摘要:文章针对以再生铜为原料竖炉连铸连轧生产灼烁铜杆时泛起的夹渣、空心等质量缺陷，通过接纳设备优化和质量控制工艺等要领和步伐进行改善;结果标明，减少了缺陷爆发，提高了灼烁铜杆的产品质量
。

要害词:再生铜;灼烁铜杆;质量控制

我国是铜资源匮乏国，原生铜供应紧张，每年依靠大宗进口废铜以满足海内市场的消费需求［1－4］
。近年来，国家大力支持再生铜工业生长缓解这一紧张局面
。再生铜已经在铜及铜合金板带、棒线材等领域获得了广泛应用［5－10］，技术成熟、可靠，产品质量稳定，但在铜杆加工行业，再生铜的应用局限性大，以再生铜原料生产的灼烁铜杆仅占铜杆总量的15%左右，焦点原因在于产品质量得不到包管
。

经过广泛的市场调研，发明虽然利用再生铜生产灼烁铜杆的企业很少，并且这类灼烁铜杆在后续拉制细线的加工中，极易泛起拉制断线现象，造成这一现象的主要原因是铜杆保存夹渣、空心等质量缺陷
。

针对上述问题，笔者所在企业前期也接纳了一系列步伐来改善上述缺陷
。如***差别批次再生铜原料的混搭使用;规范出铜口扒渣操作，明确单位时间内扒渣次数;在中间包增加过滤砖等，通过这些步伐对夹渣、空心等改善效果并不明显
。本文通过接纳设备优化和质量控制工艺等控制要领和步伐，以期提高再生铜原料生产灼烁铜杆的质量
。

1.质量缺陷

1．1夹渣

正常情况下，所有夹渣颗粒均上浮到铜水外貌，经过扒渣工序清除，但铜水流转历程中仍然有夹渣颗粒裹入铜水进入铸锭，主要是前道除渣效果不睬想，夹渣物从中间包中进入铸锭
。铜水从流槽进入中间包时，直接攻击中间包铜水外貌，造成大宗夹渣物混入铜水内部，未能实时上浮，同时受温度影响，中间包中铜水的流动性变差，从而带入铸锭
。另一方面，中间包内或者浇嘴在边部氧化富集形成炉渣，也会进入铸锭，造成夹渣(图1)
。

    图1铸坯夹渣

Fig．1Castingbilletslag

1．2气孔

竖炉连铸连轧溶解于铜中的主要是氢和氧，由于现有技术条件很难制止氧化和吸氧，氧化和脱氧、吸氢和脱氢历程同时保存，因此铜水中会一直保存大宗的氢和氧
。当铜水从液态冷却至凝固温度时，氢在铜中的溶解度蓦地降低，过饱和的氢就会在结晶前沿界限层析出，反应生成的水泡会有一部分没有实时排除而残留在铸坯中，形成气孔(图2)
。

2.质量控制步伐

通太过析，目今***焦点的问题照旧除渣和排气的问题
。而除渣***直接有效的方法是增加铜水的流动性，提高铜水的浮渣能力，辅以有效的扒渣和滤渣步伐，能够彻底控制夹渣物
。关于排气，一方面增加铜水的流动性，另一方面，适当延长铜水袒露的时间，给与气体富足的析出时间，也同样可以降低气孔爆发的概率
。因此，后续的改善步伐主要照旧围绕如何提升除渣能力以及如何使气体尽可能多的排出铜水进行
。

图2铸坯气孔

Fig．2Castingbilletporosity

2．1减小竖炉炉底倾斜角、增加出铜口尺寸

竖炉炉底如图3所示
。凭据实际生产，由于底部倾斜角的增大，设备运行初期确实起到增大铜水流动性的效果
。但随着运行时间的增加，由于炉底到出铜的拐角较大，一些铜水的氧化渣开始在拐角聚集，慢慢形成渣坝，这种渣坝会导致很是有害的汪铜水现象，铜块熔化掉落到汪铜水处，烧嘴易积铜梗塞
。***终会使化铜的速度受到影响，且火焰变小，铜水温降低，流动性变差，倒运于浮渣
。

①竖炉;②出铜口;③上流槽

图3竖炉炉底

Fig．3Bottomofverticalfurnace

2．2调解竖炉烧嘴火焰长度和气氛

竖炉烧嘴漫衍如图4所示
。凭据测算，从竖炉加料炉口到化铜起始点为预热段，温度为300℃～1083℃;化铜点到出铜口阶段，使用短焰烧，出铜口温度为1090℃～1100℃;使用长焰烧，出铜口温度为1105℃～1115℃
。因此，使用长焰时，铜水的流动性会增加，低温杂质和部分高温杂质的氧化物，能随攻击的火焰散发到烟气，并排出炉体
。

当烧嘴成微还原性气氛时，火焰长、温度低、喷射气流猛;当坚持烧嘴成微还原气氛且增加烧嘴个数时，则化铜起始点离底部就越高，铜水抵达出铜口加热时间更长，出铜口铜水温度就会更高，流动性更好
。

①排烧嘴;②排烧嘴

备注:①排烧嘴加大火焰;②排烧嘴角度向上增大5°

图4竖炉烧嘴漫衍

Fig．4Distributionofburnerofverticalfurnace

2．3增大竖炉与铸机的笔直落差与流槽角度前期设备装置历程中，受现场条件影响，竖炉与铸机的笔直落差未按标准实施，较设计低0．5m
。造成两个问题，一是铜水的流动性差，缺乏预期;二是上流槽视察口位置与烧嘴重合，不便当视察铜水情况
。另一方面，出铜口与流槽拐角角度只有100°，导致渣在拐角处滞留，增加铜杆夹渣的危害
。

竖炉整体抬高后，有利于浇嘴与铸轮笔直距离的增加，在空气中流动时间长，有利于气体析出(图5)
。而调解出铜口与流槽角度可以降低积渣的爆发，降低铜杆夹渣危害(图6)
。

①竖炉;②保温炉;③铸机

备注:竖炉整体抬高0．5m

图5熔化、保温、浇铸系统

Fig．5Melting，heatpreservation，castingsystems

2．4在中间包增加烧嘴，加大火焰

经过前几道处理以后，进入到中间包的夹渣物有限，但仍不可制止会有些细小的氧化铜残渣以及中间包边部的富集渣爆发
。因此，包管中间包铜水的温度可以增加铜水的流动性，使夹渣物实时上浮被挡渣砖清除，另一方面，也可以减少中间包边部富集渣的爆发(图7)
。

①竖炉;②上流槽

备注:出铜口与流槽角度增加20°

图6竖炉与上流槽结构

Fig．6Verticalfurnaceanduppergroovestructure

①下流槽;②中间包;③铸轮

备注:中间包增加一个烧嘴;加大火焰

图7中间包结构

Fig．7Tundishstructure

3.实施效果

通过上述优化，凭据近两个月的生产纪录，夹渣、空心情况明显好转
。未改善前，夹渣断线次数20.78次/万t，断线严重;***优化后，夹渣断线次数16.88次/万t，略微好转;设备优化攻关后，夹渣断线次数3．78次/万t，效果明显
。夹渣断线次数由未改善前的20．78次/万t降低至3．78次/万t，灼烁铜杆的产品质量明显提升
。

4.结束语

经过实践证明，对设备优化和质量控制工艺等改善控制要领和步伐是有效的，但利用再生铜原料生产灼烁铜杆如何进一步提高质量还需继续探索，例如向铜水里加稀土或其他微量元素、流槽长加深、增加自动扒渣装置等
。

来源：中国知网  作者：都敏生，李诗威，樊金金

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