CN209753960U - 一种铜杆生产*** - Google Patents

Abstract

一种铜杆生产***，包括：熔炼装置，熔炼装置包括依次连通的预热炉、熔化炉、溜槽、保温炉，其中：预热炉用于将铜料预热；熔化炉用于将预热的铜料除氧、熔化为铜液并经溜槽输送至保温炉保温；保温炉用于对铜液保温，并将铜液输送至浸涂室和第一中空结晶器；第一中空结晶器，用于使铜液结晶形成第一初级铸杆；浸涂室，使铜液涂覆于第一初级铸杆的表面，生成中级铸杆；热轧装置，对中级铸杆进行热轧处理；第一成圈装置，将经过热轧的中级铸杆绕制成圈。本实用新型解决了浸涂法生产效率低，产能不足的问题。可以根据对铜杆品质需求不同，选择不同的生产方式，产品种类得到丰富。铜杆伸长率也明显改善。铜杆产品经加工为扁线退火后表面没有气泡现象。

Description

一种铜杆生产***

技术领域

本实用新型涉及铜杆生产技术领域，具体地说，涉及一种铜杆生产***。

背景技术

浸涂法铜杆生产方法是将表面氧化皮剔除后的母杆，自下而上匀速通过盛有一铜液的容器中。因芯杆与铜液之间存在温差，母杆通过铜液的过程中会大量吸热，铜液会均匀的附着在芯杆表面，形成新的铸杆，再通过热轧加工成所需的成品尺寸。该工艺从铜板投入到熔炼工序、浸涂工序、最后再到轧机工序可以在线调整，轧到所需要的产品规格，整线采用还原性气氛和真空密闭保护，最终产品氧含量控制在1ppm～5ppm精密无氧铜杆，产品后续的可加工性、导电性、使用的稳定性非常卓越。

目前，浸涂法铜杆生产方法中，都是将生产的铜杆半成品中的一部分的铜杆直接作为母杆，循环返回浸涂容器中浸涂，而半成品中的另一部分则进行拉丝工序，形成成品。然而，由于浸涂法生产工艺复杂，铜杆生产耗时长，这无疑增加了整个铜杆生产工序的时间，生产效率低下。并且，铜杆循环反复的浸涂，也容易在铜杆内裹入气泡，导致铜杆产品质量不合格。

实用新型内容

为解决以上问题，本实用新型提供一种铜杆生产***，铜杆生产***包括：熔炼装置，所述熔炼装置包括依次连通的预热炉、熔化炉、溜槽、保温炉，其中：所述预热炉用于将铜料预热；所述熔化炉用于将预热的铜料除氧、熔化为铜液并经溜槽输送至保温炉保温；所述保温炉用于对铜液保温，并将铜液输送至浸涂室和第一中空结晶器；第一中空结晶器，用于使铜液结晶形成第一初级铸杆；浸涂室，使铜液涂覆于第一初级铸杆的表面，生成中级铸杆；热轧装置，对所述中级铸杆进行热轧处理；第一成圈装置，将经过热轧的中级铸杆绕制成圈。

优选地，还包括依次布置的拉伸装置、剥皮装置、输送装置，所述拉伸装置用于对所述第一初级铸杆进行挤压整形；所述剥皮装置用于对经过挤压整形的第一初级铸杆进行剥皮处理；所述输送装置用于将剥皮装置产生的铜屑输送至熔炼装置中。

优选地，还包括吹干装置，用于吹除热轧过程中喷射在铜杆上的冷却液。

优选地，还包括拉丝装置，所述拉丝装置用于对绕制成圈的中级铸杆进行拉丝处理。

优选地，铜杆生产***还包括第二中空结晶器、冷轧装置、第二成圈装置，所述第二中空结晶器用于使保温炉输送至第二中空结晶器中的铜液生成第二初级铸杆；冷轧装置用于将所述第二初级铸杆进行冷轧处理；第二成圈装置用于将经过冷轧处理的第二初级铸杆绕制成圈。

本申请的铜杆生产***具有以下有益效果：

(1)解决了上引法中铜杆产品结晶疏松、密度低的问题，又解决了浸涂法生产效率低，产能不足的问题。

(2)使用上引法生产初级铸杆的速度快，且生产成本低，相较于以往利用浸涂法生产的铜杆成品中的16mm的铜杆循环返回浸涂容器中，提高了生产效率，产能得到提升，成本得到降低。

(3)可以根据对铜杆品质需求不同，选择不同的生产方式，既可以同时生成高品质铜杆和低品质铜杆，也可以仅生成高品质铜杆或低品质铜杆，产品种类得到丰富。

(4)因上引法的铜杆产品氧含量高、晶体疏松、密度低、伸率低，但上引杆作为母杆用于浸涂法设备最终产品晶体密度变高，伸长率也明显改善。相对于浸涂法，铜杆的伸长率从35％～40％提升到37％～40％。

(5)因国内风电、高铁等高端扁线(由铜杆加工成的)市场使用上引法和浸涂法二种工艺生产的铜杆，因上引法铜杆密度差，氧含量高，导致加工扁线后硬度、弯曲能力等检查数据较差，浸涂法产品加工扁线后，硬度、氧含量、弯曲能力所有技术指标要都较大优势好于上引法的产品，但是产品退火后表面起泡现象较多。究其原因是浸涂法工艺需要反复生产母杆，由于多次浸涂，芯杆与铜水浸涂层容易产生细微的空隙，在扁线客户加工成扁线退火后就容易出现气泡，通过本实用新型的铜杆生产***，采用铜液在结晶器内结晶形成母杆，直接浸涂使用生产成品(不需要循环生产母杆，再生产成品)，产品经加工为扁线退火后没有起泡现象。

附图说明

通过结合下面附图对其实施例进行描述，本实用新型的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。

图1是表示本实用新型第一实施例的铜杆生产方法的工序流程图；

图2是表示本实用新型第一实施例的铜杆生产方法的工艺流程图；

图3是表示本实用新型第二实施例的铜杆生产方法的工艺流程图；

图4是表示本实用新型用于第一实施例的铜杆生产方法的铜杆生产***的设备连接图；

图5是表示本实用新型用于第二实施例的铜杆生产方法的铜杆生产***的设备连接图。

具体实施方式

下面将参考附图来描述本实用新型所述的铜杆生产方法及***的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式或其组合对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。

铜杆生产方法包括第一实施例和第二实施例。

第一实施例

如图1所示，包括如下步骤：

步骤S10，如图2、图4所示，将铜料10(电解铜)加入熔炼装置中熔化得到铜液。其中，熔炼装置包括依次连接的预热炉20、熔化炉30、溜槽110、第一保温炉40。在预热炉20内通入可燃气体，铜料10输送至预热炉20中燃烧预热，烧除铜料10表面附着物。具体说，预热炉20内进行不完全燃烧反应(部***解)，不完全燃烧反应是放热反应，因此预热炉20不需要外界提供热能，以自己燃烧产生的热量便能使反应连续进行。预热炉20和熔化炉30密闭衔接，以防止损失热量，预热后的铜料密闭输送至熔化炉30熔化为铜液100，铜液100经溜槽110流入第一保温炉40。进一步地，在所述熔化炉30、第一保温炉40内充有还原性保护气体。所述还原性保护气体包括惰性气体和/或氮气。并且，还向熔化炉30、第一保温炉40炉内充入有除氧剂。

将铜液10分别引流至第一中空结晶器80和浸涂室50，其中，铜液100是进入第二保温炉90，并从第二保温炉90进入第一中空结晶器80的。不过，此处并不排除第一保温炉40和第二保温炉90合并为一个。第一中空结晶器80采用循环冷却水隔套冷却，使得铜液100在第一中空结晶器80内凝结成固体，采用牵引机构向上牵引固体上端，形成第一初级铸杆。

步骤S30，将所述第一初级铸杆送入盛装有铜液的浸涂室50，第一初级铸杆穿过浸涂室50的过程中会大量吸热，铜液100会均匀的附着在第一初级铸杆的表面，形成中级铸杆。

步骤S50，将所述中级铸杆进行冷却，冷却到符合工艺的温度。

步骤S70，将冷却后的所述中级铸杆进行热轧处理生成铜杆。具体说，冷却后的中级铸杆通过直立式轧机，在线热轧到所需的产品规格。并且，优选地，在冷却和热轧工序也通入还原性保护气体。

步骤S90，将所述铜杆绕制成圈。

进一步地，所述第一初级铸杆在送入浸涂室50之前，先经过拉伸工序、剥皮工序，且剥皮工序产生的铜屑输送至熔炼装置中。其中，拉伸工序是第一初级铸杆经过单头拉丝机的模具挤压整形。剥皮工序是使用剥皮装置剥去第一初级铸杆的表面一层，形成绝对清洁的芯杆。优选地，剥皮工序产生的铜屑输送至熔炼装置中，具体说，是输送到熔化炉30中。

第二实施例

如图3、图5所示，在第一实施例的基础上还设置有第二中空结晶器120，当第一初级铸杆的产出速度大于中级铸杆的产出速度时，控制铜液也向第二中空结晶器120输送。具体说，是在第二保温炉90中再设置第二中空结晶器120，铜液100在第二中空结晶器120内凝结成固体，采用牵引机构向上牵引固体上端，形成第二初级铸杆，所述第二初级铸杆经冷轧工序、成圈工序生成铜杆成品。具体说，由于第一中空结晶器80在结晶出第一初级铸杆时需要保证一定的输出速度。而产出的第一初级铸杆的产出速度可能会比第一初级铸杆穿过浸涂室的速度快，这使得第一初级铸杆在进入浸涂室前产生堆积。当然，可以将第一初级铸杆先成圈，然后再根据浸涂室的情况输送给浸涂室50。不过，本实施例通过引入第二中空结晶器120来配合浸涂室对铜杆的涂覆速度。具体说，还可以将铜液输送至第二中空结晶器120，第二中空结晶器120会产生第二初级铸杆，第二初级铸杆的后续工序是冷轧工序、成圈工序，从而生成铜杆成品。当然，由于第一初级铸杆和第二初级铸杆后续的工序不同，生成铜杆的品质是不同的。通过这样设置，既能够保证第一初级铸杆与浸涂室的涂覆速度匹配，又能够同时生成另一品质的铜杆。因此，可以根据铜杆品质需求的不同，既可以同时生成两种品质的铜杆，也可以仅利用浸涂铜杆的方式来生产铜杆，也可以仅利用结晶的方式来生产铜杆。有效提高了铜杆生产的种类和产能。

以上说明了铜杆生产的方法，下面具体描述与其对应的铜杆生产***，包括与第一实施例和第二实施例分别对应的铜杆生产***。

与第一实施例对应的铜杆生产***

包括预热炉20、熔化炉30、溜槽110、第一保温炉40、浸涂室50、冷却室60、热轧装置70、第二保温炉90、第一中空结晶器80。其中，预热炉20、熔化炉30、溜槽110、第一保温炉40依次连通。在预热炉20内通入可燃气体，铜料10输送至预热炉20中燃烧预热，烧除铜料10表面附着物。具体说，预热炉22内进行不完全燃烧反应(部***解)，不完全燃烧反应是放热反应，因此燃烧炉不需要外界提供热能，以自己燃烧产生的热量便能使反应连续进行。预热炉和熔化炉密闭衔接，以防止损失热量，预热后的铜料密闭输送至熔化炉熔化为铜液，铜液经溜槽110流入第一保温炉40。更进一步地，在所述熔化炉30、第一保温炉40炉内充有氮气或惰性气体、脱氧剂，以去除铜液中的氧。

从第一保温炉40里出来的铜液100同时进入第二保温炉90和浸涂室50，其中，进入第二保温炉90的铜液进入第一中空结晶器80内凝结成固体，牵引机构(未示出)向上牵引固体上端，形成第一初级铸杆。此处并不排除第一保温炉40和第二保温炉90合并为一个。第一初级铸杆向上进入浸涂室50，具体说，是从浸涂室50的下端进入浸涂室50，并从浸涂室50的上端穿出。其中，浸涂室可以是采用石墨坩埚，并具有保温功能。在第一初级铸杆从浸涂室50穿过的过程中，铜液涂覆于第一初级铸杆的表面，生成中级铸杆。中级铸杆进入冷却室60，冷却到工序要求的温度。经过冷却的中级铸杆进入热轧装置70，对所述中级铸杆进行热轧处理，形成铜杆。铜杆经第一成圈装置绕制成圈，形成铜杆成品。其中，还可以包括吹干装置(未示出)、探伤装置，热轧后的形成的铜杆还依次经过吹干装置、探伤装置后才绕制成圈。

进一步，还包括依次布置的拉伸装置、剥皮装置，所述拉伸装置用于对所述第一初级铸杆进行挤压整形；所述剥皮装置用于对所述第一初级铸杆进行剥皮处理。

进一步，还包括输送装置，用于将剥皮装置产生的铜屑输送至熔炼装置中。

与第二实施例对应的铜杆生产***

与第二实施例对应的铜杆生产***是在第一实施例的基础上增设了第二中空结晶器120，冷轧装置130、第二成圈装置，第二中空结晶器120也与第二保温炉90连通。铜液100还可以输送至第二保温炉90连通的第二中空结晶器120中。牵引机构(未示出)向上牵引固体上端，形成第二初级铸杆，第二初级铸杆经过冷轧装置130、第二成圈装置后经过成圈处理形成另一种品质的铜杆成品。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种铜杆生产***，其特征在于，铜杆生产***包括：

熔炼装置，所述熔炼装置包括依次连通的预热炉、熔化炉、溜槽、保温炉，其中：

所述预热炉用于将铜料预热；

所述熔化炉用于将预热的铜料除氧、熔化为铜液并经溜槽输送至保温炉保温；

所述保温炉用于对铜液保温，并将铜液输送至浸涂室和第一中空结晶器；

第一中空结晶器，用于使铜液结晶形成第一初级铸杆；

浸涂室，使铜液涂覆于第一初级铸杆的表面，生成中级铸杆；

热轧装置，对所述中级铸杆进行热轧处理；

第一成圈装置，将经过热轧的中级铸杆绕制成圈。

2.根据权利要求1所述的铜杆生产***，其特征在于，

还包括依次布置的拉伸装置、剥皮装置、输送装置，所述拉伸装置用于对所述第一初级铸杆进行挤压整形；

所述剥皮装置用于对经过挤压整形的第一初级铸杆进行剥皮处理；

所述输送装置用于将剥皮装置产生的铜屑输送至熔炼装置中。

3.根据权利要求1所述的铜杆生产***，其特征在于，

还包括吹干装置，用于吹除热轧过程中喷射在铜杆上的冷却液。

4.根据权利要求1所述的铜杆生产***，其特征在于，

还包括拉丝装置，所述拉丝装置用于对绕制成圈的中级铸杆进行拉丝处理。

5.根据权利要求1所述的铜杆生产***，其特征在于，铜杆生产***还包括第二中空结晶器、冷轧装置、第二成圈装置，

所述第二中空结晶器用于使保温炉输送至第二中空结晶器中的铜液生成第二初级铸杆；

冷轧装置用于将所述第二初级铸杆进行冷轧处理；

第二成圈装置用于将经过冷轧处理的第二初级铸杆绕制成圈。