1.1 概述
采用傳統(tǒng)熱軋法生產(chǎn)黑銅線桿工藝在世界上已有一百多年的歷史，進(jìn)入上個(gè)世紀(jì)七十年代，世界工業(yè)發(fā)達(dá)國家相繼開發(fā)了SCR法、 properzi法、Contirod法、Secor法、Dip法、Upcast法等光亮銅桿連鑄連軋生產(chǎn)線從而使世界銅線桿的生產(chǎn)發(fā)生了重大變革。
所謂傳統(tǒng)熱軋法就是把電解銅加到陰極反射爐中加熱熔化，做銅，鑄成船形錠。船形錠每根重80～90kg，然后再經(jīng)加熱爐加熱，進(jìn)入到橫列式軋機(jī)中軋制，一般橫列式軋機(jī)有十二或者十四座機(jī)架，才能軋成￠8～￠6mm的銅桿，由于此種銅桿表面氧化厲害，所以稱黑桿，需經(jīng)酸洗或者扒皮后再拉絲。
連鑄連軋法與傳統(tǒng)熱軋法生產(chǎn)的銅線桿相比，具有長度長、節(jié)省能量，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、性能均一、表面光亮等特點(diǎn)。目前，傳統(tǒng)的熱軋法已經(jīng)被連鑄連軋所取代。
比較連鑄連軋與熱軋法，其優(yōu)缺點(diǎn)是很明顯的
：
1）橫列式軋機(jī)，由電解銅到線桿，消耗燃料油130kg/t，（相當(dāng)于熱能1300Mka/t）電力180kwh/t，合計(jì)消耗熱能3023Mka/t；
連鑄連軋工藝只消耗806 Mka/t；
兩種工藝熱能相差2217 Mka/t。
2）黑桿導(dǎo)電率比光亮桿低，因?yàn)楹跅U含氧量高。
3）黑桿圈重小，一般只有80kg左右，而光亮桿一般在3～5 t，因此拉絲時(shí)接頭少。
黑桿需要酸洗或扒皮，有三廢污染，光亮銅線桿不需要酸洗或扒皮，，沒有污染。
我國在上個(gè)世紀(jì)八十年代掀起了連鑄連軋引進(jìn)高潮，最早引進(jìn)的是哈爾濱電纜廠，1982年簽約，83年安裝調(diào)試，84年投入生產(chǎn)，歷時(shí)15月。投資費(fèi)用2400萬人民幣（其中外匯400萬美元）。該生產(chǎn)線為浸漬法（DFP），爐子是美國GE公司的，軋機(jī)是日本昭利公司，一年就收回全部投資。
自1984年以后，全國又引進(jìn)了八條生產(chǎn)線和十幾條上引法。
方法主要性能 建造地點(diǎn) SCR法 Contirod法 Proerzi法
云南冶煉廠 上海鋼材廠 北京鋼廠 常州冶煉廠 湘潭冶煉廠 蕪湖冶煉廠 太原鋼廠 四川電纜廠
鑄輪直徑(毫米) 1676 模腔長2280 1400
鑄機(jī) 四輪 雙帶 二輪
生產(chǎn)能力(噸/時(shí)) 6.5 13 8-10 7.0
年生產(chǎn)能力(萬噸/年) 3.0 6.5 4.5 3.5
扎機(jī)型式 三輥(平、立) 二輥（平、立） 三輥（互成120℃）
機(jī)架數(shù)(個(gè)) 9 10 9 10
線桿直徑(毫米) φ8 φ8 φ8-22 φ8
引進(jìn)國別和公司 美國南方線材公司 西德克虜伯公司 意大利康梯紐斯公司
投產(chǎn)時(shí)間(年) 1988 1990 1987 1987 1988 1987 1987 1986
國內(nèi)分布 2 3 3
不管是哪種生產(chǎn)方法，他們都要求用1#電解銅作原料（如果是A級銅更好），在豎爐或電爐中熔化，然后銅液在一定溫度下進(jìn)入鑄機(jī)，強(qiáng)制水冷結(jié)晶成坯進(jìn)入連軋機(jī)組軋制成桿，桿經(jīng)過乳化液冷卻繞圈。
1981年10月上海市科委、上海市冶金局給上海冶煉廠下達(dá)了反射爐連鑄連軋新工藝實(shí)驗(yàn)任務(wù)，歷時(shí)8個(gè)月，取得了一定的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，但不能代替引進(jìn)的連鑄連軋機(jī)組，他也為今天所講的利用紫雜銅生產(chǎn)光亮銅桿打下了基礎(chǔ)。
1.2、用紫雜銅生產(chǎn)光亮銅桿的工藝原理
當(dāng)時(shí)上海冶煉廠是用電解銅作原料，在10噸反射爐中熔化，做銅。該反射爐爐床面積4.16m2，熔池3040×1500mm，熔池最大深度350mm。每爐冶煉時(shí)間6小時(shí)，還原結(jié)束時(shí)爐內(nèi)銅水溫度1170℃~1190℃。
現(xiàn)在我們認(rèn)為該爐設(shè)計(jì)太小，熔池太淺，銅液的氧含量不宜控制，前面引桿剪坯需要一、二噸，后面二、三噸銅液在爐子放不出，中間只剩四、五噸銅水很難正常生產(chǎn)。當(dāng)初該陽極爐如設(shè)計(jì)五十噸左右，也許能實(shí)驗(yàn)成功。
在火法精練過程中，要脫除的雜質(zhì)可分五大類，第一類是在氧化過程中易除去的雜質(zhì)，第二類是在氧化過程中一般能脫除的雜質(zhì)，第三類為難于脫除的雜質(zhì)，第四類是較少脫除的雜質(zhì)，第五類是不能脫除的雜質(zhì)。在生產(chǎn)實(shí)踐中主要雜質(zhì)是Pb、Sn、Ni、Fe、O、S等。應(yīng)該說S、Zn屬于第一類，F(xiàn)e屬于第二類，pb、Sn是第三類，Ni則是第四類，而O必須在還原中脫除。
實(shí)踐證明，在氧化造渣過程中，雜質(zhì)脫除率高達(dá)90%，但還有10%左右的錫會給生產(chǎn)帶來麻煩。從理論上講，銅與錫在液態(tài)時(shí)互溶，精練爐中的錫主要來自錫青銅，鍍錫銅廢料。在精煉過程中錫被氧化成亞錫和二氧化錫，前者呈堿性，后者呈酸性。
Sn+Cu2O=SnO+2Cu (1)
SnO+Cu2O=SnO2+2Cu (2)
SnO+SiO2=SnSiO3 (3)
酸性SnO2在造酸性渣不易與反應(yīng)，所以只能靠造堿性渣來除去：
SnO2+Na2CO3=Na2SnO3+CO2 (4)
或者SnO2+CaO=CaSnO3 (5)
鉛雖然容易造渣除去，PbO+SiO2=pbSiO3
工藝原理圖：
油、蒸汽 電解銅 風(fēng)
↓
反 射 爐 熔 煉
↓ ↓ ↓
返鼓風(fēng)爐處理 渣 銅液 爐氣 → 煙囪放空
↓
澆包
↓
冷卻水 銅液
↓
水循環(huán)系統(tǒng) 連 續(xù) 鑄 造
↓
回水 鑄坯
↓
牽引
↓
鑄坯
↓
銑角 → 銅屑 → 回爐
↓
鑄坯
↓
剪切
↓
鑄坯堆放
但是鉛比重比銅大得多，一般熔化后，PbO就容易沉到爐底，所以在氧化時(shí)，不易被攪起，因此除鉛時(shí)，要想法把沉在爐底的PbO（比重9.2）除去。我們曾在停爐時(shí)對爐底沒有放凈的銅采樣，發(fā)現(xiàn)鉛高出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)倍到數(shù)十倍。針對這種情況，我們在每次加料前適當(dāng)向爐底撒入一些石英砂，使沉在爐底的PbO熔化后能與SiO2形成pbSiO3漂浮到銅液表面被扒除。
而鎳是和銅互熔的金屬，很難將銅鎳用火法精練方法分離，一般鎳是在濕法冶煉時(shí)以NiSO4蒸發(fā)溶液時(shí)脫除，只有極少數(shù)NiO+SiO2=NiSiO3造渣脫除。因?yàn)橥瑯拥牡览恚珻uO+SiO2=CuSiO3,這就造成銅的損失。
鎳在銅熔液中結(jié)晶，造成脆性，使銅桿的抗拉強(qiáng)度延伸率降低明顯，且使銅坯斷坯，銅桿產(chǎn)生麻煩，必須在銅料分揀時(shí)盡量清除干凈。
鋅是較易脫除的雜質(zhì)，一般采用加焦碳吹風(fēng)蒸鋅，在這個(gè)過程中鋅被除去90%，剩下熔入銅液的ZnO+SiO2=ZnSiO3扒渣除去。
鐵基本上都是造渣除去，
FeO+SiO2=FeSiO3
Fe2O3+3SiO2=Fe2(SiO3)3
硫則是氧化時(shí)生成SO2隨煙氣除去，
S+O2=SO2
脫除氧則在還原階段完成，銅熔化后極易與氧反應(yīng)，
4Cn+O2=2Cu2O (7)
2Cu2O+O2=4CnO (8)
在還原階段，還原木（或重油）與高溫銅水接觸后，立即裂解產(chǎn)生甲烷，氫氣來奪取銅水中的氧：
Cu2O+H2=2Cn+H2O
3Cu2O+CH4= 6Cn+H2O+CO2
既使用電解銅作原料，在反射爐中，由于電解銅自身含氧量高，也必須設(shè)法降低氧含量。為了降低銅液中的氧含量，將電解銅熔化后直接進(jìn)入還原階段行不行呢？事實(shí)證明不行，生產(chǎn)黑桿時(shí)，電解銅在反射爐中還是要經(jīng)過熔化 氧化 還原 出銅這幾個(gè)階段，而且還得出了“氧化要完全，還原要徹底”的經(jīng)驗(yàn)，這就是利用紫雜銅進(jìn)行連鑄連軋的基礎(chǔ)。
對于不同等級的紫雜銅，采用不同的精練方法，這是紫雜銅料生產(chǎn)光亮銅桿的關(guān)鍵。
1.3、原料的選擇和處理
現(xiàn)在雜銅分級的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)制定,但工廠很難按標(biāo)準(zhǔn)分級來購買雜銅,只能大致分為特紫銅、1#雜銅、2#雜銅和等外雜銅。由于銅的價(jià)格高，在市場經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)動(dòng)下，許多不法商人不是嚴(yán)格分揀，而是人工造假，結(jié)果給雜銅火法精練帶來極大困難。
一般造假的方法是：
1、 向管中灌鉛，銅管兩頭砸扁
2、 用水泥做漆包線的盤，外圍繞上漆包線
3、 用鐵絲放在硫酸銅溶液中浸泡，外表看是銅絲
4、 用紅糖熬成糖汁，潑在廢銅絲上，將使砂屑牢牢粘在上面，外表好看。
5、 打包中放鐵塊等其他雜物以增加重量。
檢查方法：
1、 用吸鐵石吸以分鐵
2、 用手掂量銅管以知是否灌鉛
3、 拆開漆包線盤
4、 分揀時(shí)扣除灰、砂重量
1.4、利用紫雜銅連鑄連軋生產(chǎn)線簡介
國產(chǎn)銅桿連鑄連軋生產(chǎn)機(jī)組是在鋁桿連鑄連軋基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其中四川德陽東方電工廠是生產(chǎn)鋁桿丫型軋機(jī)的老廠，后來合肥神馬機(jī)械廠亦開始生產(chǎn)，現(xiàn)在生產(chǎn)的廠家有河南鞏義海綿設(shè)備制造廠、徐州冶金機(jī)械廠、成都蜀紅機(jī)械廠。
該生產(chǎn)線的鑄機(jī)是仿造SCR的，雖然有所改進(jìn)，鑄輪采用￠1.8m，而熔銅的爐子，有采用自制豎爐的，如吳江樺都電纜廠，宜興林峰，采用豎爐只能以電解銅為原料。
大部分民營企業(yè)家都采用反射爐，吃紫雜銅，爐子的容量有大有小，大的100噸小的40噸，其中用得最多的是60噸、70噸的，搞的比較好的浙江永康芝瑛鎮(zhèn)應(yīng)時(shí)雨先生的工廠，噸桿成本在600元，且質(zhì)量穩(wěn)定。
蕪湖市高智達(dá)新技術(shù)公司專為德陽電工配套，他們負(fù)責(zé)設(shè)備電氣的安裝調(diào)試，我們負(fù)責(zé)爐子的設(shè)計(jì)、砌筑、做銅，并幫助廠家進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，制定崗位操作規(guī)程、安全生產(chǎn)責(zé)任制和企業(yè)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)，等于交鑰匙工程。
反射爐一般一年大修（有的中修一次），小修按季度進(jìn)行。室外煙囪30 m高，煙道30～50 m長，同時(shí)還要建筑，循環(huán)水池，乳化液池和酒精池。
反射爐自出銅口通過溜槽和澆包與鑄機(jī)相連接，溜槽長度不得大于50 m，溜槽上蓋滿木炭防止銅液與空氣接觸，澆 包的控制銅液流量的閘板周圍用液化氣燒嘴來控制銅液的還原 性氣氛和銅液溫度，防止因溜槽過長降溫而到澆嘴時(shí)凍結(jié)。
反射爐因做銅一爐一個(gè)周期，爐子里的銅水放完了，銅桿也就軋完了，因此有些廠家建兩臺爐子，交替作業(yè)。
利用紫雜銅連鑄連軋生產(chǎn)光亮銅桿的主要技術(shù)一是做銅，二是澆鑄，三是軋機(jī)的工藝和維護(hù)。
首先談做銅，做銅分為五個(gè)步驟：一是加料，有手工加料和落地式加料機(jī)加料，加料機(jī)加料不但節(jié)省勞動(dòng)力，還縮短加料時(shí)間。
二是熔化，熔化要徹底，爐底不能存有冷料，且熔化結(jié)束一定要扒一次渣，然后，再插風(fēng)管氧化。
三是氧化，氧化要徹底，氧化結(jié)束要取樣看樣。
對氧化嚴(yán)重的再生銅原料，應(yīng)在加料時(shí)配入一定的還原劑并在熔化過程中插入還原木進(jìn)行攪動(dòng)還原，即將工藝改為還原——氧化——還原。
在氧化階段，復(fù)蓋焦炭吹風(fēng)蒸鋅，加石英砂造酸性渣，加石灰造堿性渣，每次造渣都要扒凈。
四是插木還原，還原一定要準(zhǔn)確，即控制銅液中含氧量小于200PPm。
五是出銅，銅液面上復(fù)蓋一層木炭，以防銅水吃氧。
在從事再生銅的生產(chǎn)時(shí)，一定要將每一道工序徹底分清，特別是氧化還原交叉作業(yè)時(shí)，避免相互影響，我們總結(jié)了九個(gè)字“深氧化、準(zhǔn)還原，扒渣凈”。
其二談澆濤
澆鑄一定要有一名熟練地澆鑄手，我們蕪湖高智達(dá)公司有一位王師傅，人稱江南第一澆，可見其技藝之精湛。
澆鑄是手控底澆，澆位10點(diǎn)鐘。
澆包銅液溫度1120℃±10℃
澆包移動(dòng)機(jī)構(gòu)：要求可分別作升降、橫向、縱向移動(dòng)，其運(yùn)行速度為2mm/s
連鑄機(jī)：
1）鑄輪外緣直徑￠1800 mm，用銅銀合金鑄造碾壓加工而成，現(xiàn)在有用銅鉻鋯合金。U型槽，寬×高=150×110 mm
2）鑄坯截面積2100 mm2
3）鑄模溫度～150℃
4）鑄坯脫模溫度~900℃
5）鑄輪轉(zhuǎn)速1.7～17m/分無級調(diào)速，其速度不均勻變≯1%
6）水冷卻系統(tǒng)
最大水冷卻量～200m3/時(shí)，流量90 m3/時(shí)，揚(yáng)程108 m噴嘴呈扇形，使水均勻噴射在鑄輪內(nèi)，外側(cè)及兩邊，其中：內(nèi)冷卻嘴設(shè)三排，每隔5°一只，側(cè)冷噴嘴每側(cè)一排， 每隔5°一只，外冷噴嘴設(shè)兩排，每隔5°一只。
7）鋼帶：冷軋低碳鋼帶，鋼帶張力700-900kg，鋼帶厚～2 mm，寬5 mm，長～12.8 m
最后談軋機(jī)
四川德陽東方電工的機(jī)架14架，一、二號機(jī)架為二輥，其余為三輥，丫型排列。
1.5、產(chǎn)品質(zhì)量的比較
產(chǎn)品適應(yīng)市場性能 生產(chǎn)能力 產(chǎn)品質(zhì)量技術(shù)指標(biāo) 裝機(jī)水平
國際先進(jìn)生產(chǎn)線 產(chǎn)品能滿足各種規(guī)格、各種需求的電線電纜，各種規(guī)格電磁線，尤其能滿足線徑＜0.18mm銅線生產(chǎn)，適合高速拉絲機(jī)生產(chǎn)要求。 10～20萬噸/年 導(dǎo)電率＞101IACS(s/m)扭轉(zhuǎn)＞55N含氧量200～300ppm銅含量＞99.95%延伸率42～44%可生產(chǎn)最小線徑：￠0.05mm全面達(dá)到德國DIN標(biāo)準(zhǔn)要求 現(xiàn)在都向大鑄坯、高速度、大加工率、一專多能、節(jié)能型推進(jìn)。
國內(nèi)引進(jìn)生產(chǎn)線 1982～1990引進(jìn)生產(chǎn)線以常州冶煉廠最為成功，1997年常州又引進(jìn)一條10萬噸，南京華興一條10萬噸，21世紀(jì)初，江西銅業(yè)引進(jìn)15萬噸與國外水平一樣 5~10萬噸/年 導(dǎo)電率＞101IACS扭轉(zhuǎn)＞45N含氧量300~500ppm延伸率40～50%可生產(chǎn)最小線徑：￠0.10mm部分達(dá)到美國ASTM標(biāo)準(zhǔn)要求 具有中等鑄坯、中小加工率，部分只能應(yīng)中高速拉絲機(jī)，好的適應(yīng)高速拉絲機(jī)
基本生產(chǎn)線 生產(chǎn)單一光亮銅桿，產(chǎn)品僅能滿足￠0.3mm以上（少數(shù)滿足￠0.1mm）線徑的要求，只能在低速拉絲上拉絲 1～5萬噸/年 導(dǎo)電率＞100IACS扭轉(zhuǎn)＞40N含氧量200～500ppm延伸率38～45%可生產(chǎn)最小線徑：￠0.3mm達(dá)到國際3542-98要求 具有中等鑄坯，中小加工率，適應(yīng)低速拉絲
以上信息僅供參考
