CONTIROD8毫米铜杆生产线,影响产品质量因素

CONTIROD生产线影响产品质量因素 铜杆生产工序是一个组合的生产整体，当某一个工序出现异常时，都会影响产品质量，所以每个工序对质量控制有一定的严格控制标准，才能生产出合格产品。一.竖炉1.竖炉原材料为电解板质量要求：表面无铜豆、铜绿、无污泥、油污现象。单板铜绿的总面积应不大于单面面积的3%；单板铜豆的总面积（5mm以上）不大于单板总面积的10%；单块重量不小于15kg或中心厚度不小于5mm。原因分析：1）电解铜表面铜豆多时，砷、锑、铋、铅、氢等杂质含量较高，由于此类杂质为脆性，生产的铜坯容易脆断。 电解铜表面烫洗不干净、存放在潮湿的 环境中较久，会造成较多铜绿，常见于阴极铜的挂耳处。因碱式碳酸铜， 硫酸铜晶体（CuSO4 5H2O= CuO + SO2 +H2O ，又因SO2与CO反应生成S，另外CuO还可以与CO作用生成高熔点脆性化合物Cu2O）在高温下可产生硫和氧化亚铜。硫会显著降低铜线坯的加工塑性，氧化亚铜是脆性化合物。另外因铜液中水蒸汽分解成H2，它使晶界间破裂和产生较大的气孔，引起“氢脆”。 问题的解决方法：加入微量的富铈稀土，能把光亮铜杆的有害物质硫和过量的氧脱离出来。因为硫与铜生成硫化亚铜，降低铜的塑性，氧与铜生成氧化亚铜，降低了铜的韧性。稀土元素与氧、硫的结合能力很强。因此可以代替铜，生成稀土氧化物和稀土硫化物，部分形成的渣出去，稀土能把铜中少量的硫去除，（CU2S+CE=2CU+CES）稀土能把氧化亚铜分解（CU2S+CE=2CU+CEO）。实践证明：稀土的加入使铜铸坯得到改善。从铸坯的断面看出，晶粒得到细化，柱状晶区域缩小，等轴晶扩大；对铜杆试样进行了拉伸、扭转实验，延伸率和扭转均有所提高；导电率试样都在0.0017mm2/m，其数据低于铜线杆一级杆导电率标准；加入富铈稀土对铜液确实起到了净化作用，对氧和硫的脱除能力很强，结果表明：添加微量稀土元素，不仅能明显提高材料的延伸率，而且还提高了其导电性能，同时降低了材料中的氧含量，性能指标从原来的2级品上升为1级品，从而提高了最终产品的档次。2.竖炉氧控制：1）氧含量对质量的影响原因分析：当低氧铜杆含氧量过高时（600ppm），扭转会相应的降低。在进行反扭转试验时会产生纵向裂纹，严重时甚至会产生开裂现象；这是因为低氧铜杆含氧量过高时，在低氧铜杆组织中将会产生一定量的氧化铜共晶体，是铜杆硬度增加，在拉丝的过程中，线杆越拉越硬，导致塔轮变轨压线，说明“线硬”。当低氧铜杆含氧量过低时(180ppm)，扭转次数有明显的下降趋势，这是因为铜杆含氧量过低时，铜杆的含氢量将会上升，在进行扭转或冷加工时，将会产生所谓“氢脆”(由于氢原子在金属组织中夹杂而导致金属变脆的现象)。如果含硫高，将产生所谓的“流脆”，说明“线脆”2）氧含量控制a.实践证明，成品氧含量控制在290ppm（正负30）较为理想。b.控制烧嘴气氛的不均，防止部分烧嘴强还原，导致铜水含氢多并形成氢脆；部分工艺点造成含氧量失控（天然气H2S含量超标、压力失调、平衡控制阀失控）或工艺点含氧量变化梯度超标等问题都可以造成氧含量波动，造成产品性能不符合要求。在熔化过程中，铜的含氧量高，吸入的含氢量就低；铜的含氧量低，吸入的含氢量就高。因此控制适当的含氧量，既能保证低氧铜杆的延展性，导电性（一般在高于200ppm后，每增加100ppm的含氧量，导电率会下降0.125）和加工工艺性，又能制约氢气吸入所造成的危害。又因为铜液中水蒸汽分解成H2，它使晶界间破裂和产生较大的气孔，引起“氢脆”。所以我们在生产过程中，炉顶、烧嘴冷却水套漏水，雨天上料、冲洗的铜板没有晾干，铸坯回炉水分过大等都影响铜液的氢、氧含量，影响产品的质量。（氢脆可防，不可治，氢脆一经产生就消除不了，导致材料脆化，甚至开裂）所以保持氧含量恒定，防止氧含量超出波动范围至关重要。二.铸机1.铸坯质量要求：要求无开裂、无空心、无夹杂、有良好的柱状等轴晶结构。原因分析：当有上述缺陷时，进轧堵杆、延伸率降低，拉丝时中心脆断（浇铸温度变化大，发现杂质和夹冷铜及含氧量严重超标）；拉丝时空心断线（铸机在铸造过程中液位控制不稳定，含氢量超标，且浇铸液位较低，导致液态铜水中的气体未能及时排出或上浮到铜铸坯子的上表层），如果在浇铸过程中有铜豆子溅入铜液，会导致低氧铜杆出现翘皮和分层现象，假如有水珠子溅入铜液会造成气孔，引起氢脆。2.生产控制要点a.浇铸及挡块温度 ：浇铸温度是由竖炉温度、溜槽温度、保温炉、中间包温度来控制的。如果浇铸温度低，铸坯中出现细晶粒，虽然对低氧铜杆质量没有影响，但稍不注意，就会有浇嘴尖夹冷铜现象。如果浇铸温度高，造成铸坯疏松，最终在铜杆表面产生裂缝、毛刺及翘皮，熔进铜液里的渣难于排除。实践证明：浇铸温度一般控制在1119左右（正负5）较为理想。另外挡块温度和喷涂石墨的不均匀 也直接影响铸坯的质量。喷涂石墨要求压力恒定、流量均匀、空压风配比适中。b、铸机冷却水 ：铸机冷却水最好使用“软水”，如使用“硬水”，铸机背托辊处冷却喷嘴、挡块冷却导板两侧以及钢带的顶部喷嘴形成水垢，使背托辊和钢带的热传导急剧下降，降低了铸坯的冷却速度，结果铸坯将会产生上面已经提到的种种铸坯缺陷。 c.浇铸速度：浇铸速度是保证铸坯晶粒均匀、铸坯空心的前题条件。另外保持高液位、低温浇铸，结晶时间长，使液态铜水中的气体能及时排出，可防止铸坯空心d.夹杂 :（铜渣的来源及防治） 铜渣主要由电解铜表面的附着物、耐火材料的烧损和脱落掉入铜液内的异物（竖炉、溜槽等耐火材料的脱落，在预热中包时，上面盖着的硅酸铝保温板，在浇铸前拿开时，有部分硅酸铝板掉入铜包，铜包锯开后回炉，带有硅酸铝的铜包一块加入到炉内、半圆管断裂等等。另外在生产时因为故障，铜水在炉子里停留的时间较长，会吸附炉壁的微量杂质，增加杂质的总含量。）而形成。假若铜液温度控制适当，这些铜渣始终悬浮在铜液表面上，当铜渣的温度过高时，铜渣与铜液混杂在一起就难以排除，当铜液的温度较低时，控制不好就会在浇嘴尖夹冷铜。因此，有效地控制铜液温度并及时去渣（扒渣）、 保持中间浇包的液面高度是防止铜杆夹杂最有效的手段 。有时候在浇铸过程中，为了防止塞棒被堵死，向计量箱内扔碎磷屑（磷铜），虽然可以提高铜液暂时的流动性，但是磷作为杂质熔进铜的固溶体内，即使含量极微也会急剧降低铜的导电率。三.轧制1.轧制工序表面质量要求：表面要求无压痕、裂纹、夹杂、耳子、凹陷、氧化皮等缺陷。原因分析：铸坯内部存在的气孔，在后续的轧制过程中不能完全被消除，这种气孔若恰好存在于铸坯表面，则就表现出微裂纹、耳子、凹陷、氧化皮等缺陷，当铸坯里夹杂或夹冷铜时，在后续的轧制过程中无法消除。那么如果铸坯质量良好，又是什么原因造成上面的缺陷呢？那应该是辊环是否有裂纹、粘铜、凹坑等造成的。2.生产控制要点：a.进轧温度:进轧温度同浇铸温度、铸坯冷却、浇铸速度有直接关系。进轧温度一般控制在850左右，才能保证铸有着良好柱状晶体。在轧机出口的低氧铜杆温度高达600左右，如此高的温度在进入清洗线前，表面已经形成一层氧化皮，其快速通过清洗线管清洗、淬冷还原反应，使表层氧化皮还原成光亮的铜。清洗、淬冷还原反应不完全，将导致表层的氧化皮被还原，但是次表层仍存在部分氧化物，在铜杆拉丝过程中，在三项应力作用下，又硬又脆的氧化物再次与基体分离，最终以铜粉的形式剥离、掉落。铜杆表面氧化膜主要成分为氧化铜、氧化亚铜，与纯铜相比，其硬度大、塑形小。在拉丝过程中，铜杆氧化膜厚度值越高，拉丝模具的磨损越大，而且也容易造成铜杆表面损伤，产生拉丝铜粉。因此铜杆表面不能有厚的氧化膜。b.乳化液：乳化液中的防氧化剂含量低，关系到轧辊质量情况。轧辊开裂、粘铜，凹坑可造成铜杆表面裂纹、凹陷、氧化皮增多；另外粗轧乳化液清洗除磷压力不够，对轧辊表面粘附的铜皮冲刷不了，将也会造成产品表面质量缺陷增多。c.轧辊本身质量：轧辊表面粗糙度较差、硬度较低，在高温连续生产时造成轧辊开裂，粘铜，凹坑现象。d.铸坯清理机构：一是去除铸坯表面的氧化物，二是清除附着在铸坯表面的倒棱铜屑，使铸坯表面清洁，使铜杆在轧制的过程中不产生夹杂的重要保证。 四. 铜杆清洗、涂蜡1.质量要求：外表面光亮、无氧化、压痕、不乱线。2.控制要点：a.清洗：在生产线上，吹扫空气的压力和质量(干燥状况)是上蜡前铜杆表面能否保证干燥的一个重要因素。若同时清洗线控制又不太适当，铜杆表面常会出现带液现象，使铜杆表面特别是在这些带液处，不能均匀上蜡，当这些没有蜡保护膜或保护膜不均匀处暴露在空气中时，(特别是在高湿环境下)，容易在贮运过程中产生变色与腐蚀。 适当调节清洗线的清洗段和冷却段的流量、控制压力，确保铜杆出线温度在7O-75；清洗浓度控制在3%-4%，是防止铜杆氧化 的前题基础。b.蜡液温度：蜡液温度控制在60-65 ，因蜡液温度较低，铜杆表面则不能快速干燥，表面就不能形成一层稳定的保护膜。 c.蜡液浓度：蜡液浓度低，保护膜不够厚，易使产品氧化，浓度过高时，若调节不当，也会造成不均匀的保护膜，且浓度提高后消耗量会增加，线卷在辊道台上运行时还会引起线圈倾斜，影响成型打包质量。为保证蜡液喷涂适量及均匀性，蜡液浓度控制在3%为好。从以上来看，铜杆变色受到成卷温度、淬冷液酒精浓度、气候状况和保护蜡质量的制约。其中保护蜡液质量优劣最为重要。另外注意包装质量也是防止铜杆氧化变色的重要手段。 五.影响产品质量总结综上所述，低氧铜杆生产过程中的质量控制有以下2点：1.工艺性：如含氧量控制、铜液温度控制、乳化液、淬冷还原液、保护蜡、铸机冷却水质情况的控制等。2.设备上：如轧辊材料的选用和硬度精度的确定。一句话，设备不是能用，而是必须好用。总之：铜杆的夹杂元素、氧、冶金缺陷和夹杂是影响再拉断线的主要因素，提高电解铜质量控制、铜杆氧含量控制、减少夹杂物和严格控制生产工艺是提高铜杆再拉性能的有效措施。Xinxing,pipes Wangxianjun01/02/2017