淺析上引法無氧銅桿氣孔的成因及消除

1、淺析上引法無氧銅桿氣孔的成因及消除朵智自 1998年起我公司熔壓分廠先后上了三條國產(chǎn)上引法8.0無氧銅桿連鑄機(jī)組生產(chǎn)線以來，既顯示了它的優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單、易常握、節(jié)能環(huán)保、銅損耗低、產(chǎn)量穩(wěn)定，一般情況下質(zhì)量能滿足生產(chǎn)要求；但也發(fā)現(xiàn)了它的不足：用料精要求高，且熔煉過程不能減少雜質(zhì)含量，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。由于影響銅桿質(zhì)量的因素很多，在生產(chǎn)中如果稍有疏忽，銅桿就會發(fā)生斷裂。表面粗糙、空心、組織疏松、結(jié)晶不均勻、夾雜和表面氧化等缺陷，造成桿線報廢又重新回爐，使生產(chǎn)成本上升，經(jīng)濟(jì)效益下降。特別是銅桿氣孔問題，一直困擾著生產(chǎn)、使用部門。因此研究銅桿氣孔的成因和消除已成為一個重要課題，本文對此作一探討。一、原材

2、料的影響1、陰極電解銅電解銅質(zhì)量的好壞是生產(chǎn)合格無氧銅桿最關(guān)鍵因素，按生產(chǎn)工藝規(guī)定：用于制造無氧銅桿的銅板必須符合GB/T467-1997標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的一號陰極銅的技術(shù)要求。若銅板表面有銅豆（含 S、 H ）和銅綠（ CuSO 4 ·5H 2 O），銅板在熔煉過程中，隨溫度的升高會分解出 H 2 和 O2 及 S 并大量溶解在銅液中，在結(jié)晶成桿時又會析出形成氣孔。因此，低于此標(biāo)準(zhǔn)的電解銅都1 / 5不能投料生產(chǎn)。2、回爐廢銅線對于本廠生產(chǎn)造成的廢銅線，在熔煉入爐前必須將附帶的橡皮、塑料、紙、鍍銀銅線、鍍錫銅線、鋼絲和鋁線以及其它夾雜物質(zhì)挑揀干凈。因?yàn)槿蹮掃^程本身不能減少雜質(zhì)含量，所以廢

3、銅線入爐前必須干燥、潔凈，其表面不得附著油、乳液、水份，有油污的要挑揀除掉，有水份的一定要烘干后再入爐，否則不潔廢銅桿入爐熔煉產(chǎn)生的有害雜質(zhì)和氣體一旦溶入銅液后，會導(dǎo)致結(jié)晶的銅桿電阻率超標(biāo)，析出的氣體形成“空心”桿或縮孔。二、覆蓋劑的影響現(xiàn)用覆蓋劑為木炭，覆蓋在熔爐內(nèi)銅液表面，主要被用來還原脫氣，除掉銅液中的氧，木炭和氧結(jié)合生成氧化碳，變成氣體排除，而達(dá)到除氧的目的，同時木炭還具有隔離空氣和保溫的作用，避免銅液從空氣中吸氧和氫。但若木炭質(zhì)量差且潮濕，未烘烤入爐，會使木炭中的氫和氧等有害物質(zhì)進(jìn)入銅液，會使銅桿產(chǎn)生氣孔，因此木炭的質(zhì)量必須符合生產(chǎn)工藝規(guī)定，木炭入爐之前必須經(jīng)過粒度選擇，凈化再進(jìn)行烘

4、烤備用。三、生產(chǎn)設(shè)備的影響上引感應(yīng)爐一般為連體組合爐，由熔化爐、靜置過渡倉和保溫爐三部分組成，但我分廠 3 號上引機(jī)的感應(yīng)爐組成只有二部分即熔化爐和保溫爐，從這幾年的使用情況看，該機(jī)生產(chǎn)的2 / 5銅桿出現(xiàn)氣孔的機(jī)率要比1、 2 號上引機(jī)高，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)問題出在缺少靜置過渡倉，其結(jié)果會導(dǎo)致：溫度波動大。剛放入一塊銅板時，熔化爐這邊呈低溫狀態(tài)，保溫爐的溫度相應(yīng)下降好幾度，當(dāng)固態(tài)銅一化完時，銅水流動性驟然提高，銅液溫度跟著提高，這對形成穩(wěn)定的銅桿結(jié)晶環(huán)境不利，銅桿的結(jié)晶狀態(tài)性能沿長度方向就不一致；不利于銅水凈化。所謂凈化，包括兩方面：一是氣體的析出，二是雜質(zhì)的懸浮。氣體主要來自電解銅、木炭和爐氣，除

5、部分極少的硫、磷有害氣體外，02 、 H 2 、 H 2 0 是主要的，若過飽和會在銅桿中心析出，形成“空心”，所以設(shè)置過渡倉的目的就是為了有更多的時間完成脫氣的物理，化學(xué)反應(yīng)。為彌補(bǔ)3 號上引機(jī)熔爐先天不足，操作中要做好幾項(xiàng)工作： 1 ）適當(dāng)增加爐子的清渣，換炭次數(shù)，確保覆蓋劑不失效； 2 ）注意均衡加料，減小銅液溫度的波動；3 ）盡量少用或不用打包廢銅線入爐，改用剪斷的廢銅線。四、工藝參數(shù)的影響爐溫、冷卻水流量和引桿速度是直接影響銅桿質(zhì)量的三大因素。1、爐溫一般要求，熔化爐溫度為1175 ±5 ，保溫爐的溫度為1145 ±5 ，在實(shí)際操作時，一般都是控制保溫爐的溫度，若

6、銅液溫度過高，銅桿結(jié)晶就粗大，其組織較疏松易產(chǎn)生縮孔等缺陷，還易于從空氣中吸氫和氧；銅液溫度過低，銅液流動性3 / 5差，銅桿外觀易產(chǎn)生裂紋和冷隔等缺陷。因此控制好爐溫是引好銅桿的關(guān)鍵，操作時要特別注意均衡加料。2、冷卻水流量若結(jié)晶器進(jìn)水溫度太高且流量太小時，會導(dǎo)致銅液冷卻不好、結(jié)晶不均勻、銅桿溫度高、易氧化并產(chǎn)生空心桿。在日常生產(chǎn)中，銅液溫度與引桿速度基本是不變的，操作工唯一可調(diào)節(jié)的就是水壓與出水量。因此調(diào)節(jié)水壓及水量是引好鑄桿的前提條件，要根據(jù)不同季節(jié)、不同進(jìn)水溫度來調(diào)節(jié)水壓和水量，并要經(jīng)常檢查銅桿表面及出水溫度是否正常。3、引桿速度引桿速度必須與銅液溫度，冷卻強(qiáng)度相匹配，如在其它條件一定

7、的情況下，引桿速度快時，銅桿結(jié)晶粗大，組織疏松，加工性能不好，易形成縮孔；引桿速度慢時，銅桿易產(chǎn)生表面裂紋，產(chǎn)量又低，不能完全發(fā)揮出設(shè)備的生產(chǎn)效力。五、操作工應(yīng)注意的事項(xiàng)1 、定期做好結(jié)晶器的日常維護(hù)。除垢保潔，確保水路暢通；2 、電解銅入爐前須潔凈，要先在爐膛上烘烤預(yù)熱，除去水份等，不符工藝規(guī)定的電解銅和廢銅桿線嚴(yán)禁入爐。3 、加料須均衡，要少加勤加，保持爐溫恒定和銅液面穩(wěn)定，且加入的銅板或回爐廢銅料，不能浮在銅液表面，要及時用木棒壓入銅液中。4 、木炭入爐前必須烘烤，木炭覆蓋層一定要嚴(yán)密，且保4 / 5持足夠厚度，避免銅液吸入空氣中的氧和氫；5 、清渣換炭一定要按工藝規(guī)范認(rèn)真操作，避免銅液暴露在空氣中吸氣。6、定期清除爐壁掛渣，防止有害物質(zhì)再次溶入銅液；7 、要隨時注意觀察銅桿質(zhì)量，銅液液面高度和木炭覆蓋情況及各工藝參數(shù)的變化。若發(fā)現(xiàn)銅桿質(zhì)量異常，則應(yīng)及時采取措施處置。綜上所述，無氧銅桿氣孔是綜合因素所致，生產(chǎn)各環(huán)節(jié)中的任何疏忽都會造成氣孔，不能說哪個環(huán)節(jié)特別重要，只能說沒有一個環(huán)節(jié)不重要。從原材料、工藝、設(shè)備、環(huán)境、人員素質(zhì)各方面有充裕的保證，才能減少銅桿氣孔產(chǎn)生。那么目前我們應(yīng)重點(diǎn)