及其它杂质分布越均匀。过低的铜液温度 , 流动性差、粘度高 ,严重阻碍了铜液中气体的逸出 ,铸坯中将滞留了 20mm以下的气孔；由于过热度的缺乏，从而导致凝固过程中，等轴晶占优势。 当铜液浇铸温度高于延长 , 铸坯中。相互交错的晶枝间包容了过多高氧的共晶区 , 杂质和氧化铜颗
9、粒也富集于此 , 杂质的偏析和热裂纹越明显 , 在轧制过程中产生更多开裂的 倾向。当中心的凝固点大于 180C ,铸坯将俘获更多未逸出的气体。 SCR型轮式铸机浇铸温度在 1130C 1150C之间时,可防止因温度的原因而导致的 大局部铸造缺陷。3. 出坯温度SCR 轮式连铸机出坯为上引式 , 铸坯的温度过高导致完全凝固点处于高位 , 铜液可能发生倒流 , 一旦铸坯中心出现熔孔 见图 1, 这将是致命的。高温状态的铸坯强度低 , 在出坯时较大的变形角度 , 使铸坯底部承受较大的应力 , 易造 成开裂、产生裂纹；而温度过低将无法保证轧制温度。一般出坯温度控制在950C-970C为好。4. 铸轮、
10、钢带温度90- 110C。当,铸轮、钢带上的冷却水不易完全蒸发 ,破坏涂层的完整性和均匀性,在 高温下汽化后被铜液吸入 , 并在铸坯表层形成疏松 , 这可能是铜粉剥离量较高的原因之一 ; 当温度较高时 , 碳黑的外表附着力低 , 易被铜液冲刷而脱落 , 起不到相应的作用 , 还可能使铸 坯夹杂。系列 1 为铸轮腔内壁的温度变化系列 2 为铸轮外腔侧外表的温度变化图2铜液浇铸温度1132C ,脱模温度977C ,铸轮腔高宽比1/1.5,冷却水进温度30C、出水温度46C。5. 铸坯入轧温度紫铜具有良好的热塑性。但铸坯入轧温图1出坯温度1003C时铸坯中心出现熔孔度高于890C时,热塑性将转变成热
11、脆性，在轧制时出现开裂的倾向。因此在810-? 32?850C之间,可获得较好的热塑性,能防止出2H2O+2C2H4OCuO(Cu2O)+2C2H4O=Cu(2Cu)+2CH3COOH现热脆性。当铸坯中包含了相对较多的高熔点化合物时 ,将入轧温度适当提高 ,反而有助于减少这 些杂质对产品质量的影响。较高的轧制温度易产生前滑现象 , 导致线径偏小、易堵杆、拉坯 ; 较低的轧制温度易产 生后滑现象 , 凸起的飞边被压入铜杆表层 , 将导致折叠、皱边等缺陷 ; 当轧制平衡被打破 , 秒 体积流量严重不均 , 轧件将存在内部的开裂或裂纹。6. 铜杆出轧与收线温度收线温度的控制主要是考虑将铜杆外表雾状水
12、溶性保护蜡烘干, 防止铜杆外表被氧化。7. 乳化液与酒精溶液的温度需考虑以下几点因素：A、高温使酒精挥发过快、浓度降低 ，增加生产本钱；过低的酒精浓度会抑制氧化铜的复原反响。B、，。C导致结束语在SCF铜同杆连铸连轧生产线中，各点的温度对产品质量影响都非常大。我们重点应该 围绕着熔化和浇铸过程中温度的控制，来展开SCR铜杆连铸连轧生产过程中对工艺的全面 监控。铸坯经轧制后外表残留的氧化物 , 在拉丝过程中以铜粉的形式表现出来。它对漆包线 生产影响非常大，将使漆膜附着性下降塞漆模、产生漆瘤原的方法，C以上才能，并需一定 的时间,所以实际控制温度应在 630 570C之间。与醇类反响时 , 醇先被
13、氧化成醛 , 后被氧化成酸。CuO(Cu2O)+2C2H5OH=Cu(2Cu)+( 上接 61 页)6. 结论6.1 铜线坯质量特性可分为 ： 产品质量生产是保证使用质量和过程质量的重要因素之一 ;6.3 合理的工艺过程及参数、严密的操作制度、设备的连续可靠运行和稳定生产过 程是保证铜线坯过程质量的重要措施。缺少任何一个环节 , 都会影响铜线坯的质量 ;6.4 积极采用新的科学方法和新材料对改良铜线坯的质量十分有益。如 ： 新的材质轧 辊、轧辊外表处理、新的复原剂等等。特性和用户生产过程质量特性。产品质量特性是后续加工无法改变的 ,只有在铜线坯 生产过程之中加以控制并确保符合规定的要求 ;6.2 确保使用合格的原料是保证铜线坯使用质量的关键。严格控制来料质量、品牌和合理的配料比 , 并确保加料场区的文