水平连铸大截面紫铜空心

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1、水平连铸大截面紫铜空心、实心锭的开发生产实践刘才富﹙江苏金奕达铜业股份有限公司，江苏苏州215143﹚摘要；在铜管生产当中，大口径和厚壁管材的坯料供应，国内基本上都是采用半连铸生产的大截面铜锭，控制铜锭质量、生产效率和加工成本，对企业来说至关重要。从生产方式来说；如果选用水平连铸生产，各项效果都应明显优于半连铸。目前；水平连铸￠150mm以上大截面铜锭，只有少数企业开发生产成功。笔者认为，今后；水平连铸取代半连铸供坯将是铜加工行业发展的必然趋势，本文就水平连铸生产￠150mm以上的大截面铜锭的成功实践进行总结介绍。关键词；大截面；空心锭；实心锭；水平连铸；半连铸

2、；1；前言1.1水平连续铸造小截面铸锭，在国内发展很快，尤其近10年来，随着国内对铜管材的需求量和出口量的急剧上升，迎来了水平连铸的高速发展期。同时；对大口径和厚壁管材需求量也急剧上升，而且对产品质量要求越来越高，竞争也越来越激烈。生产效率和成本控制，尤其显得突出，因此；水平连铸的优点逐渐明显，生产技术也有了新的突破。目前国内铜管材产量约占铜加工材总量的20～25％，其中壁厚在10毫米以下及中细外径的铜管，生产工艺技术已经很成熟，生产技术装备也很先进，生产工艺流程基本都是铸—轧—拉方法。但是大口径和厚壁管﹙外径≥150-350mm、壁厚在10～30mm﹚的生产，

3、目前还仅仅局限于几家企业，如中铝洛铜、浙江海亮、江苏包罗，浙江金鹰等，生产方式为铸—挤﹙斜轧穿孔、冷轧﹚--拉伸﹙扩孔﹚，使用的坯锭基本都是采取半连续铸造大截面铜锭。1.2笔者当时在包罗铜材公司时，大口径和厚壁管生产也是采取半连铸铸锭。半连续铸造的缺点是；单位生产电耗高，成材率低，工人劳动强度大，质量不好控制，经常发现铜锭锯开有气孔。生产TP2铸锭时，铸造工艺稍把握不好的话，就会出现铸锭中心裂纹，造成后续加工报废，而且容易发生安全事故，对操作工人技术掌握要求高。为此；笔者在2006年6月向公司建议开发水平连铸生产￠150mm以上的大截面铜锭，方案前提条件是；一炉

4、多规格生产，从￠160--￠200mm，既能生产实心又能够生产空心铜锭，生产牌号为TAg、T2、TP2。既然开发生产，首先要解决的是设备，然后确定工艺，最终到生产，形成一套合理完整的工艺和操作规程。1.3从提案到设备制作安装完成，前后花了3个月时间，9月份正式筑炉试产，由于进行了周密的工艺设计，试产十分顺利，从￠160mm、￠185mm、￠200mm的实心锭到￠160×60和￠200×75的空心管坯先后成功生产，结果表明使用水平连铸坯锭加工的铜管质量和各方面指标明显优于半连铸坯锭，而且铸锭的成材率和成品铜管的加工成材率各提高了6-8％。铸坯生产用电单耗也比原来降

5、低了将近100KWH。车间的生产环境和员工的劳动强度有了明显改善，生产TP2￠200铜锭时，也没有出现中心裂纹现象。11月份公司将2台紫铜半连铸炉全部拆除。2007年我们又相继开发生产成功大截面黄铜和青铜坯锭，同年5月公司将另外2台铜合金半连铸炉拆除。从此；半连续铸造退出了包罗铜材集团的历史舞台，开辟了水平连铸的新天地。2010年5月；笔者在江苏金奕达铜业公司开发生产了水平连铸￠220mm紫铜实心和空心铸锭。为了使水平连铸方法发扬光大，笔者就一些生产实践经验分别和业内人士进行探讨交流。2；水平连铸设备2.1熔炉由于紫铜容易吸气，要铸造出质量高的铸锭，熔铸炉非常重

6、要。采用水平连铸一炉多规格生产，首先要工艺设计；熔铸炉如何匹配，既取决于生产规格的大小，最快和最慢的拉铸速度。还要考虑模具如何更换等一系列问题。熔化炉配置为1000公斤型，保温炉配置为300公斤型，设计日产能为20—25吨，采用组合潜流式。为了模具更换方便和降低成本，废除了以前水平连铸用石墨塞棒和石墨底座的控流方式，直接在保温炉的炉口开孔安装结晶器，更换模具则采用液压倾翻式将铜液倒回熔化炉，保温炉口脱离铜液后，进行更换模具，但是炉口设计必须保证最小直径和最大直径模具的安装。2.2结晶器结晶器是能否顺利生产成功的关键，铸锭质量、模具寿命、模具成本、安全等因素，主要

7、取决于结晶器。结晶器由石墨模、铜套、循环冷却水套和外壳组成。结晶器的有效长度在保证安全的情况下；应当尽可能的短。太长会影响铸坯质量和提升石墨模具价格。太短会造成铜液进入结晶器没有形成凝固，就被牵引出来，易造成冲铜泄漏事故。石墨模具的制造必须用高纯石墨，由于国内生产的石墨材料质量，远远不如国外的石墨材料，当然价格上也有很大的区别。从成本和使用寿命上综合考虑，采用上海碳素厂生产的石墨材料。结晶器的铜套采用T2铜，有良好的热传导性能，但是；必须保证其材质的致密性和足够的刚性，必须经过热锻制后加工成形。冷却水的出水角度设计必须合理，能够均匀形成水帘状喷射在铸坯上，进行有

8、效的冷却。冷却水的流量和