CN104103338B - 一种电缆铜带的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电缆铜带及其生产工艺，其重量比组分为：Cu：99.935‑99.945%，0<P≤0.001%，0<O≤0.001%，0<Ce≤0.06%，杂质总和<0.055%。其生产工艺是：熔铸‑加热‑热轧‑铣面‑粗轧‑切边‑清洗‑精轧‑成品退火‑成品剪切‑包装入库。本发明的生产工艺生产周期短、易加工，生产的铜带导电率达100%IACS以上，成品长度可达8000m以上。综合采用四种脱氧技术(包括添加稀土元素Ce)，控制产品的氧含量在10ppm以下。
Description
技术领域
本发明属于有色金属加工领域，特别涉及一种电缆铜带及其生产工艺。
背景技术
目前，电缆用铜带的生产存在的问题是导电率低、延展性能不好，生产成本高，不易形成连续批量化的大规模生产。
发明内容
本发明目的是提供一种具有高导电、高延展性的电缆铜带，及可有效降低成本的短流程生产工艺。
一种电缆铜带，其重量比组分为：Cu：99.935-99.945％，0＜P≤0.001％，0＜O≤0.001％，0＜Ce≤0.06％，杂质总和＜0.055％。
优选的，所述0＜Ce≤0.04％。
优选的，所述Ce为0.04％。
本发明还提供了上述电缆铜带的生产工艺，包括以下步骤：熔铸-加热-热轧-铣面-粗轧-切边-清洗-精轧-成品退火-成品剪切-包装入库。
熔炼时加入磷铜合金，控制熔体的磷含量在0-10ppm之间；将铜铈合金添加到熔体中。
优选的，所述熔铸采用工频有芯感应电炉进行熔炼，熔炼温度为1200-1210℃，熔炼时间为2.5-3h；熔炼成分合格金属溶液转炉至保温炉中静置保温20-30min；铸造方式选用半连续铸造，铸造温度控制在1150-1170℃，拉铸速度控制在6-8m/h，冷却水压控制在20-60kPa。
优选的，所述熔铸过程中采用以下步骤：
(1)加大木炭覆盖厚度：采用木炭作为覆盖剂，熔炼过程中木炭覆盖厚度控制在50-100mm，在保温阶段控制在150-200mm。
(2)氮气保护熔炼：分别对熔炼炉、保温炉内气氛及浇铸过程进行氮气保护，有效隔绝外界空气与熔体接触，从而控制熔体内氧含量，吹入氮气参数为压力0.3-0.4MPa，流量20-22Nm3/h。
(3)添加微量稀土元素Ce：将铜铈中间合金添加到熔体中。稀土与氧之间具有极强的亲和力，生成高熔点低密度稀土化合物，熔炼时上浮到渣中，从而净化基体，同时稀土元素对紫铜铸态组织的细晶化和均匀化具有明显的效果，随着稀土含量的增加，平均晶粒尺寸减小。经研究，稀土Ce元素脱氧效果最佳，使稀土元素Ce的重量百分比为总量的0.04％。
(4)一氧化碳底吹脱氧除气：通过预埋在熔炼炉和保温炉底部耐火层中的带孔吹炼砖，吹入一氧化碳或一氧化碳和氮气的混合气体，对铜液进行吹炼处理，可使铸锭中的氧含量明显下降，其每炉一氧化碳吹入量为1.2-1.4Nm3。
紫铜在高温熔炼过程中容易与氧结合形成Cu20，凝固结晶后分布于晶界处，极大的降低了材料的导电性能及加工性能，而传统的加工工艺仅能将氧含量控制在50-120ppm，而且控制效果不稳定，不能满足高导电性紫铜产品的要求，而采用上述四种方法可以有效的将熔体中的氧含量控制在10ppm以下。
优选的，所述加热采用步进式加热炉，加热温度为930-950℃，加热时间为2.5-3.5h。
优选的，所述热轧带坯规格（16.5-17.0）×（430-440）mm，卷重为8吨，经铣面、粗轧后厚度控制在0.8-1.2mm之间，切边、清洗后通过精轧控制成品厚度在0.2-0.5mm之间。
优选的，成品退火使用气垫炉退火控制软态成品的性能，退火温度630-660℃，退火速度60-90m/min。
优选的，成品剪切时防止擦划伤产生，边部毛刺错层小于1mm，毛刺高度小于0.01mm，保证长度要求。
本发明的效果是：本发明的生产工艺生产周期短、易加工，生产的铜带导电率达100％IACS以上，成品长度可达8000m以上。综合采用四种脱氧技术(包括添加稀土元素Ce)，控制产品的氧含量在10ppm以下。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
规格：厚度0.4mm的电缆铜带，加工工艺采用：
1、熔铸：选用高纯阴极铜，按重量比进行配料，配料比参照：Cu：99.935-99.945％，0＜P≤0.001％，0＜Ce≤0.06％，杂质总和＜0.055％，各组分之和为百分之百，投入工频有芯感应电炉进行熔炼，熔炼温度1200℃，熔炼成分合格金属溶液转炉至保温炉中静置保温.30min；选用半连续铸造，铸造温度1150℃，拉铸速度7m/h，冷却水压50kPa，铸锭规格为210×630×6700mm。熔铸过程中将熔体中的氧含量控制在10ppm以下，采用以下四种方法：(1)采用木炭覆盖保护，熔炼过程中木炭覆盖厚度控制在80mm，在保温阶段控制在180mm。(2)添加总量的质量百分比为0.04％的稀土Ce；(3)炉口氮气吹扫：分别对熔炼炉、保温炉内气氛及浇铸过程进行氮气保护，有效隔绝外界空气与熔体接触，从而控制熔体内氧含量，吹入氮气参数为压力0.35MPa，流量21Nm3/h。(4)一氧化碳底吹实现熔体除氧：通过预埋在熔炼炉和保温炉底部耐火层中的带孔吹炼砖，吹入一氧化碳，对铜液进行吹炼处理，可使铸锭中的氧含量明显下降，其每炉一氧化碳吹入量为1.3Nm3。
2、铸锭加热：采用步进式加热炉进行锭坯加热，要求铸锭加热均匀性好，加热区温度为930℃，保温区温度为960℃，出炉温度不低于820℃，加热时间3h，微还原性气氛。
3、热轧：轧制工艺为210-175-115-72-45-30-21-17(mm)。轧制过程中，轧制速度为120m/min，轧终温度为385℃，轧后规格17×440mm。
4、冷轧：冷轧分粗轧和精轧，粗轧工艺为14.5-9.5-6.0-4.0-2.5-1.5-1.0-0.8(mm)，精轧工艺为0.8-0.63-0.50-0.40(mm)。冷轧过程中，粗轧速度为165m/min，精轧速度为142m/min
5、成品退火：使用气垫炉退火控制软态成品的性能，退火过程中，严格控制退火温度、速度，炉温1#区630℃，2#-4#区660℃，5#区630℃，退火速度60m/min。退火过程中碱液温度70℃，酸液浓度8％，钝化温度75℃，钝化浓度0.08％，热水温度65℃，PH值中性。
6、成品剪切：剪切时防止对带面造成新的缺陷，不得有刀印，边部毛刺错层小于1mm，毛刺高度小于0.01mm，保证长度要求。
7、成品检验：依据国家标准GB/T228、GB/T4340.1和GB/T351分别测量产品的力学性能和导电性能，抗拉强度为223MPa，延伸率为44.3％，硬度为50HV，导电率为101％IACS，制作成品长度达8000m以上。该成品中重量百分比组分为：Cu：99.941％，P：0.0008％，O：0.001％，Ce：0.039％，杂质总和：0.0182％。
8、成品合格，包装入库。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种电缆铜带的生产工艺，其特征在于，
所述电缆铜带的重量比组分为：Cu：99.935-99.945％，0＜P≤0.001％，0＜O≤0.001％，0＜Ce≤0.06％，杂质总和＜0.055％；
电缆铜带的生产工艺包括以下步骤：熔铸-加热-热轧-铣面-粗轧-切边-清洗-精轧-成品退火-成品剪切-包装入库；
所述熔铸采用工频有芯感应电炉进行熔炼，熔炼温度为1200-1210℃，熔炼时间为2.5-3h；熔炼成分合格金属溶液转炉至保温炉中静置保温20-30min；铸造方式选用半连续铸造，铸造温度控制在1150-1170℃，拉铸速度控制在6-8m/h，冷却水压控制在20-60kPa；
所述熔铸过程中采用以下步骤：
(1)加大木炭覆盖厚度：采用木炭作为覆盖剂，熔炼过程中木炭覆盖厚度控制在50-100mm，在保温阶段控制在150-200mm；
(2)氮气保护熔炼：分别对熔炼炉、保温炉内气氛及浇铸过程进行氮气保护，有效隔绝外界空气与熔体接触，从而控制熔体内氧含量，吹入氮气参数为压力0.3-0.4MPa，流量20-22Nm3/h；
(3)添加微量稀土元素Ce：将铜铈中间合金添加到熔体中，使稀土元素Ce的重量百分比为总量的0.04％；
(4)一氧化碳底吹脱氧除气：通过预埋在熔炼炉和保温炉底部耐火层中的带孔吹炼砖，吹入一氧化碳或一氧化碳和氮气的混合气体，对铜液进行吹炼处理，可使铸锭中的氧含量明显下降，其每炉一氧化碳吹入量为1.2-1.4Nm3。
2.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述加热采用步进式加热炉，加热温度为930-950℃，加热时间为2.5-3.5h。
3.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述热轧带坯规格（16.5-17.0）×（430-440）mm，卷重为8吨，经铣面、粗轧后厚度控制在0.8-1.2mm之间，切边、清洗后通过精轧控制成品厚度在0.2-0.5mm之间。
4.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，成品退火使用气垫炉退火控制软态成品的性能，退火温度630-660℃，退火速度60-90m/min。
5.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，成品剪切时防止擦划伤产生，边部毛刺错层小于1mm，毛刺高度小于0.01mm，保证长度要求。
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