CN101698207A - 铜合金盘管的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种金属管的生产方法，具体地说是一种铜合金盘管的生产方法。按照本发明提供的技术方案，所述铜合金盘管的生产方法包括如下步骤：a、熔化；b、水平连铸；c、铣面；d、一次光亮退火；e、行星轧管；f、拉伸；g、二次光亮退火；h、清洗；i、三次光亮退火。本发明可以提高管材综合成品率、劳动生产率及产品质量的档次。

Description

铜合金盘管的生产方法

技术领域

本发明涉及一种金属管的生产方法，具体地说是一种铜合金盘管的生产方法。

背景技术

目前国内铜合金盘管尚未完整的开发与生产应用，仍沿用原直管生产工艺方法作业。传统直管的生产工艺流程按照顺序依次如下：Cu+Ni+Fe，熔化，光谱分析，半连铸，锯切，检验，电加热，挤压管，切头、尾管，人工修刮外表，检验，冷轧管，定尺切断，检验，光亮退火，制头，拉拔，扒皮，多道次拉拔，检验，定尺分段，制头，多道次拉拔，定尺切断，检验，两端去毛刺倒角，矫直，探伤，清理内壁铜屑与油污，擦净外表油污，光亮退火，检验，包装入库。这种生产方式的缺点是：能耗高、产量低、成本高、劳动生产率低，属劳动密集型作业。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型铜合金盘管的生产方法，以提高管材综合成品率、劳动生产率及产品质量的档次。

按照本发明提供的技术方案，所述铜合金盘管的生产方法包括如下步骤：

a、熔化，将铜合金在熔化炉内熔化至温度为1250～1300℃，形成铜合金液；再取样化验，使所述铜合金的成分为Ni：9.15～9.80％，Fe：1.15～1.35％，Mn：0.75～0.95％，其它杂质总和≤0.70％，其余为Cu，单位为质量百分数；

b、水平连铸，使所述铜合金液通过流槽流入熔铸炉，再打开熔铸炉与保温炉之间的通道，使铜合金液潜流入保温炉内；然后浇注成铸坯管；

c、铣面，将所述铸坯管在铣面机上进行铣面，以清除铸坯管表面的氧化层；

d、一次光亮退火，将铣面后的铸坯管送入退火炉内进行退火，退火温度为620～670℃、保温60～90分钟，以软化铸坯管和消除铸坯管的内应力；

e、行星轧管，将经过一次光亮退火后的铸坯管在行星轧管机上轧制成管坯，再在收卷机上卷绕成盘管坯；

f、拉伸，将所述盘管坯在三联式拉拔机上进行拉伸；

g、二次光亮退火，将拉伸后的盘管坯送入钟罩式炉内进行二次光亮退火；退火温度：600～650℃，保温时间：60～90mim，以消除盘管坯的内应力，使盘管坯软化，后道拉伸时铜管晶粒细化；然后送至倒立式盘拉机上拉至大盘料管；

h、清洗，用铜管外表清洗剂清洗掉所述大盘料管外表的油污；再用涡流探伤仪器探测大盘料管外表是否有开裂或磕碰伤；再将合格的大盘料管复绕成成品盘管；然后用清洗剂清洁成品盘管内壁的油污；

i、三次光亮退火，将清洗后的成品盘管送入退火炉内进行三次光亮退火，三次光亮退火温度：600～650℃；保温时间：60～90mim；三次光亮退火时的保护气体：氮气+氢气。

在熔化与水平连铸步骤中，所述熔化炉的位置高于所述熔铸炉，在熔化炉与熔铸炉间有流槽相互连接，在熔铸炉与保温炉间有流道，在所述流道上设置起开关作用的塞棒；当需要将铜合金液送入保温炉内时，倾斜熔化炉的炉体，将熔化炉内的铜合金液通过流槽流入熔铸炉，同时打开熔铸炉与保温炉间的塞棒开关，使铜合金液潜流到保温炉内，并控制好塞棒开关的开关流量，确保保温炉的铜合金液保持在设定的液面上。

在熔铸炉内的铜合金液面上覆盖木炭，在保温炉内的铜合金液面上覆盖石墨磷片，以确保铜合金液与空气隔绝；在浇注时，采用氮气保护铸坯管与结晶器，以确保铜合金铸坯管的内在质量。

在铣面步骤中，在铣面机上用三把铣刀铣削铸坯管外圆表面0.7～1.0mm左右的氧化层；铣削后铸坯管的外圆表面光滑。

在行星轧管步骤中，使空心的铸坯管在变形区内的温度迅速升高至铜合金的再结晶温度850℃以上。

在拉伸步骤中，将所述盘管坯的管径与壁厚逐步拉伸变形；其中，盘管坯的管径在三个道次的拉伸变形时每次的变化量依次为48mm、40mm、33mm、29mm；盘管坯的壁厚在三个道次的拉伸变形时每次的变化量依次为2.6mm、2.1mm、1.7mm、1.4mm。

在二次光亮退火步骤中，在倒立式盘拉机上拉伸时，所述盘管坯的管径在五个道次的拉伸变形时每次的变化量依次为29mm、25mm、22mm、19mm、16mm、12.7mm；盘管坯的壁厚在五个道次的拉伸变形时每次的变化量依次为1.4mm、1.2mm、1.0mm、0.85mm、0.75mm、0.70mm。

本发明的优点是：1、提高设备的半自动化程度及管材综合成品率。2、改善劳动力密集形的生产方式，提高劳动生产率。3、改变传统的直管生产作业方式，防止管材外表磕、碰、伤，提高产品质量档次。本发明改变了传统的工艺技术，实现铜合金管的连续生产，可以减少在冷加工过程中的几何废料，从而节约能耗与生产成本；再经过盘拉至成品盘管，综合成材率可达到75.9％，而传统工艺的综合成材率仅为39.6％，大幅度上升36.3％的综合成材率。

具体实施方式

一、本发明的工艺流程：

Cu+Ni+Fe，熔化，光谱分析，水平连铸，铣面，检验，一次光亮退火，行星轧管，收卷，检验，三联拉伸，二次光亮退火，多道次盘拉，检验，清洗外表、探伤、复绕，清洗内壁，三次光亮退火，检验，包装入库。

下面对本发明的工艺流程进行详细描述：

1、熔化与水平连铸：采用高低炉分开式布置。熔化炉将Bfe10-1-1配料熔化至1250～1300℃时，取样炉前分析合格(炉前分析元素控制范围：Ni：9.15～9.80％，Fe：1.15～1.35％，Mn：0.75～0.95％，其它杂质总和≤0.70％，其余为Cu，单位为质量百分数)后，倾斜熔化炉的炉体，将熔化炉内的铜合金液通过流槽流入熔铸炉，同时打开熔铸炉与保温炉中间的塞棒开关，使铜合金液潜流入到保温炉内；控制好塞棒开关的开关流量，确保保温炉的铜合金液保持在一定液面上；熔铸炉内铜合金液面上的覆盖剂为木炭，保温炉内铜合金液面上的覆盖剂为石墨磷片，以确保铜合金液与空气隔绝。浇铸空心锭规格：∮80×19×16000、重量为519Kg，采用氮气保护铸坯管与结晶器，确保铜合金铸坯管的内在质量；采用此工艺可以比传统工艺可提高4％的成材率(包括铣面屑)。

2、铣面：在铜管生产工艺中，连铸铜合金的铸坯管在轧制前必须有一道去除外表面氧化层的铣面工序；铣面时，在铣面机上用三把专用铣刀铣削铸坯管外圆表面0.7～1.0mm左右的氧化层，铣削后的∮78.2×18铜合金铸坯管的外表光滑，以保证轧制后铜合金管的外表产品质量。

3、一次光亮退火：将∮78.2×18铜合金铸坯管在辊底式退火炉内进行光亮退火，退火温度为620～670℃，保温时间60～90分钟，辊速20～28HZ。

4、行星轧管与收卷：然后送行星轧机轧制，省去传统的挤压工序，由于传统的挤压工序不可避免地会产生压余、脱皮、穿孔头等几何废料。本发明用行星轧机轧管可提高25％的成材率，并降低生产成本，减少环境污染，产品质量得到了提高与稳定；行星轧机轧制工艺具有变形迅速、加工率大等特点，使空心的铸坯管在变形区内的温度迅速升高至铜的再结晶温度850℃以上；由于合金锭坯与紫铜锭坯的材料差异，再结晶温度高、导热系数差，目前还没有厂家直接轧制成功，申请人依据行星轧机的原理及轧制力，将己光亮退火软化、消除内应力的空心合金铸坯管，在行星轧管机上轧制成∮48×2.6管坯，再用收卷机打成盘管坯。

5、拉伸：将∮48×2.6的铜合金盘管坯上三联式拉拔机拉至∮29×1.4盘管坯。拉伸时，共进行三个道次的拉伸，每个道次拉伸时，盘管坯的管径与壁厚的变化量依次为：∮48×2.6，∮40×2.1，∮33×1.7，∮29×1.4。其中∮48×2.6是盘管坯的拉伸前的管径与壁厚尺寸，∮29×1.4是拉伸后盘管坯的管径与壁厚尺寸，单位为mm。

6、二次光亮退火与盘拉：然后把∮29×1.4盘管坯，通过∮3100钟罩式炉进行二次光亮退火后，送至2.2M倒立式盘拉机拉至大盘料管，退火温度：600～650℃，保温时间：60～90mim，保护气体：氮气+氢气。盘拉时共进行五个道次的拉伸，每个道次拉伸时，盘管坯的管径与壁厚的变化量依次为：∮29×1.4，∮25×1.2，∮22×1，∮19×0.85，∮16×0.75，∮12.7×0.7。其中∮29×1.4是盘管坯的拉伸前的管径与壁厚尺寸，∮12.7×0.7是拉伸后的大盘料管尺寸，单位为mm。

7、清洗与复绕：大盘料管通过复绕机，利用铜管外表清洗剂行清洗大盘料管外表，利用涡流探伤仪器探测大盘料管是否有开裂或碰伤，合格的大盘料管再复绕成120Kg～140Kg重的成品盘管，再用清洗剂清洗内壁后送∮1300井式光亮退火炉进行三次光亮退火处理。

8、三次光亮退火：井式光亮退火炉退火温度：600～650℃、保温时间：60～90mim、保护气体：氮气+氢气。

9、整理与包装：将退火后的合金盘管做拉力测试合格后整理，然后用木盘片上下夹紧打包，按要求叠起来用缠绕膜包装。

10、连接管(直管)的生产：

管材通过2.2M盘拉至成品，检验，清洗内壁油污，精整矫直定尺切断(清洗外表、探伤、检验)，去毛刺，内壁打海绵去铜屑，玻璃纤维带捆扎，台车式光亮退火，检验，包装入库。

11、内径要求(直管)的生产：

管材通过2.2M盘拉至成品的前一道，盘拉直拉伸至成品(粗定尺、检验)，精定尺，去毛刺，内壁清洗打海绵去铜屑，探伤，整理外表、玻璃纤维带捆扎，台车式光亮退火，检验，包装入库。

二、本发明所需的工艺装备如下：

1.铜合金水平熔铸炉机组一台套；

2.XX85铣面机一台套；

3.辊底通过式光亮退火机组；

4.SG90三辊行星轧管机一台套；

5.三连拉联合拉拔机组一台套；

6.倒立式圆盘拉伸机二台套；

7.带清洗、探伤的复绕机二台套；

8.盘拉直机三台套；

9.∮1300井式光亮退火炉二台套；

10.∮3100钟罩式光亮退火炉一台套；

11.带清洗与探伤的精整定尺切断机一台套；

12.栈板式自动缠绕机一台套；

13.直读式光谱分析仪一台套。

Claims (7)

1.铜合金盘管的生产方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

a、熔化，将铜合金在熔化炉内熔化至温度为1250～1300℃，形成铜合金液；再取样化验，使所述铜合金的成分为Ni：9.15～9.80％，Fe：1.15～1.35％，Mn：0.75～0.95％，其它杂质总和≤0.70％，其余为Cu，单位为质量百分数；

b、水平连铸，使所述铜合金液通过流槽流入熔铸炉，再打开熔铸炉与保温炉之间的通道，使铜合金液潜流入保温炉内；然后浇注成铸坯管；

c、铣面，将所述铸坯管在铣面机上进行铣面，以清除铸坯管表面的氧化层；

d、一次光亮退火，将铣面后的铸坯管送入退火炉内进行退火，退火温度为620～670℃、保温60～90分钟，以软化铸坯管和消除铸坯管的内应力；

e、行星轧管，将经过一次光亮退火后的铸坯管在行星轧管机上轧制成管坯，再在收卷机上卷绕成盘管坯；

f、拉伸，将所述盘管坯在三联式拉拔机上进行拉伸；

g、二次光亮退火，将拉伸后的盘管坯送入钟罩式炉内进行二次光亮退火；退火温度：600～650℃，保温时间：60～90mim，以消除盘管坯的内应力，使盘管坯软化，后道拉伸时铜管晶粒细化；然后送至倒立式盘拉机上拉至大盘料管；

h、清洗，用铜管外表清洗剂清洗掉所述大盘料管外表的油污；再用涡流探伤仪器探测大盘料管外表是否有开裂或磕碰伤；再将合格的大盘料管复绕成成品盘管；然后用清洗剂清洁成品盘管内壁的油污；

i、三次光亮退火，将清洗后的成品盘管送入退火炉内进行三次光亮退火，三次光亮退火温度：600～650℃；保温时间：60～90mim；三次光亮退火时的保护气体：氮气+氢气。

2.如权利要求1所述铜合金盘管的生产方法，其特征在于，在熔化与水平连铸步骤中，所述熔化炉的位置高于所述熔铸炉，在熔化炉与熔铸炉间有流槽相互连接，在熔铸炉与保温炉间有流道，在所述流道上设置起开关作用的塞棒；当需要将铜合金液送入保温炉内时，倾斜熔化炉的炉体，将熔化炉内的铜合金液通过流槽流入熔铸炉，同时打开熔铸炉与保温炉间的塞棒开关，使铜合金液潜流到保温炉内，并控制好塞棒开关的开关流量，确保保温炉的铜合金液保持在设定的液面上。

3.如权利要求2所述铜合金盘管的生产方法，其特征是：在熔铸炉内的铜合金液面上覆盖木炭，在保温炉内的铜合金液面上覆盖石墨磷片，以确保铜合金液与空气隔绝；在浇注时，采用氮气保护铸坯管与结晶器，以确保铜合金铸坯管的内在质量。

4.如权利要求1所述铜合金盘管的生产方法，其特征是：在铣面步骤中，在铣面机上用三把铣刀铣削铸坯管外圆表面0.7～1.0mm左右的氧化层；铣削后铸坯管的外圆表面光滑。

5.如权利要求1所述铜合金盘管的生产方法，其特征是：在行星轧管步骤中，使空心的铸坯管在变形区内的温度迅速升高至铜合金的再结晶温度850℃以上。

6.如权利要求1所述铜合金盘管的生产方法，其特征是：在拉伸步骤中，将所述盘管的管径与壁厚逐步拉伸变形；其中，盘管管径在三个道次的拉伸变形时每次的变化量依次为48mm、40mm、33mm、29mm；盘管壁厚在三个道次的拉伸变形时每次的变化量依次为2.6mm、2.1mm、1.7mm、1.4mm。

7.如权利要求1所述铜合金盘管的生产方法，其特征是：在二次光亮退火步骤中，在倒立式盘拉机上拉伸时，所述盘管管径在五个道次的拉伸变形时每次的变化量依次为29mm、25mm、22mm、19mm、16mm、12.7mm；盘管壁厚在五个道次的拉伸变形时每次的变化量依次为1.4mm、1.2mm、1.0mm、0.85mm、0.75m