铜拉丝退火上引讲义

特变电工（德阳）电缆股份有限公司

铜

上

引

拉

丝

退

火

工

序

讲

义

技术中心

2007年7月18日

铜上引工序

一、 铜杆生产方法及性能比较

1、铜杆生产方法

a. 传统方法轧制

定义：将铜锭通过加热炉加热，再经过轧机的轧辊反复轧制延伸成形而最后

得到一定规格形状的铜杆。这种加工方法称为轧制。

特点：生产效率高，废品废料少，内部质量好。

适于简单截面金属制品的批量生产。

工艺流程：铜锭—加热—粗轧—中精轧—绕杆—堆装—成品检验

b. 连铸连轧生产铜杆

工艺流程：电解铜—加料—竖炉—上流槽—保温炉—下流槽—浇煲—铸机—

夹送辊—剪切机—坯锭预处理—轧机—清洗冷却管道—涂蜡—成圈—包装。

c. 浸涂法

原理：利用冷铜杆吸热的能力。用一根较细的冷纯

铜芯杆或称种子杆,垂直通过一直能保持一定液位高低

的铜水池(坩埚)，坩埚内铜水与该移动的种子杆表面铜

熔合在一起，并逐步凝固成较粗的铸态铜杆。

特点：含氧量低（2~18ppm ），具有无氧

铜杆的优点，即柔软、工艺性能好、无氢脆、

耐高温、可焊性优良、无氧化颗粒、导电率高、

表面清洁、长度大、晶粒小等特点。

d. 上引连铸法 轧辊

轧件

是“多头连铸”生产铜杆方法中较为成功的一种。最早是芬兰于1970

年研制成功，实现了在一台设备上同时装12个头子，年生产能力12000t铜

杆。这种连铸系统不仅能生产铜杆，还可生产各种有色金属及合金杆棒，甚

至生产空芯导线以及各种型材。

工艺原理：将结晶器下端伸入并浸没在熔化铜液面下，上端与真空泵连通，开始时将结晶器内空气抽出，在真空作用下，使管内产生负压，铜液被

徐徐吸引向上，并在引升器附近很快凝固成光亮铸坯，铸杆尺寸决定于结晶

器内径。结晶后的铸杆，通过牵引轮慢慢地将铜杆从结晶器内提升出来，经

过弧形拐弯轮至绕杆机收绕成圈。

工艺流程：电解铜—熔化炉—流槽—保温炉—连铸机—成圈机。

控制部分：熔化炉铜液由液压系统控制，保温炉内铜液液位用标尺显示，铜液温度由热电偶测温仪表显示，石墨模由跟踪装置使其保持一定的位置。

总之，根据液位的位置，液位跟踪系统控制连铸机上下运动，每一冷却器和石墨模可以单独提起和更换，并不影响其它冷却器，每一根铸杆都有独

立的控制器和绕杆机，根据铸杆长度由控制器控制绕杆间歇机构运动。

技术参数：铜液温度：1150~1156℃

牵引频率：200~300次/分

正常铜杆表征：铜杆表面光亮，手感光滑，无裂纹、冷隔现象，铜杆被环剪一半折断后，断口颜色发白，结晶细小，结构致密。

常见质量问题及处理方法：见表1。

2、四种铜杆加工工艺对比分析：见表2。

二、影响无氧铜杆质量因素的探讨

1、原材料的影响

使用不符合质量要求的原材料绝对生产不出高质量的产品来，原材料符合GB/T467-1997阴极铜（牌号为Cu-CATH-1）的技术要求。

杂质：铋（Bi）和铅（Pb）含量偏高，它们会形成分布在晶界的低熔点的共晶物，导致热脆；硫含量偏高，形成脆性化合物Cu2S，导致冷脆。

2、生产设备的影响

与熔化炉与保温炉的组合形式，即分体炉和连体炉以及熔沟的截面形式有关。

3、结晶器的影响

结晶器内壁管是否清洁光滑、石墨模质量以及结晶器的装配是否符合要求，将直接影响到铜杆质量。

安装结晶器时，石墨结晶器插入铜液的深度，应使保护套长度的1/3露出液面。插入太浅，使铜杆一次冷却达不到要求，产生裂纹；插入太深，保护套易爆裂。同时铜液渗入保护套，烧坏结晶器。

4、工艺参数的影响

炉温、冷却水流量和引杆速度是直接影响铸杆质量的三大要素。

一般要求，熔化炉温度为1180±5 ℃，保温炉温度为1153±3 ℃，在实际操作时一般是控制保温炉的温度，由热电偶和控温仪表显示，或由经验判断。

冷却水流量直接影响铸杆的结晶组织和表面裂纹，要根据生产过程中铸杆规格和引杆速度来调整。一般要求铸杆规格愈大，水的流量也应愈大。

引杆速度是影响铸杆质量的另一个重要因素。它必须与铜液温度、冷却强度相匹配。如在其它条件一定的情况下，引杆速度越快，结晶越粗大，组织越疏松，加工性能越不好；引杆速度慢时，易产生裂纹，产量又低。

5、辅材料的影响

主要辅材料是木炭和石墨片。其作用主要是用来除掉铜液中的氧，保护铜液不受氧化，使引杆在稳定的还原性气氛下进行。同时木炭和石墨片具有隔离空气和保温作用，避免铜液从空气中吸氧和氢。

但是，木炭受潮后未经烘干而下炉，会使木炭中的氧和氢进入铜液，导致铜杆产生气孔和裂纹。因此，木炭在下炉之前必须净化烘烤。

石墨片吸水性小，但也有潮气，使用前须低温烘烤，另外，要用磁铁除去石墨片中的铁杂质。否则会造成铜杆拉丝后电阻率不合格。

三、操作中的注意事项

1、结晶器就位时，不能有上下窜动现象，并保证保护套的1/3露出铜液面。

2、加料必须均匀。要少加勤加，保持液面的稳定。

3、熔化炉用烘烤过的木炭做覆盖剂，覆盖要严密，避免铜液吸氧和氢。

4、保温炉用石墨片全部覆盖严密。

5、定期清理炉渣。

6、清炉器具最好用不锈钢制作。铁质器具，清炉前须抹上石墨粉，并烘干后才能使

用。

7、严格按照上引作业指导书的要求进行操作。