關(guān)于銅的技術(shù)和標準

1、關(guān)于銅的技術(shù)和標準 1、開采和礦物處理： 美國早期的銅業(yè)生產(chǎn)主要集中中美國西部（Arizona, Utah, New Mexico, Montana, and Alaska），當時的銅為生產(chǎn)僅限于開采豐富的含銅礦物。十九世紀末期浮選法的引進可以讓人們從低質(zhì)的斑狀礦石中提取銅和其他金屬（包括金和銀）。在二十世紀八十年代中期，有一個采礦廠引進了一種巨大的、效率很高的運輸系統(tǒng)。2 閃速熔煉： 不斷改善的電鍍和熔煉技術(shù)已經(jīng)成功地提高了冶煉廠的生產(chǎn)力和生產(chǎn)率，同時還越來越適應(yīng)比較苛刻的環(huán)境限制了。 3 電解精煉： 在過去的十年里，許多精煉廠都利用電解精煉法用傳統(tǒng)的銅代替了由不銹鋼或鈦制成的始極片。沉積銅

2、通過用截切機或用氣噴凈法撓曲與不銹鋼或鈦始極片分離。由于在電解槽里引進了正、負極電的自動處理技術(shù)，因此也節(jié)約了大量的人力勞動。4 溶劑提?。?傳統(tǒng)的硫化礦一般都需要經(jīng)過研磨、熔煉和精煉。溶劑的提取需以較低的價格來加工低質(zhì)的氧化物礦。 在第一階段（濾取階段），酸性廢物（稀硫酸）由擺動臺、滴灌設(shè)備或灑水車（報雨鳥）被分布在六十英尺高的礦物堆層上，當它滲入時，它可以通過溶解的銅堆而過濾出去。這些含銅的水及充溢的過濾溶液都是從礦物堆底部流出，然后再注入一個綜合水池里，從這個綜合水池里，它又被抽到溶液提煉廠。這種充溢的過濾溶液然后再與專門用來提煉銅的、含有一種有機化學(xué)物的煤油溶液相混合。這種含有銅的有機

3、物質(zhì)，也叫有機負載物，然后再與一種叫做電解液或含水溶液的含銅硫酸相混合。在混合和沉淀的過程中，銅被從有機溶液轉(zhuǎn)換到含水溶液中，經(jīng)過過濾然后再抽到使用電解冶金法的電解室里。 5 電解冶金法： 在電解冶金的過程中，就象在電精制的過程中一樣，從電解液中提取的銅要儲存七天，然后再放置到銅負極始極片或不銹鋼母片。正電極是由鉛制成的。十天以后，每個原來大約重達1.7bs(7.7克的銅始極片都變成了銅質(zhì)的、重量達200bs( 90.8克的負電極。所產(chǎn)生的電解銅負極符合ASTM B115的要求， 關(guān)于電解負極銅以及電精銅的具體規(guī)格在世界金屬交易市場上都有交易。 6 銅的流動： 這兒展示了銅多銅礦廠或回收的金屬

4、碎屑堆一直到終端市場的整個流動過程。在軋銅廠的運作過程中，同時還引進了諸如鋅、鉛、錫和鎳這樣的合金屬，它們都符合ASTM 的規(guī)定，并遵守B-2委員會的法定程序。 7 不斷的鑄造： 或許在過去的這一百年里銅行業(yè)中唯一重要的革新，從商業(yè)和技術(shù)的角度講，都是連續(xù)性鋼絲棒技術(shù)的引入。用這種方法生產(chǎn)的棒是電線和電纜工業(yè)最基本的原料來源。在生產(chǎn)技術(shù)方面的變化是相當大的，從而導(dǎo)致世界范圍內(nèi)用連續(xù)性線錠產(chǎn)品來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的250-1b(113.5-kg)的鋼絲棒。連續(xù)性的鑄造可使線圈的重量達到10，000-1b（4，540-kg）. 在線圈的尺寸由做它使用的250-1b線錠確定之前，線圈的尺寸只由處理設(shè)備的容量來

5、限定。鋼絲棒廠收到的負電極產(chǎn)品與不斷鑄造的那部分基本是相等的，其量由1987年的250萬磅增加到1996年將近350萬磅。連續(xù)鑄造鋼絲棒符合ASTM B49的規(guī)格要求，這是電力上所用的熱卷銅回火棒的規(guī)格標準。 連續(xù)性或半連續(xù)性鑄造同時也用來生產(chǎn)鑄造塊，以便來將其再生產(chǎn)成盤狀、片狀、條狀產(chǎn)品，或是將其生產(chǎn)成連續(xù)性鑄造塊，從而再將其鋸成坯錠，成為生產(chǎn)管子、導(dǎo)管和鋼棒的過渡產(chǎn)品。 8 技術(shù)革新的產(chǎn)品： 越來越多的生產(chǎn)廠商已經(jīng)將其多合金、多產(chǎn)品的生產(chǎn)線轉(zhuǎn)化成為有合金數(shù)量限制的單一產(chǎn)品生產(chǎn)線。比如：管道產(chǎn)品、條狀產(chǎn)品和棒狀產(chǎn)品，這些產(chǎn)品的生產(chǎn)都是源于加工技術(shù)的改進。9 分析控制： 精煉廠和軋銅廠都從分析

6、配置中獲益，這種裝置可以快速確定保溫爐中融化金屬的化學(xué)成分，并在鑄造之前進雜物控制。10、 無縫鋼管： 在生產(chǎn)管道用、冷藏用、醫(yī)用空氣用、天然氣用和液化石油汽用的無縫鋼管方面的進步使得銅變成了住宅、商業(yè)和工業(yè)建筑使用的首選材料。從歷史的角度講，無縫銅管生產(chǎn)首先是通過穿刺過程將一個固體坯錠變成一個空殼。具有薄墻厚度的擠壓殼是在二十世紀50年代引入市場的，當時已有了大型的擠壓機，這種擠壓機具有更高的擠壓速度。此外，這些外殼還適合于冷拉機上的冷拉以及比過去冷拉工作臺上更大單位重量的輥箱式拉絲卷筒上的冷拉。在冷拉機設(shè)計中的一個主要的進展是旋轉(zhuǎn)器或連續(xù)塊在撥管上的廣泛應(yīng)用，這一原理是從線材工業(yè)上發(fā)展而來

7、的。高速聯(lián)合機根據(jù)一定的尺寸將管道清理、拉直、檢測、標記以及切割，隨后再將此產(chǎn)品轉(zhuǎn)由捆扎設(shè)備依據(jù)嚴格的尺寸進行處理，或者是將產(chǎn)品重繞，其目的就是為了軟線使用者能對其進行退火處理。在ASTM B88中的不規(guī)則管壁厚度以及無縫銅水管的規(guī)格在幾年前都轉(zhuǎn)變成了0%。人們現(xiàn)在正在深入的工程評估的基礎(chǔ)之上對其進行重新研究。作為空調(diào)應(yīng)用的無縫管越來越是通過Schumag程序生產(chǎn)的，期間，需要用一個碳化浮塞來進行一次直穿。這一程序用高度的注意力改善了對管壁厚度的控制。 作為醫(yī)用和天然氣或LP汽應(yīng)用的管道要求有很高的內(nèi)表面清潔度。這一要求是通過以下過程來實現(xiàn)的：將管子浸入到含有適當?shù)幕瘜W(xué)清潔機中,然后通過用B8

8、19規(guī)定中的程序來檢測管狀產(chǎn)品,這些規(guī)定是專門適用于醫(yī)用空氣無縫銅管, B837, 天然氣和液化石油汽燃料分配系統(tǒng)的無縫銅管. 11.焊接管: 在二十世紀60年代, 用條銅而不用填充金屬生產(chǎn)的焊接銅和銅合金變得相當?shù)厣虡I(yè)化. 支出卷中的條銅在接下來的幾個步驟里被整成管子形狀,然后再用幾個可選方法之一來將其焊接.其主要的規(guī)格是: ASTM447, 焊接銅管和ASTM B 543以及銅和銅合金熱交換管.主要的優(yōu)點有: 有機會來利用多余的軋銅條容量,可生產(chǎn)有選擇的管道長度而不會有任何金屬浪費,可生產(chǎn)適用于冷卻和空調(diào)的長型的繞線線圈,在汽油和石油生產(chǎn)線里還有其他用途,較緊的管壁厚度也是另外一個優(yōu)點.

9、在住宅中, 焊接黃銅管在鋪設(shè)管道, 下水管道,建筑中以及在生產(chǎn)床頭板, 踏腳板和路燈柱中的應(yīng)用呈現(xiàn)緩慢而穩(wěn)定的增長. 12.增強的管道表面: 經(jīng)過修改的ASTM B 359規(guī)格, 即時對于帶有集成散熱片的銅和銅合金無縫冷凝器和熱交換器管道的規(guī)格, 是專門為高級表面式冷凝器和其他專業(yè)的空調(diào)設(shè)備設(shè)計生產(chǎn)的. 一個關(guān)于應(yīng)用焊接管道板的類似規(guī)格也在醞釀之中. 這樣的管道有它自己的內(nèi)表面或外表面, 或兩都有,通過一種冷成形法生產(chǎn)一種整體得到增強的表面, 從而改善與核酸鹽相關(guān)的熱轉(zhuǎn)換.根據(jù)1995年的門羅協(xié)議, 推動這一發(fā)展實際是對世界范圍內(nèi)象R11和R12這些特定的破壞嗅氧層制冷劑生產(chǎn)的否定. 用來替代

10、的制冷劑是R134和R123，雖然沒有顯示出什么破壞性行為，但是從熱力學(xué)的角度講，并沒不十分有效；因此我們需要具有更高熱交換特征的管道。13盤狀、片狀和條狀產(chǎn)品： 這些產(chǎn)品最初是以直接的冷硬鑄造塊出現(xiàn)的，其大小從一開始的7,000 1bs增加到了現(xiàn)在的 55,000 1bs(3,200kg 到25, 000kg)。由于生產(chǎn)了大型的線圈，因而金屬質(zhì)量和生產(chǎn)效率都得到了提高。關(guān)于條銅寬度限制的精密設(shè)定、毛邊設(shè)定自由以及其他一些改善都已基本達到標準化。還有一種條狀退火爐已經(jīng)被引進到了生產(chǎn)運作過程中了，它可以提供高級的粒度控制、降低了需求、與過去罩式退火爐相比還節(jié)約了工廠的面積。在國內(nèi)的生產(chǎn)廠中，軋制

11、工序已經(jīng)很大程度上替代了拉撥工序，從而提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。在二戰(zhàn)期間，美國銅行業(yè)向曼哈頓項目做了一個一不太知名的貢獻。在Tenn, Oak Ridge，對鈾235的提煉設(shè)施中非常緊迫地需要一種銅母線。因為所有的銅都要用于戰(zhàn)爭，因此這就需要一種具有類似導(dǎo)電性的原料。（銀的導(dǎo)電性是104% IACS，而銅的尋電性則是100% IACS，因此銀就成了一個相當適合的替代原料。）大約有七億金衡盎司的純銅（相當于今天的ASTM B413，這是對精煉銀的規(guī)定）都是從美國財政部借來，然后再運送到位于N.J.Carteret的美國金屬精煉公司（USMR），在那兒經(jīng)過再熔化，然后鑄造成純銀線錠。這些線錠然后

12、再運送到位于N.J.的Phelps Dodge;s Elizabeth,將這些設(shè)備軋壓成母線（相當于今天對于銅棒、母線、棒所做的ASTM B187規(guī)定）。在二十世紀70年代末， 銀制母線從服務(wù)項目上撤除掉，被轉(zhuǎn)回到USMR來進行熔化、精煉，并鑄造成有1000金衡盎司重的鑄塊，再返回到財政部。 14銅棒： 黃銅條和黃銅棒工業(yè)，在1996年生產(chǎn)了將近110萬磅的黃銅條和黃銅棒，現(xiàn)在這一行業(yè)已經(jīng)引進了一種大型質(zhì)量擠壓壞錠的半連續(xù)鑄造法，同時還將擠壓機的容量從2000噸提高到了6000噸。這就消除了擠壓法中的缺陷，并使得能夠以更高的生產(chǎn)效率生產(chǎn)出大型的線圈，而生產(chǎn)效率的提高，如果與得到改善的矯正設(shè)備相

13、結(jié)合的話，就可以生產(chǎn)出供多軸螺絲機使用的更高級的產(chǎn)品。 15銅線： 用于拉模的天然鉆石從很大程度上講已經(jīng)被多晶的人工鉆石代替了。不斷增強的拉模設(shè)計通過極大地減少表面的氧化物而改善表面狀況的，同時還獲得了較高的機械性能。多線拉絲機現(xiàn)在非常地普遍，同時還配有高級絕緣漆，因而適合于高溫導(dǎo)電的應(yīng)用范圍。在磁線應(yīng)用中，也因為它的溫度能力已得到了提高，所以馬達的尺寸可以縮小。 16主要市場： 現(xiàn)在各種各樣的銅合金存在于無數(shù)的應(yīng)用當中，在這些應(yīng)用中，它們以其獨特的特性成為商家的首選材料。下面就是一些主要的市場用途介紹：1） 住宅線和其他線產(chǎn)品： 住宅線在美國是最大的銅消費市場。在1997年，銅的使用量大約是

14、14億1bs，占所有運送的銅金屬量的16.9%. 在線纜業(yè)中第二大銅市場是磁線，約有7億1bs。它主要用于馬達、發(fā)電機和變壓器，約占所有運送的銅線產(chǎn)品的18%左右。銅的一個比較小但又很很需要的應(yīng)用是在電力電纜領(lǐng)域。2） 汽車電力： 1997年汽車電線和電纜的消耗量是3億1bs?，F(xiàn)代客車電力系統(tǒng)十分錯綜復(fù)雜，由各種各樣的零件、線纜和終端組成。這就反映了現(xiàn)代汽車和輕型卡車中所期待的對于電力、照明、控制設(shè)備、娛樂設(shè)施和所有其他方便設(shè)施應(yīng)用的增強。與此同時，還開發(fā)了幾種新的合金用于溫度標準提高的應(yīng)用范圍，比如：起催化作用的轉(zhuǎn)換器。3）計算機： 近來，銅合金（名義上只有的銅，.2%的錫，的鈷，剩余的都是

15、鋅）已經(jīng)成功地用于計算機工業(yè)中，用來生產(chǎn)一種引線框連接器。4）管道系統(tǒng)：在已經(jīng)制定的三個管壁厚度計劃中，銅管仍是工程建筑中一個主要的因素。1997年，用于鋪設(shè)管道的銅是6.52億1bs, 約占全美運送的銅總量的18.9%, 其主要的規(guī)格是B88，是一種無縫銅制水管。5）空調(diào)和制冷： 銅突出的抗腐特性和熱交換特性使得銅在制冷領(lǐng)域里的應(yīng)用不斷增長，尤其在“太陽帶國家里”。人口和工業(yè)的發(fā)展都直接地與制冷設(shè)備有密切的聯(lián)系，從很大程度上講，這是通過在其設(shè)備當中使用銅來實現(xiàn)的。想象一下人們從空調(diào)屋里到車上再到大型購物中心最后到生產(chǎn)設(shè)施的整個過程。其主要的規(guī)格是： ，是一種空調(diào)和制冷基地服務(wù)公司的無縫銅管。

16、6）汽車散熱器： 盡管汽車散熱器的市場份額已經(jīng)被鋁所超越，但是它仍然是美國唯一最大的黃銅條市場。ASTM B 569，是對熱交換器管道的窄形和輕形黃銅條的規(guī)格限制，這種規(guī)格已被用來滿足內(nèi)燃機和其他封閉系統(tǒng)熱源中熱交換器的薄壁運水管道的生產(chǎn)需求。 7）.硬幣： 在過去的十五年里，加拿大政府曾一度撤消一美元和兩美元的紙幣發(fā)行，取而代之的是銅制的金屬硬幣，通常叫做“Loonies”和“oonies ”。（這樣命名是為了代表在一美元硬幣背面的潛鳥圖像。） 在年二月， 美國硬幣聯(lián)合會會見了美國財政部和美國造幣廠的代表，并一起回顧了一美元硬幣的技術(shù)歷程。此硬幣預(yù)計用一種銅合金制成，并在年作為國際公法的一部

17、分開始鑄造。此法規(guī)定：這一新硬幣的直徑要與現(xiàn)行的Susan B. Anthony硬幣的直徑相同，其顏色須是金色，且邊要顯眼，硬幣及其部件（包括條和塊產(chǎn)品）都必須在美國生產(chǎn)。設(shè)計及安全要求，也即自動識幣機獨特的電磁識別標記，也是非常重要的。造幣廠認真地檢測了兩種鍍金金屬系統(tǒng)一個是金質(zhì)北歐硬幣（與瑞典的克朗相似），另一個是經(jīng)過修飾的英磅。 新硬幣在公眾范圍和商業(yè)場合的接收程度將最終決定舊紙幣是否會被取消。8）銅屋頂： 在過去的幾十年里，在美國，將銅片和銅條用作屋頂材料已呈上升趨勢。ASTM B 370規(guī)格， 即工程建筑所使銅條和銅塊，以其多種型號和多種厚度，成為規(guī)格和購買的基礎(chǔ)。銅金屬的競爭性數(shù)量

18、以及對銅的信心不斷推動了這個健康市場的發(fā)展。最近認可的規(guī)格是ASTM B882，是一種在建筑中應(yīng)用的預(yù)先生銹銅。長期以來，建筑師和工程師們都期望生產(chǎn)使用這種產(chǎn)品，因為他們急切地想用銅制屋頂和建筑橫木來發(fā)展這種值得稱贊的綠色。9）低鉛和無鉛鍛造和鑄造銅合金： 濾瀝到水里的鉛對人體健康的影響引起了人們對于現(xiàn)有銅合金及開發(fā)一種飲用水用的新合金的重新思考。鑄件的耐壓緊密度以及由鉛附屬物提供的鍛造和鑄造部件的上等機械加工性都是必須要達到的要求。含合金的鍛造和鑄造無鉛鉍必須具有以下特性： 符合ANSI/NSF 61的健康要求以及飲水系統(tǒng)成分健康要求?，F(xiàn)在人們已經(jīng)開始用一種酸化鈉醋酸洗滌劑來清除機器上的鉛污漬。但是這一行業(yè)的某些部門提出了對混合碎