杨红军1，姬会爽2，邱进兵1，张文展3，张景桐4，张延文1
（1. 金川集团电线电缆有限公司，甘肃 金昌 737100；2. 江苏亨通精工金属材料有限公司，江苏 苏州 215232；3. 南昌理工学院石墨烯与先进材料研究所，江西 南昌 330044；4. 国标（北京）检测认证有限公司 国家有色金属与电子材料分析检测中心，北京 101407）
扫描二维码，下载全文
引用格式：
①杨红军，姬会爽，邱进兵，张文展，张景桐，张延文. 精密微细线用Φ8 mm铜杆的生产技术改进和工艺参数优化[J]. 铜业工程,2024(4):113-121.
②YANG Hongjun，JI Huishuang，QIU Jinbing，ZHANG Wenzhan，ZHANG Jingtong，ZHANG Yanwen. Research on production technology improvement and process parameter optimization of Φ8 mm copper rod for precision microwires[J]. Copper Engineering, 2024(4):113-121.
doi: 10.3969/j.issn.1009-3842.2024.04.013
针对某公司SCR7000连铸连轧铜杆生产线存在的一系列问题，为攻关精密微细线（Φ0.05 mm以下）系列新产品，实施铜原料均质化技术改进（铜原料表面处理、竖炉上料系统技术改进、加料时间改进）、铜液净化技术改进、氧含量优化、铸坯成型质量改进（控制冷却强度、控制浇铸温度）和轧制工艺优化后，使用金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）等分析表征手段对技术改进前后产品的质量进行对比，经过阴极铜板表面处理、上料系统技术改进及竖炉燃烧工艺优化后，实现了铜液的均质化、稳定化；通过采用多道次扒渣，增加扒渣频次，提高了上流槽与扒渣槽之间的密封性；通过改造下流槽、浇包结构，分别放置过滤砖，实现了铜液的进一步净化；通过将氧含量为（200~300）×10⁻⁶的铜杆作为精密微细铜线用料，减少了Cu₂O共晶体弥散对铜杆性能带来的不利影响；通过将入轧工艺温度控制在830~840 ℃，开发的铜杆新产品生产工艺能够稳定地生产Φ0.05 mm精密微细铜线，产品得到用户的认可。
铜杆是电线电缆最重要的原材料之一，在裸电线、电气装备用线缆、电力电缆、通信电缆、绕组线五大类产品中均有使用。其产量规模和产品变化趋势一定程度上是电线电缆行业发展的风向标。铜杆的产能过剩与供应不足并存——大众化的产品供应有余，而高端产品供应不足。以架空导线为例，在产品同质化竞争情况下，市场价格往往出现低于行业平均成本线的现象。领域内的产品平均净利润不足3%。而一些高端材料如目前国内航天、航空、医疗等高端装备制造业所采用的高性能铜合金材料，尤其是用于生产Φ0.03 mm以下超细线的线坯还是以进口为主。因此，自主研发均质、高导电率、高拉伸率铜导线用高品质铜杆的需求日益迫切。
某公司引进了SCR7000连铸连轧铜杆生产线，其产品为Φ8 mm铜杆，年产能可达到30万t。在现有的技术水平上，用Φ8 mm铜杆拉制的细丝最小规格为Φ0.15 mm，继续拉制更小规格的细丝频繁断线。基于此，通过系统的技术改进和工艺参数的优化，致力于研发一种精密微细线（Φ0.05 mm以下）用Φ8 mm铜杆，以提升铜加工技术水平，提高产品的市场占有率。
图1 铜板表面处理前后实物图：（a）改进前；（b）改进后
图2 上料系统改进前示意图：（a）铜板摆放形式；（b）铜板在竖炉中的叠放形式图
图3 上料系统改进后示意图：（a）铜板摆放形式；（b）铜板在竖炉中的叠放形式
图4 上流槽出铜口设计图：（a）改进前；（b）改进后
图5 U型砖设计图
图6 下流槽结构示意图：（a）改进前；（b）改进后
图7 SCR7000过滤砖安装示意图
图8 Φ8 mm铜杆的（a）SEM图像及（b）局部放大图
图9 铸坯中Cu₂O共晶体的SEM图像
图10 SCR7000铸机水系统示意图
图11 水流量调整前后OM组织图像：（a）改进前；（b）改进后
图12 浇铸温度在1115~1125 ℃铸坯的OM图像
图13 各站铸坯垂直轧制方向OM组织图像：（a）2#轧机；（b）4#轧机；（c）5#轧机；（d）6#轧机；（e）7#轧机；（f）8#轧机；（g）9#轧机；（h）13#轧机；（i）3#无酸清洗；（j）5#无酸清洗；（k）7#无酸清洗；（l）成品铜杆
图14 各站铸坯晶粒大小
1）铜原料的均质化。经过阴极铜板表面处理、上料系统技术改进及竖炉燃烧工艺优化后，不仅提高了熔化速率和热交换效率，而且减少了“卡炉”现象，实现了铜液的均质化、稳定化。
《铜业工程》创刊于1984年，由江西铜业集团有限公司主管主办，是我国铜工业领域全面反映铜产业链技术进步和金属材料科技创新的双月刊。中国工程院外籍院士、加拿大工程院院士、加拿大皇家科学院院士徐政和为期刊特约主编。期刊为《有色金属领域高质量科技期刊分级目录（2023）》T3级别，同时被美国《化学文摘》、俄罗斯《文摘杂志》《中国核心期刊（遴选）数据库》《万方数据库》《维普中文科技期刊数据库》等国内外检索数据库平台收录。本刊主要刊登铜、铅锌、稀有金属、贵金属等有色金属在采选、冶金、加工、环保、分析测试等方面的最新科研成果及应用，以及有色金属领域产业数字化、“双碳”战略推进等研究论文和综述文章。
投稿网址：www.tygc.net
工作邮箱：tygc1984@vip.163.com
联系电话：0791-82710717，82710247，15070830953
新能源材料｜耐蚀耐磨铜基材料｜铜基复合材料｜锂/钠离子电池｜金属催化｜产业数字化｜铜铬系合金｜铜镍系合金｜铜箔｜增材制造｜高熵合金｜铜加工｜矿物浮选｜矿冶资源综合利用｜更多精彩敬请期待……
