我国铜加工技术的进步及研究开发

2010-09-14谢水生

资源再生 2010年11期

关键词：铜合金铜管连铸

□文/谢水生

北京有色金属研究总院有色金属材料加工制备国家重点实验室

我国铜加工技术的进步及研究开发

□文/谢水生

北京有色金属研究总院有色金属材料加工制备国家重点实验室

China's Copper Industry Advances and Research in Processing Technology

文章在简要介绍我国铜材生产情况的基础上，详细阐述了我国铜加工技术的进步和创新。特别是介绍了先进的铜管生产技术、水平连铸高质量无氧铜带坯技术、高精度电子引线框架材料的生产技术、连续挤压技术设备制造技术。

铜及铜合金是重要的有色金属材料，在国民经济发展中起着重要的作用。因此，铜加工工业的发展已经成为促进国民经济发展与国防建设的重要力量。近20年来，我国的铜及铜合金加工发展迅速，已经成为世界上铜及铜合金生产大国。目前还不是强国，但在向强国迈进。

一、我国铜加工工业的发展

2000年以前，我国的先进加工设备及技术主要是引进为主。在引进的基础上，进行消化吸收及模仿。2000年以后，我国在研究开发和创新方面取得较大进展，并取得一定成效，研究开发的部分加工技术及装备已处于国际先进水平，开始向国外出口铜加工装备及技术。

近十年来，我国铜产量年平均递增速度都在10%以上，2009年精炼铜产量410万吨，精铜产量连续7年居世界第2位。2009年铜材产量888.4万吨，铜加工材生产量居世界第一位。2000～2009年我国的铜材产量、进出口量及消费量参见表1所示。

随着铜产量的不断提高，我国的铜加工技术经济指标也不断提高，特别在节能减排方面取得突破性的进展，表2所示为我国的铜加工技术经济指标。

我国铜加工技术发展的基本特点为主要生产企业集中于浙江、江苏、广东；中部、西部地区也开始发展铜加工业；东北、京津、上海老工业地区铜加工开始走上振兴之路；民营铜加工企业显示出强大的创新活力，迅速成长为中国铜加工领军企业；江西、安徽、云铜、金川铜原料主要产地在延伸产业链，发展铜加工产品。表3是2007～2009年我国铜加工产量前十名的地区。

二、我国铜加工技术的进步

1. 先进的紧凑型多面多头水平连续铸造技术

由宁波金田集团自主研究开发的高效、节能、环保紧凑型多面多头水平连续铸造技术，能同时连续铸造48根不同直径的坯料，参见图1。该技术的特点是具有多面、多流、多头的布置，能连续铸造多种不同规格产品；设备具有大容量、高效、节能的特点。该公司研究开发的潜液转流技术和铜熔炼烟尘搜集系统，提高了熔体的质量，可快速调整铜合金的合金成分，解决了精炼工艺、熔炼覆盖和过滤等遇到的常见问题。另外，该技术能够采用废杂铜为原料生产高质量铜合金，同时减少气体排放。

2. 先进（内螺纹）铜管生产技术

以河南金龙集团为代表的先进的铜管生产技术具有高效、节能、短流程等特点，是我国自主研究开发的新工艺。该工艺改变了传统的挤压开坯生产高性能铜管的方法，它的技术要点是连续铸造生产Φ90～110mm（壁厚为20mm 左右）管坯，管坯通过表面铣削后，进行三辊斜轧一次大变形后变至Φ42×4mm规格（见图2），然后进行双连拉拔（见图3）、盘拉（游动芯头拉伸），再进一步可以生产内螺纹管。目前，该技术已经成为全球生产紫铜管的主导加工技术，最近已经成功应用于生产白铜管。

表1 2000～2009年我国铜材产量、进出口量及消费量单位：万吨

3. 连铸连轧生产高性能铜合金导线技术

在引进国外先进连铸连轧制备的基础上，我国已经较普遍采用高效的连铸连轧生产电工铜盘条。近年来，国内不少企业将该技术进一步发展，并有所突破，一是能自己设计和制造各种规格的连铸连轧生产线；二是采用连铸连轧方法生产铜合金导线，如采用连铸连轧生产Cu-Ag、Cu-Sn等合金线杆材，再进一步加工生产高速铁路的导电线。图4为我国自己研究开发的成套装备。工艺为熔炼-连续铸造-连续轧制，直接生产出Φ10～18mm铜合金盘条，进一步加工可以制备高速铁路用导线。

4. Conform连续挤压技术

Conform连续挤压的特点是坯料不需加热，摩擦所产生的热量能使挤压坯料上升到400℃～600℃，实现热挤压；设备紧凑、占地面积小、设备造价及基建费用较低；可比常规正挤压的能耗降低30%以上；能大幅度地减少挤压压余、切头尾等几何废料，提高材料利用率，是一种高效、节能的生产方法。我国将Conform连续挤压应用在铜合金应用方面取得了重要的进步，目前国内已经普遍采用Conform连续挤压生产铜合金扁带，参见图5。设备分单轮单槽、单轮双槽、双轮双槽等多种结构形式，能生产多种产品，最近有研究应用于加工镁合金和生产铜包钢电车线，预计不久的将来Conform连续挤压会得到更广泛的应用。（未完待续）