CN101914689A - 一种用废铜生产低氧电工用铜线坯的方法 - Google Patents

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居建国
刘汉玖
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Abstract

本发明公开了一种利用废铜生产低氧电工用铜线坯的方法。它是将废铜分选打包后投炉熔化，再先后加入焦炭、石英、石灰进行三次精炼；得到较高纯度的氧化铜；用原木插木还原后得到纯铜，经浇铸，通过连铸连轧而得产品。同已有技术相比，本发明方法产品的质量稳定，提高生产效率，能节约生产成本，提高产品合格率。

Description

一种用废铜生产低氧电工用铜线坯的方法
(一)技术领域：本发明涉及金属铜的加工方法，特别涉及用废铜生产低氧电工用铜线坯。
(二)背景技术：传统的方法用反射炉进行废铜冶炼，是在熔炼过程中吹入空气对铜进行氧化；用插木或重油将铜水进行还原，其原理是用插木或重油还原过程中裂解产生的甲烷、氢气来夺取铜水中氧化铜的氧，其反应式为：2H2O＝＝2H2+O2  Cu2O+H2＝＝Cu+H2O；4Cu2O+CH4＝＝8Cu+2H2O+CO，用这种传统的冶炼方法，由于废铜品质的差别很大，造成产品的质量不稳定。特别是生产的电工用8mm铜线坯的质量非常不稳定。
(三)发明内容：
1、发明目的：本发明的目的在于针对原有技术方案的不足，提供一种利用废铜生产低氧电工用铜线坯的方法。解决由于传统反射炉冶炼生产过程中原材料的品质差别很大导致产品质量不稳定和高品质原材料导致成本高的问题。
2、技术方案本发明的技术方案是：一种利用废铜生产低氧电工用铜线坯的方法，依次包括如下步骤：废铜分选打包；当反射炉炉温达到1300℃，废铜开始投炉，废铜熔化后，保持炉温在1100～1150℃，扒渣；再继续加温到1200～1250℃以后，加焦炭进行第一次氧化精炼，并温保反射炉炉炉持在1200～1250℃，除渣；加石英进行第二次氧化精炼，并保持温度在1200～1250℃，除渣；加石灰进行第三次氧化精炼，并使温度保持在1200～1250℃，除渣；氧化精炼结束，将纯净的氧化铜，进行插木还原，得到纯铜，并使温度保持在1150～1170℃；浇铸并使温度保持在1150～1120℃；经连铸连轧机得到本发明产品。
具体操作为：当熔炼炉温度提升到1300℃以上开始加料，在加料过程中始终保持炉温不低于1100℃。全部铜料加完后，将炉门放下开始熔化，视熔化进展情况随时调节风量燃料体积比为(6∶4)、调整炉温时(风量与燃料比成正比)炉温1230℃，确保炉料快速熔化。当炉内杂铜熔化三分之二时，可向炉内加适量低硫焦炭(铜重量与焦炭重量比为1000∶2)并用小风管(直径为Φ25mm，风压为0.3～0.5MPa)捅搅熔池，时间为45分钟，以加速熔化，待铜料全部熔化时，将炉渣扒去。
氧化精炼时从工作门***一根子铁管一端成弯曲60-80°且外包耐火泥并烤干的风管(铁)，氧化时风管应***铜水深度2/3；并向铜水内鼓风，鼓风压力为0.3～0.5MPa。氧化期间炉温控制在1200～1250℃，铜水温度1150～1170℃，烟道负压为91Pa。
以下是氧化精炼除锌，铁，铅，锡等杂质的化学方程式为：
ZnO+SiO2＝＝ZnSiO3        FeO+SiO2＝＝FeSiO3
Fe2O3+3SiO2＝＝Fe2(SiO3)  PbO+SiO2＝＝PbSiO3
SnO+SiO2＝＝SnSiO3
还原采取插木还原方法(铜重量与木头重量比20∶1)。
Cu2O+H2＝＝Cu+H2O，
4Cu2O+CH4＝＝8Cu+2H2O+CO
铜水从反射炉出铜口经流槽到浇包，成24°夹角进结晶轮，防止浇铸过程中有气孔和缩孔。冷却成型后的铜坯上引桥，通过整形到连铸连轧机，最终得到电工用低氧Φ8mm铜线坯，最终产品质量达到国家标准GB/T3953-2009
3、有益效果：本发明跟传统反射炉冶炼相比，产品的质量稳定，产品的主要两个指标：铜拉伸强度≥37，体积电阻率p20≤0.01724Ω.mm2/m，要高于传统的反射炉冶炼。与传统反射炉熔炼对铜品质要求很高对比，本发明节省了生产成本，提高了产品合格率。
(四)具体实施方式：
本发明的具体实施方式是：废铜分选打包；当反射炉炉温度提升到1300℃以上开始加料，在加料过程中始终保持炉温不低于1100℃。全部铜料加完后，将炉门放下开始熔化，视熔化进展情况随时调节风量燃料体积比为(6∶4)，熔化并使炉温保持在1100～1150℃并扒渣；加焦炭进行第一次氧化精炼，并使炉温保持在1200～1250℃，除渣；加石英进行第二次氧化精炼，并使温度保持在1200～1250℃，除渣；加石灰进行第三次氧化精炼，并使温度保持在1200～1250℃，除渣；氧化精炼结束，将纯净的氧化铜进行原木插木还原得到纯铜，并使温度保持在1150～1170℃；浇铸并使温度保持在1150～1120℃；进连铸连轧机，得到本发明产品。
具体操作：废铜分选打包备用；当熔炼炉温度提升到1300℃以上，开始加料，在加料过程中始终保持炉温不低于1100℃。全部铜料加完后，将炉门放下开始熔化，这时要视熔化进展情况随时调节风量燃料体积比为(6∶4)、调整炉温时(风量与燃料比成正比)炉温1230℃，确保炉料快速熔化。当炉内杂铜熔化三分之二时，可向炉内加适量低硫焦炭(铜重量与焦炭重量比为1000∶2)并用小风管(直径为Φ25mm，风压为0.3～0.5MPa)捅搅熔池，时间为45分钟，以加速熔化，待铜料全部熔化时，将炉渣扒去。
氧化精炼时从工作门***1根子Φ25mm铁管一端弯曲60-80o(外包耐火泥，烤干)，氧化时风管应***铜水深度2/3，向铜水内鼓风，鼓风压力为0.3～0.5MPa。氧化期间炉温控制在1200～1250℃，铜水温度1150～1170℃，烟道负压为91Pa。整个氧化分几个阶段进行，第一阶段为加焦炭鼓风蒸锌期，此阶段主要是脱锌，同时也有40％～50％铅及70％～80％锡除去，锌则90％除去；第二阶段为鼓风加石英(河沙)除铅锡.第三阶段为鼓风加碱性熔剂(石灰)脱砷锑镍等。在氧化期铜液表面总盖有一层低硫焦炭。
第一部分为加焦炭(铜重量与焦炭重量比为1000∶2)鼓风蒸锌期，主要是脱锌，同时也有40％～50％铅及70％～80％锡除去，锌则90％除去；
第二部分为鼓风加石英(河沙)(铜重量与石英重量比为1000∶1.5)除铅锡。
第三部分为鼓风加碱性熔剂(石灰)(铜重量与石灰的重量比为1000∶1)脱砷锑镍等。
以上三部分为铜氧化精炼及除渣除杂过程。目的是提高氧化铜的纯度。还原采取原木插木还原方法得到纯铜(铜重量与木头重量比20∶1)。
Cu2O+H2＝＝Cu+H2O，
4Cu2O+CH4＝＝8Cu+2H2O+CO
铜水从反射炉出铜口经流槽到浇包，成24°夹角进结晶轮，防止浇铸有气孔缩孔，冷却成型后的铜坯上引桥，通过整形到连铸连轧机，最终得到电工用低氧Φ8mm铜线坯，最终产品质量达到国家标准GB/T3953-2009。

Claims (3)

1.一种利用废铜生产低氧电工用铜线坯的方法，依次包括如下步骤：废铜分选打包；当反射炉炉温达到1300℃，废铜开始投炉，废铜熔化后，保持炉温在1100～1150℃，扒渣；再继续加温到1200～1250℃以后，除渣；加石英进行第二次氧化精炼，并使温度保持在1200～1250℃，除渣；加加石灰进行第三次氧化精炼，并使温度保持在1200～1250℃，除渣；氧化精炼结束，将纯净的氧化铜，进行原木插木还原，得到纯铜，并使温度保持在1150～1170℃；浇铸并使温度保持在1150～1120℃；连铸连轧得到本发明产品。
2.根据权利要求1所述的利用废铜生产低氧电工用铜线坯的方法，其特征在于，它的具体操作步骤为：当熔炼炉温度提升到1300℃以上开始加料，在加料过程中始终保持炉温不低于1100℃；全部铜料加完后，将炉门放下开始熔化，视熔化进展情况随时调节风量燃料体积比为6∶4、调整炉温到1230℃，确保炉料快速熔化；当炉内杂铜熔化三分之二时向炉内添加铜重量千分之二的低硫焦碳并用直径为Φ25mm，风压为0.3～0.5MPa的小风管捅搅熔池，时间为45分钟，以加速熔化；待铜料全部熔化时，将炉渣扒去；氧化精炼时从工作门***一根一端成弯曲60-80°且外包耐火泥并烤干的风管；氧化时风管应***铜水深度2/3；并向铜水内鼓风，鼓风压力为0.3～0.5MPa；氧化期间炉温控制在1200～1250℃，铜水温度1150～1170℃，烟道负压为91Pa；铜水从反射炉出铜口经流槽到浇包，成24°夹角进结晶轮，防止浇铸有气孔缩孔，冷却成型后的铜坯上引桥，通过整形及连铸连轧得本发明产品。
3.根据权利要求1或2所述的利用废铜生产低氧电工用铜线坯的方法，其特征在于，低硫焦炭的加入量为铜重量的2/1000；石英沙的加入量为铜重量的1.5/1000；氧化钙的加入量为铜重量的1/1000。
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