專利名稱：實現(xiàn)無氧銅桿質量分級控制的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及有色金屬加工技術領域，特別涉及一種實現(xiàn)無氧銅桿質量分級控制的方法。
背景技術：
十一五期間，我國迎來電網建設的新高潮，這種高增長趨勢將在十二五期間得到延續(xù)，電線電纜行業(yè)發(fā)展迅速，但市場上的銅桿的質量和性能參差不齊。不同電線電纜產品對銅桿質量要求不同，高端市場需要高性能的銅桿作為原材料，中低端市場對銅桿的質量要求較低，達到國標要求，甚至低于國標要求的銅桿均可以使用。銅桿的原材料電解銅一般使用礦石冶煉和廢銅回收冶煉生產。因礦石的產地不同、廢銅的質量差異以及廠家的生產工藝的差異，使得各產地、各廠家生產的電解銅的質量和性能參差不齊。導致生產出的銅桿的質量和性能存在巨大差異，多數(shù)銅桿的廠家只關注原材料及成品是否符合質量要求，未按質量差異分級，使得銅桿在生產過程中和后道加工中因質量不穩(wěn)定，導致斷線或時常調節(jié)工藝參數(shù)的現(xiàn)象頻發(fā)，影響生產效率和產品成材率。無氧銅桿的一般采用上引法生產，生產流程為先將電解銅熔煉，牽引出直徑 15^20mm半成品銅桿，軋制成直徑6 10mm半成品銅桿，再將直徑6 10mm銅桿拉伸為直徑 2 4mm成品銅桿。生產過程中各道工序受原料、工藝、設備、人員的影響，成品銅桿各項質量性能的存在較大差異。若成品銅桿無差異化的質量管理，則產品的性能、質量的穩(wěn)定性得不到保證，高性能產品的價值也得不到體現(xiàn)。公告號CN101708510B的發(fā)明，公開了一種高純高導無氧銅棒的加工工藝，包含以下步驟(1)、上引連鑄無氧銅桿選用高純電解銅為原料，將電解銅預熱烘干后在熔煉裝置中進行熔化，熔煉爐溫度為1150°C 1160°C，保溫爐的溫度為1140°C 1150°C，結晶器水壓2 4MPa，結晶器出水溫度控制在25 V 50°C，采用木炭及石墨鱗片覆蓋銅液表面保證熔化時的真空狀態(tài)，并經在線除氣、脫氧、攪拌，然后用牽引機組離合式真空上引銅桿； O)、連續(xù)擠壓銅棒以步驟1生產的無氧銅桿為原料，采用連續(xù)擠壓工藝生產銅棒，連續(xù)擠壓機轉速為4 lOr/min，銅棒擠出速度6 15m/min，連續(xù)擠壓采用多級擴展變形的模腔和模具，銅棒擠出模具后經真空防氧化管及水槽冷卻、吹干后卷取。該發(fā)明對銅桿的生產工藝參數(shù)進行了改進，但生產過程中各道工序受原料、工藝、設備、人員的影響，成品銅桿各項質量性能的仍存在較大差異，產品的性能、質量的穩(wěn)定性得不到保證，高性能產品的價值也得不到體現(xiàn)。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于解決銅桿生產過程中各道工序受原料、工藝、設備、人員的影響，產品的性能、質量的穩(wěn)定性得不到保證，使得銅桿在生產過程中和后道加工中因質量不穩(wěn)定，導致斷線或時常調節(jié)工藝參數(shù)的現(xiàn)象頻發(fā)，影響生產效率和產品成材率的問題，提供一種無氧銅桿質量分級控制的方法，它對銅桿生產過程中各道工序的產品進行了質量分級，保證每道工序產品的質量穩(wěn)定性，得到的成品銅桿質量穩(wěn)定，提高了生產效率和產品成材率，產品性能分別能滿足高低端市場的需求，高性能產品的價值得到充分體現(xiàn)。 本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是
一種實現(xiàn)無氧銅桿質量分級控制的方法，所述的方法質量分級控制步驟如下 ⑴電解銅分級對電解銅分級，得到不同質量等級的電解銅；
(2)半成品銅桿分級將步驟⑴得到的不同質量等級的電解銅分別進行熔煉后牽引出直徑15 20mm半成品銅桿，對所述的直徑15 20mm半成品銅桿分級，得到不同質量等級的直徑15 20mm半成品銅桿，然后將不同質量等級的直徑15 20mm半成品銅桿分別軋制成直徑6 10mm半成品銅桿，對所述的直徑6 10mm半成品銅桿分級，得到不同質量等級的直徑 6 IOmm半成品銅桿；
⑶成品銅桿分級將步驟⑵得到的不同質量等級的直徑6 10mm半成品銅桿分別進行拉伸制得直徑2 4mm成品銅桿，對所述的直徑2 4mm成品銅桿進行分級，得到不同質量等級的直徑2 4mm成品銅桿。本發(fā)明通過對原材料電解銅、半成品銅桿、成品銅桿的物理性能、化學性能、表面質量的檢測，按檢測數(shù)據的差異進行分級，保證每級產品的質量穩(wěn)定性，得到的成品銅桿質量穩(wěn)定，提高了生產效率和產品成材率，產品性能分別能滿足高低端市場的需求。作為優(yōu)選，步驟⑴所述的電解銅分級為對電解銅進行檢測，按檢測結果的差異將電解銅分級，分級標準如下
一級電解銅Fe質量百分比小于0. 0025%, S質量百分比小于0. 0025%, As質量百分比小于0. 0015%, Cu質量百分比大于99. 99%，電解銅表面光潔，無銅綠、化學液殘留和銅豆；
二級電解銅Fe質量百分比小于0. 0025%, S質量百分比小于0. 0025%, As質量百分比小于0. 0015%, Cu質量百分比大于99. 95%，電解銅表面光潔，電解銅單面上的化學液殘留、 銅豆、銅綠三者覆蓋面積的總和小于該單面總面積的10% ；電解銅為板狀的結構，具有兩個單面；
三級電解銅不符合一級電解銅分級標準和二級電解銅分級標準的電解銅。電解銅表面化學液殘留為硫酸銅的殘留，銅綠即是堿式碳酸銅，由于上引法生產無氧銅桿，只是將電解銅熔化后冷卻結晶形成銅桿，無精煉去雜質過程。所以，原料中雜質的混入對銅桿質量的影響很大。 電解銅清洗不凈或在不良環(huán)境中存放時間過長.表面附著堿式碳酸銅(銅綠)及硫酸銅(化學液殘留)，將這樣的電解銅加入熔煉爐中時，將發(fā)生化學反應生成氧化銅、二氧化硫、水、二氧化碳等物質。二氧化硫還會與銅液表面覆蓋的術炭及一氧化碳氣體等作用生成硫，硫與銅作用生成硫化銅。此外，氧化銅還可與碳、一氧化碳作用生成氧化亞銅，在這些復雜的化學反應的生成物中，水蒸汽、二氧化硫、硫化銅、氧化亞銅等都可使銅桿內產生氣孔、 結晶疏松或產生微裂紋。使用表面有銅豆的電解銅，其中含有較多的銻、鉍、鉛、碲等雜質。 這些雜質可與銅生成脆性化合物或共晶體而分布在銅的晶界上，嚴重影響銅桿的質量，甚至使銅桿開裂。 作為優(yōu)選，步驟⑵半成品銅桿分級為對半成品銅桿進行檢測，按檢測結果的差異將半成品銅桿分級，半成品銅桿分級依次包括如下兩種分級標準 ⑴直徑15 20mm半成品銅桿分級一級直徑15 20mm半成品銅桿由一級電解銅生產的無空心、夾雜、表面氧化和結疤缺陷的半成品銅桿；
二級直徑15 20mm半成品銅桿由二級電解銅生產的無空心、夾雜、表面氧化和結疤缺陷的半成品銅桿；
三級直徑15 20mm半成品銅桿由三級電解銅生產的無空心、夾雜、表面氧化和結疤缺陷的銅桿，或由一電解銅和二級電解銅生產獲得的不符合一級直徑15 20mm半成品銅桿分級標準和二級直徑15 20mm半成品銅桿分級標準的直徑15 20mm半成品銅桿； ⑵直徑6 10mm半成品銅桿分級
一級直徑flOmm半成品銅桿使用一級直徑15 20mm半成品銅桿生產，表面圓整光潔，無毛刺、毛邊、起皮，線徑公差在士0. 4mm；
二級直徑flOmm半成品銅桿使用二級直徑15 20mm半成品銅桿生產，表面圓整光潔， 無毛刺、毛邊、起皮，線徑公差在士0. 4mm；
三級直徑flOmm半成品銅桿使用三級直徑15 20mm半成品銅桿生產，或由一級、二級直徑15 20mm半成品銅桿生產的不符合一級直徑6 10mm半成品銅桿分級標準和二級直徑 6 IOmm半成品銅桿分級標準的直徑6 IOmm半成品銅桿。作為優(yōu)選，步驟⑶成品銅桿分級為對直徑2 4mm成品銅桿進行檢測，按檢測結果的差異將成品銅桿分級，分級標準如下
一級成品銅桿電阻率小于0.01740 Ω ·πιπι2/πι，伸長率彡2. 5%，單向扭轉數(shù)彡180轉， 外表光潔無毛刺；一級成品銅桿用于高端市場，高性能產品的價值得到充分體現(xiàn)；
二級成品銅桿電阻率大于等于0. 01740Ω ·πιπι7πι小于0.01777 Ω ·πιπι7πι，伸長率大于等于1. 5%小于2. 5%，單向扭轉數(shù)大于等于140轉小于180轉，外表光潔無毛刺； 0.01777 Ω · mm2/m >電阻率彡 0. 01740Ω · mm2/m，2. 5% >伸長率彡 1. 5%，180 轉>單向扭轉數(shù)> 140轉；二級成品銅桿用于中低端市場；
三級成品銅桿電阻率、伸長率、單向扭轉數(shù)和外表其中一項既不符合一級成品銅桿分級標準也不符合二級成品銅桿分級標準的成品銅桿；三級成品銅桿用于中低端市場；
不合格廢品滿足以下三項中的一項者電阻率< 0. 01800 Ω · mm2/m、伸長率< 0. 7%、 單向扭轉數(shù)< 120轉。本發(fā)明的有益效果是通過對原材料電解銅、半成品銅桿、成品銅桿的物理性能、 化學性能、表面質量的檢測，按檢測數(shù)據的差異進行分級，保證每級產品的質量穩(wěn)定性，得到的成品銅桿質量穩(wěn)定，提高了生產效率和產品成材率，產品性能分別能滿足高低端市場的需求。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施例方式下面通過具體實施例，并結合附圖，對本發(fā)明的技術方案作進一步的具體說明。本發(fā)明的工藝流程見附圖1。實施例1生產2mm銅桿
⑴電解銅分級檢測電解銅的化學元素成分、表面質量；
Fe質量百分比小于0. 0025%，S質量百分比小于0. 0025%，As質量百分比小于0. 0015%, Cu質量百分比大于99. 99%，電解銅表面光潔，無銅綠、化學液殘留和銅豆的電解銅分為一級電解銅。1 質量百分比小于0. 0025%, S質量百分比小于0. 0025%, As質量百分比小于 0. 0015%, Cu質量百分比大于99. 95%，電解銅表面光潔，電解銅單面上的化學液殘留、銅豆、 銅綠三者覆蓋面積的總和小于該單面總面積的10%的電解銅分為二級電解銅。不符合一級電解銅分級標準和二級電解銅分級標準的電解銅分為三級電解銅。⑵半成品銅桿分級
將步驟⑴得到的一級電解銅、二級電解銅和三級電解銅分別進行熔煉后牽引出直徑 15mm半成品銅桿，檢測直徑15mm半成品銅桿的表面質量、物理性能然后分級由一級電解銅生產的無空心、夾雜、表面氧化和結疤缺陷的半成品銅桿分為一級直徑15mm半成品銅桿；由二級電解銅生產的無空心、夾雜、表面氧化和結疤缺陷的半成品銅桿分為二級直徑 15mm半成品銅桿；由三級電解銅生產的無空心、夾雜、表面氧化和結疤缺陷的銅桿，或由一電解銅和二級電解銅生產獲得的不符合一級直徑15mm半成品銅桿分級標準和二級直徑 Imm半成品銅桿分級標準的半成品銅桿分為三級直徑15mm半成品銅桿。將一級、二級、三級直徑15mm半成品銅桿分別軋制成直徑6mm半成品銅桿，檢測直徑6mm半成品銅桿的表面質量然后分級使用一級直徑15mm半成品銅桿生產，表面圓整光潔，無毛刺、毛邊、起皮，線徑公差在士0. 4mm的半成品銅桿分為一級直徑6mm半成品銅桿；使用二級直徑15mm半成品銅桿生產，表面圓整光潔，無毛刺、毛邊、起皮，線徑公差在士0. 4mm的半成品銅桿分為二級直徑6mm半成品銅桿；使用三級直徑15mm半成品銅桿生產，或由一級、二級直徑15mm半成品銅桿生產的不符合一級直徑6mm半成品銅桿分級標準和二級直徑6mm半成品銅桿分級標準的半成品銅桿分為三級直徑6mm半成品銅桿。⑶成品銅桿分級
將步驟⑵得到的一級、二級、三級直徑6mm半成品銅桿分別進行拉伸制得直徑2mm成品銅桿，檢測直徑2mm成品銅桿的物理性能、表面質量、電性能然后分級
電阻率小于0.01740 Ω ·πιπι7πι，伸長率彡2.5%，單向扭轉數(shù)彡180轉，外表光潔無毛刺的成品銅桿分為一級成品銅桿；0. 01777Ω 讓乂！?。?，電阻率彡0.01740 Ω · mm2/m， 2. 5%>伸長率彡1.5%，180轉>單向扭轉數(shù)彡140轉的成品銅桿分為二級成品銅桿；電阻率、伸長率、單向扭轉數(shù)和外表四項中的一項既不符合一級成品銅桿分級標準也不符合二級成品銅桿分級標準的成品銅桿分為三級成品銅桿；滿足以下三項中的一項者電阻率 < 0. 01800 Ω · mm2/m、伸長率< 0. 7%、單向扭轉數(shù)< 120轉的成品銅桿為不合格廢品。一級成品銅桿供給高端市場，二級成品銅桿供給中端市場，三級成品銅桿供給低端市場，各級產品質量穩(wěn)定。實施例2
生產3mm銅桿電解銅熔煉后牽引出直徑17mm半成品銅桿，再軋制成直徑8mm半成品銅桿，拉伸制得3mm成品銅桿。各道工序的分級標準同實施例1。實施例3
生產4mm銅桿電解銅熔煉后牽弓丨出直徑20mm半成品銅桿，再軋制成直徑IOmm半成品銅桿，拉伸制得4mm成品銅桿。各道工序的分級標準同實施例1。
以上所述的實施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，在不超出權利要求所記載的技術方案的前提下還有其它的變體及改型。
權利要求
1.一種實現(xiàn)無氧銅桿質量分級控制的方法，其特征在于所述的方法質量分級控制步驟如下⑴電解銅分級對電解銅分級，得到不同質量等級的電解銅；⑵半成品銅桿分級將步驟⑴得到的不同質量等級的電解銅分別進行熔煉后牽引出直徑15 20mm半成品銅桿，對所述的直徑15 20mm半成品銅桿分級，得到不同質量等級的直徑15 20mm半成品銅桿，然后將不同質量等級的直徑15 20mm半成品銅桿分別軋制成直徑^TlOmm半成品銅桿，對所述的直徑^TlOmm半成品銅桿分級，得到不同質量等級的直徑 6 IOmm半成品銅桿；⑶成品銅桿分級將步驟⑵得到的不同質量等級的直徑6 10mm半成品銅桿分別進行拉伸制得直徑2 4mm成品銅桿，對所述的直徑2 4mm成品銅桿進行分級，得到不同質量等級的直徑2 4mm成品銅桿。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于步驟⑴所述的電解銅分級為對電解銅進行檢測，按檢測結果的差異將電解銅分級，分級標準如下一級電解銅Te質量百分比小于0. 0025%, S質量百分比小于0. 0025%, As質量百分比小于0. 0015%, Cu質量百分比大于99. 99%，電解銅表面光潔，無銅綠、化學液殘留和銅豆；二級電解銅Je質量百分比小于0. 0025%, S質量百分比小于0. 0025%, As質量百分比小于0. 0015%, Cu質量百分比大于99. 95%，電解銅表面光潔，電解銅單面上的化學液殘留、 銅豆、銅綠三者覆蓋面積的總和小于該單面總面積的10% ；三級電解銅不符合一級電解銅分級標準和二級電解銅分級標準的電解銅。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于步驟⑵半成品銅桿分級為對半成品銅桿進行檢測，按檢測結果的差異將半成品銅桿分級，半成品銅桿分級依次包括如下兩種分級標準⑴直徑15 20mm半成品銅桿分級一級直徑15 20mm半成品銅桿由一級電解銅生產的無空心、夾雜、表面氧化和結疤缺陷的半成品銅桿；二級直徑15 20mm半成品銅桿由二級電解銅生產的無空心、夾雜、表面氧化和結疤缺陷的半成品銅桿；三級直徑15 20mm半成品銅桿由三級電解銅生產的無空心、夾雜、表面氧化和結疤缺陷的銅桿，或由一電解銅和二級電解銅生產獲得的不符合一級直徑15 20mm半成品銅桿分級標準和二級直徑15 20mm半成品銅桿分級標準的直徑15 20mm半成品銅桿；⑵直徑6 10mm半成品銅桿分級一級直徑flOmm半成品銅桿使用一級直徑15 20mm半成品銅桿生產，表面圓整光潔，無毛刺、毛邊、起皮，線徑公差在士0. 4mm；二級直徑flOmm半成品銅桿使用二級直徑15 20mm半成品銅桿生產，表面圓整光潔， 無毛刺、毛邊、起皮，線徑公差在士0. 4mm；三級直徑flOmm半成品銅桿使用三級直徑15 20mm半成品銅桿生產，或由一級、二級直徑15 20mm半成品銅桿生產的不符合一級直徑6 10mm半成品銅桿分級標準和二級直徑 6 IOmm半成品銅桿分級標準的直徑6 IOmm半成品銅桿。
4.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于步驟⑶成品銅桿分級為對直徑2 4mm成品銅桿進行檢測，按檢測結果的差異將成品銅桿分級，分級標準如下一級成品銅桿電阻率小于0.01740 Ω ·πιπι2/πι，伸長率彡2. 5%，單向扭轉數(shù)彡180轉， 外表光潔無毛刺；二級成品銅桿電阻率大于等于0. 01740 Ω ·πιπι2/πι小于0.01777 Ω ·πιπι7πι，伸長率 大于等于1. 5%小于2. 5%，單向扭轉數(shù)大于等于140轉小于180轉，外表光潔無毛刺；三級成品銅桿電阻率、伸長率、單向扭轉數(shù)和外表其中一項既不符合一級成品銅桿分級標準也不符合二級成品銅桿分級標準的成品銅桿；不合格廢品滿足以下三項中的一項者電阻率< 0. 01800 Ω · mm2/m、伸長率< 0. 7%、 單向扭轉數(shù)< 120轉。
5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于成品銅桿分級為對直徑2 4mm成品銅桿進行檢測，按檢測結果的差異將成品銅桿分級，分級標準如下一級成品銅桿電阻率小于0.01740 Ω ·πιπι2/πι，伸長率彡2. 5%，單向扭轉數(shù)彡180轉， 外表光潔無毛刺；二級成品銅桿電阻率大于等于0. 01740 Ω ·πιπι2/πι小于0.01777 Ω ·πιπι7πι，伸長率大于等于1. 5%小于2. 5%，單向扭轉數(shù)大于等于140轉小于180轉，外表光潔無毛刺；三級成品銅桿電阻率、伸長率、單向扭轉數(shù)和外表其中一項既不符合一級成品銅桿分級標準也不符合二級成品銅桿分級標準的成品銅桿；不合格廢品滿足以下三項中的一項者電阻率< 0. 01800 Ω · mm2/m、伸長率< 0. 7%、 單向扭轉數(shù)< 120轉。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實現(xiàn)無氧銅桿質量分級控制的方法，其目的在于解決銅桿生產過程中各道工序受原料、工藝、設備、人員的影響，產品的性能、質量的穩(wěn)定性得不到保證，使得銅桿在生產過程中和后道加工中因質量不穩(wěn)定，導致斷線或時常調節(jié)工藝參數(shù)的現(xiàn)象頻發(fā)，影響生產效率和產品成材率的問題。本發(fā)明主要步驟包括電解銅分級、半成品銅桿分級和成品銅桿分級三大步驟。本發(fā)明對銅桿生產過程中各道工序的產品進行了質量分級，保證每道工序產品的質量穩(wěn)定性，得到的成品銅桿質量穩(wěn)定，提高了生產效率和產品成材率，產品性能分別能滿足高低端市場的需求，高性能產品的價值得到充分體現(xiàn)。
文檔編號B21C37/04GK102284545SQ20111012521
公開日2011年12月21日 申請日期2011年5月16日 優(yōu)先權日2011年5月16日
發(fā)明者王坤 申請人:新興鑄管(浙江)銅業(yè)有限公司