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铜是从铜矿石和铜废料中提炼.铜矿又分为3种,即硫化铜矿,氧化铜矿,自然铜.自然铜和氧化铜矿是硫化铜的2次生成物,硫化铜占铜矿全部的65%.大部分硫化铜矿的炼制方法采用干式精炼法.因硫化铜不能直接还原,故先用熔炉,反射炉生成30~50%的沉甸物后再用转炉制造粗铜.最后用电解提炼制造99.9%Cu的电解铜.
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用于生产铜及铜合金的原料分为电解铜、锌等的锭和废料.废料可分为在制造过程中处理的块状,切削加工时产生的粉状屑,使用后废弃的产品等.因将这些收集的原料与电解铜和锌块儿混合再进行熔解及铸造,所以铜合金产业是再生产业.尤其是,最近全世界度强调资源再利用的重要性,所以从环保的角度来说,铜合金产业又是亲环境的产业.由此,伸铜产业是指以铜为主原料,锌、铅、锡、镊等做为辅料熔解、铸造后,经过辗压、挤压、引拔等的生产工艺制造成铜及铜合金的板、杆、管、棒、线等的铜加工产业.
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熔解炉主要用坩埚或者低周波诱导炉.黄铜熔解时对吸收的气体并无大碍,重要的是由于熔点低,在熔解过程中因Zn的蒸发而带来损失. 因此, 需要扩充吸尘设备来消除公害问题, 而且对于保留在吸尘机里的灰尘有必要加强其回收利用.
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分类 | 坩埚形 | 球形 |
结构 | 维持基本结构 | 变更可能 |
发热及熔解室 | 一体形 | 分离形 |
炉用量/出汤量 | 6 吨/3.5 吨, 7.5 吨/3.5 吨 | 8 吨/3.5 吨 |
炉寿命 | 3 ~ 6 个月 | 12 ~ 24 个月 |
Remaining Melt | 不必要 | 必要 |
操作性 | 任意间断操作 | 连续操作原则 |
成分变化 | 容易 | 难 |
搅拌力 | 强 | 弱 |
废料的大小 | 屑及块状 | 块状 |
沿着坩埚体的外侧缠绕线圈,通过电流和joule热熔解金属.坩埚与球形相比, 坩埚适用于冷材及小量多品种的熔解,但在热效率方面比球形小.能够维持基本结构一体形,其寿命短、无需残汤,所以成分很容易发生变化,可以间断操作.以电磁流密度最高的线圈1/2为中心形成流动搅拌.因此,为覆盖汤面装入的熔剂等被压缩在坩埚壁侧,从而容易形成耐火物的磨损等损失和熔汤的氧化及氧化物的卷入.不需要残汤,成分容易发生变化,可间断操作.搅拌力强,切削屑比块儿状更容易熔解.
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在单相交流变压器的二次线圈的位置制成环状的容器,在容器内熔解金属,输出变压电流给一次线圈,金属因导入的二次电流被熔解加热.使用频率为50或者60Hz 的低频率,相比坩埚容量大.结构容易变更,发热与熔解室分离,故对炉及用电量没有限制.炉寿命为1~2年.熔解及铸造后,炉里必须留部分残汤才可进行下一次熔解作业,所以原则上尽量熔解成分变化少的单一材质,可以连续铸造的材料.搅拌力弱,主要使用块儿状废料.
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铸造是为生产最终产品所需的半成品的铸块儿或者铸件的一种工艺,属于中间生产工程. 铸块儿经过挤压、辗压等的塑性加工制成棒、线、板及管等的产品.应与所谓的压铸物(casting)区别对待.铜及铜合金的铸造方法普遍采用适合量产及有利于提高品质的连续铸造方法.连续铸造方法又可分为垂直连续铸造法(VCC, vertical continuous casting)和水平连续铸造法(HCC, Horizontal continuous casting).
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分类 | 垂直半连续铸造机 | 水平连续铸造机 |
结构 | 熔解炉-铸造机 | 熔解炉-保温炉-铸造-引出装置-切断机 |
作业性 | 间断作业 | 连续作业 |
材质变更 | 协调 | 清除变更部位 |
生产特性 | 小量多品种 | 大量小品种 |
锭块儿数 | 2~4 strand | 1~3 strand |
模具 | 铜模具 | 铜+黑铅模具 |
冷却装置 | 模具、喷雾器、水槽冷却 | 模具、喷雾冷却 |
铸块儿引出机 | 圆柱型自重式 | 拉辊型自走式 |
锭表面 | 良好 | 良好,面消=>良好 |
沿着坩埚体的外侧缠绕线圈,通过电流和joule热熔解金属.坩埚与球形相比, 坩埚适用于冷材及小量多品种的熔解,但在热效率方面比球形小.能够维持基本结构一体形,其寿命短、无需残汤,所以成分很容易发生变化,可以间断操作.以电磁流密度最高的电线长度的1/2为中心形成流动搅拌.因此,为覆盖汤面装入的熔剂等被压缩在坩埚壁侧,从而容易形成耐火物的磨损等的损失及熔汤氧化和氧化物的卷入.不需要残汤,成分容易发生变化,可间断操作.搅拌力强,切削屑比块儿状更容易熔解.
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利用黑铅的润滑性和热传导性,其铸造方式具有从保温炉的底部可直接水冷却的黑铅柱型中以水平方向引出铸块儿的技术特点.应用于棒、板、管等的生产制造.设备结构为熔解炉-保温炉-铸造机-引出装置-切断机,与垂直连续铸造相同.使用适合大量生产的坩埚型诱导炉.原料中粉屑占80%,边角料占20%.棒和管要求铸造的尺寸精密,能节省加工.无需高屋顶建筑,所以具有降低建筑费用等优点.
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挤压是指将材料放在挤压槽里压缩,再通过模具孔使截面变小并最终加工成各种形态的加工方法,主要用于有色金属的热加工.因锭和挤压槽受巨大的压缩力,所以应用于较难加工的高温材料.而且工程简单,挤压力大,能够提高产品材质的密度和机械特性.挤压方式可以分为, 从挤压的方向挤制产品的直接挤压方式(direct extrusion),和从挤压的反方向挤制产品的间接挤压方式.
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分类 | 垂直半连续铸造机 | 水平连续铸造机 |
结构 | 简单,一般加工法 | 复杂,设备维护较难 |
挤压方向 | 转弯的进行方向 | 转弯的进行方向的反对 |
磨擦 | 磨擦,动力损失大 | 移动少,损失较小 |
盲区 | 大 | 小 |
锭氧化层 | 内部混入多 | 金属流动少缺陷最小化 |
缺陷 | 经常发生piping缺陷 | 发生卷皮次数多 |
Shell 厚度) | 1 ~ 2 mm | 1 ~ 2 mm |
Discard 长度) | 铜锭直径 20% | 铜锭直径 10% |
Piping 切除长度 | -后部分,总长度的2~3% | - |
生产效率 | 80% | 92% |
也叫前端挤压,如挤牙膏的原理.因锭对容器的墙壁进行相对运动而形成磨擦力,容器内负荷非常重.最后挤出来的铜棒尾部受金属流动的影响,挤压棒的中心或内部形成空心缺陷而丧失其材料的价值.为避免发生空心缺陷将铜锭尾部切除废弃后再进行挤压,所以生产效率低.而且,挤压前期和挤压后期的铜锭温差也会导致挤压棒机械特性的偏差.为最大限度降低温差,需要改善铜锭加热的阶梯式加热或者挤压后的冷却方法.
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也叫后端挤压.锭往模具方向移动或者固定住模具的支架移动装有铜锭的挤压槽.锭与容器的墙壁几乎不发生磨擦. 而且,挤压所需的动力消耗少,也可在低温状态下作业.适合大量生产、金属流动均匀缺陷少、生产效率高、挤压组织结构均匀、产品信任度高、机械性能优秀.相反,机器设备结构复杂,锭表面的氧化层容易集积在产品表面.另外,在保持锭的温度及密封方面需要高度积累下来的技术.
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