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Mymetal:铜板带行业设备及工艺流程简介

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一、铜板带简介

板带是铜板和铜带的统称。铜板是指铜经过轧制的板材,轧制包括了热轧冷轧。铜带是指厚度在0.06~1.5mm之间的铜轧制加工品。

铜板带可以根据不同的牌号分类,大致分为黄铜板带、紫铜板带、青铜类板带、白铜类板带。铜类板带又分为热轧板带及冷轧板带,热轧板带的厚度一般在4-25mm,冷轧板带厚度一般在0.2-15mm之间,最大宽度2500mm,长度最大可达6000mm。

二、铜板带生产流程、方法及过程

1、生产流程图 

                 

  

2、生产方法及过程

铜板带生产分为六大区域,包括炼炉区、化验室、割断区、热轧区、水洗区、轧板区。铜板带生产方法和过程如下:

第一步:制胚;按照预定生产目标,按不同牌号合金元素成分要求进行分配以制得不同种类的铜原料,然后采用铸锭中的上引法进行铜块铸造,上引法是指熔水向上引,精密度较好。

第二步:化验;为了保证生产出既合格又保证经济效益的成品,化验结果的准确性显得尤为重要。化验室职责就是根据送检铜块,快速而准确地将化验结果告诉炼炉师傅。

第三步:割断;完整的铜条经过吊绳牵引,在专用的割断台上放置平稳,再由割断轮锯切断,再由铜条铣面机将铜条表面凹凸不平的表面打磨光滑,这样有利于后期加工出来的铜带表面的平整性和光滑度。

第四步:热轧;经割断台割断后的铜条在经过1000℃高温加热后,再过热轧,压轧成厚度在2.3cm左右的铜带;或者经过冷轧,压轧成厚度在1.3cm左右的铜带。

第五步:水洗;每个铜块经过初步压轧过程下来,由于表面杂质存在,为了避免影响成品的品质质量,必须再次经过封火炉进行水洗程序。水洗区按照酸性程度的不同分为两种水池。浓度高的为6-8度,浓度低的则为3-5度。其中铜板、铜带表面产生的红色斑块可以由水洗池的酸液洗去,而暗红色斑块则由水洗期间的铁制细毛刷除,经过这一系列处理方式下来的铜带,明显地闪耀出铜自身固有的光泽。同样轧板期间仍然存在红色斑块,仍然需要重新来一次水洗步骤。水洗期间还要注意定期检查水池中的酸度,及时加酸以免酸含量过低导致水洗不充分。

第六步:轧板;轧板区按锟轮区分180的初轧,110的中轧。按照各种锟轮大小不同将热轧下来经烽火炉煅烧过的铜带经由以上两个步骤,由粗糙到精细加工出来。

三、铜板带生产装备概述

1、铜板带熔炼及铸造装备的主要类型及特点

1) 熔炼炉

感应电炉:感应电炉熔炼属洁净熔炼,炉料烧损少、熔体质量好、环境污染少,适于各种铜及铜合金的熔炼;炉子容量可以从几公斤到几十吨,熔化能力可以与容量匹配从小到大变化。感应电炉根据感应器的结构形式分为有芯和无芯感应炉。

u 有芯感应炉综合效率高,能耗低,且容易实现熔体温度的自动和精确控制。但不宜频繁停、开炉且变料困难。可与立式连续铸造或立式半连续铸造配合生产单一品种较大批量铸锭。

u 无芯炉停、开炉方便,变料容易,但综合效率低,能耗高,炉衬寿命短,且熔体温度不易实现连续测量与自动控制。多与立式半连续铸造配合生产小批量多品种合金铸锭。

燃气竖炉:燃气竖炉熔炼具有生产能力大、热效率高、停开炉方便的特点,通过精确控制炉气的组成和压力能够有效实现快速、低耗熔炼优质熔体的生产要求。

u 主要用于和连铸设备配合大规模生产紫铜铸胚或铜线杆。与感应电炉熔炼工艺比较,生产能力大,运行成本低。由于原料熔化所需的热量是通过燃料与空气中的氧气进行氧化燃烧所获得的,燃烧过程中直接与铜原料接触,一般不用于生产无氧铜。燃气竖炉在国外铜板带加工企业有所应用,但未在国内铜板带加工企业得到采用。

2) 铸造机

u 立式半连续铸造机:具有设备简单、生产灵活的特点,适宜铸造各种铜及铜合金扁锭。立式半连续铸造机引锭方式分为液压、丝杠、钢丝绳三种,其中液压传动比较平稳,而丝杠及钢丝绳设备价格较低但其维护量较大,现阶段引锭液压方式为主。半连续铸造在铜及铜合金的铸锭生产中采用最为广泛。

u 立式全连续铸造机:具有产量大、成品率高的特点,适宜大规模、连续生产品种和规格单一的铸锭,主要用于生产无氧铜。立式全连续铸造结晶器采用非接触式激光液面自动控制、铸造机一般采用液压夹持、机械传动、在线锯切和收屑,设备结构复杂、自动化程度高。

u 立弯/锟轮/双带式全连续铸造机:此三种全连续铸造具有产量大、成品率高、工艺流程短、能耗低的特点,适宜大规模、连续生产品种和规格单一的铸胚。立弯式全连续铸造因铸胚弯曲,弯曲变形应力的局部集中易引起内部裂纹;铸胚内夹杂物分布不均匀,内弧侧存在夹杂物的聚集;机身较高,必须加高厂房或深挖地坑,基建费贵。设备较为复杂,维修也较困难。

u 上引法连续铸造和连续挤压法:该方法生产铜带胚是近年来国内铜加工装备发展的一大亮点,为进一步缩短铜板带材生产工艺流程、提高生产效率和节约能源做出一定贡献。其生产铜及铜合金板带材产品品种单一。

2、铜板带铸锭加热、轧制、热处理及精整的主要类型

1) 加热炉

步进式加热炉:铸锭加热炉有步进炉,环形炉、箱式炉等几种炉型。在现代热轧生产中,热轧前的铸锭加热广泛采用步进式火焰加热炉。其生产灵活、炉内料温均匀,余热利用、炉内气氛控制等手段得到普遍采用。

2) 热轧机

热轧机普遍采用两锟轧机,其前后一般配置立锟以控制边部质量和宽展量。通过高轧速、大的轧制力及按钮以控制带材终轧温度。设有在线淬火及冷却功能。

3) 双面铣

切削平稳、效率高螺铣刀被广泛使用。提高铣刀转速、强化铣削前后的加持及对铣后带胚进行刷磨以提高铣削后带胚表面光洁度。采用张力卷取和表面衬纸以防止带面擦划伤。

 

4) 冷轧设备

在冷轧设备中粗轧及中轧主要以四锟轧机为主、精轧以六锟或二十锟轧机为主。现代冷轧机普遍采用液压正负弯锟、厚度、压力、张力自动控制、轧锟轴向移动、轧锟分段冷却、版型自动控制、轧件自动对中、质量流等一系列技术。

5) 热处理

常用热处理设备主要有钟罩式退火炉、气垫式连续退火炉等。

u 钟罩式退火炉主要用于卷胚的中间退火工序、其生产组织较为灵活。气垫式连续退火炉生产能力大,退火后表面质量好、组织性能较为均匀。

6) 表面处理和精整

精整设备包括表面清洗、拉矫、纵剪等设备。表面精刷、抛光及钝化、真空气囊、全自动包装等带材表面保护手段的采用。

四、铜板带分类及主要生产厂家

1、铜板带主要种类

根据下游应用不同可分为:

散热器带:Y2/Y,0.15-2.5*20-32;

变压器铜带:M ,TU1、TU2、TP1、TP2、T2、T3 、c10200 ,0.15-2.5*160-320;  

太阳能用铜带:Y,TU1、TU2、TP1、TP2、T2、T3 、c10200,0.1-0.2*20-320;

铜包紫铜带:M,TU1、TU2、TP1、TP2、T2、T3 、c10200,0.3-0.7*20-320;

无氧铜带:TU1、TU2、TP1、TP2、T2、T3 、c10200,0.15-2.5*20*320,用于射频电缆带空气电缆带、超柔缆;

电子铜网带:M,TU1、TU2、TP1、TP2、T2、T3 、c10200,0.1-0.2*20-320,电池网;

纽扣用黄铜带:M、Y4、Y2,H62、H65、H68;

黄铜(电子铜带):Y、Y2,H65,端子料、接插件用料;

黄铜(灯头带):M,H90、H85,灯头制品;

黄铜(水室料):M,H68、H70,0.5-1.2*50-320;

黄铜(卫浴用铜带):Y2、M,H65、H62  高档卫浴材料。

2、国内主要生产厂家

铜板带投资较大回报周期较长。固定项目投资需15亿人民币,3-4亿流动资金,而回报期则长达10年。

 

1 铜板带生产厂家情况表

 

五、铜板带材产品的应用状况

铜板带材主要用于建筑、电子、电信设备及家用电器的接插件及配件、服装饰件、车用水箱、密封件等行业。

建筑行业用铜板带消费市场主要集中在欧美国家,近年来由于欧美经济不景气拉低了建筑行业用铜板带的消费量。其对新工艺。新设备的研发投入较少,重点放在对新合金品种的开发以及对原有设备的改造。

国内铜板带消费领域主要集中在电子、电信设备及家用电器的接插件及配件、服装饰件、车用水箱等行业。其中引线框架铜带、接插件用铜材、电缆带、光伏铜带、变压器带、超薄水箱带是近期铜板带消费的热点。

随着中国铜板带消费市场所占世界消费市场份额比重逐步加大,其消费习惯对于世界铜板带材的生产工艺技术及装备的发展起决定性作用。

六、铜板带供需现状及发展趋势

1、供需现状

近十年来,国外铜板带材加工企业由于消费量趋于稳定,产能和消费量趋于平衡。国内普通铜板带材的需求量基本稳定,高精度专用铜板带材的需求量增长速度较快,尤其是电力、电信、电子工业、光伏产业和汽车工业的迅速发展,对专用产品如变压器铜带、电缆带、光伏铜带、接插件用铜材、引线用框架铜带、水箱铜带等高精度的紫黄铜板带材需求量增长较快。而国内近年来小型铜加工企业的迅速发展,技术含量低的铜加工材产品相对过剩,高精度、高性能、高技术含量的铜板带材生产能力不足,对合金成分、表面光洁度、尺寸和形状精度、性能要求高的铜板带材主要依靠进口解决。

2、发展趋势

铜加工技术体现在铜及铜合金材料的制备及铜加工产品的各个生产工序和采用的生产设备中。铜加工技术及其发展趋势与生产工艺流程和生产参数的改进以及生产装备的更新换代密切相关。其发展趋势和普遍特征是在追求高性能、高质量的前提下追求高效率、低能耗和自动化。

国内铜板带产品消费量激增,小批量、多规格、多品种的消费现状促进了加上引法、连续挤压法等生产能力适中的短流程国内新生产工艺和装备的发展,短流程工艺生产多品种产品将是今后的发展方向。国内铜资源精铜矿的短缺,对废铜合理利用及国内再生可能会对国内铜板带生产工艺及装备产生影响。

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