无氧铜杆季节性断线的主要原因和解决的方法.pdf

2003年第2期
电线电缆
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No.22003
Electric Wire &L Cable
无氧铜杆季节性断线的主要原因和解决的方法
陈渝,汤菲,陈少先
福州大通机电股份有限公可,福建福州350011)
摘要:本文对上引无氧铜杆存在季节性断线的主要原因进行探讨,并提出经验证明行之有效的放进措,解
决无氧铜杆季节性断绒的问题。
关词;上引法;铜杆;断线;原因;分析
中图分类号:TM244.1
文献标识码:A
文章号:31-1392(2003)02-0025-02
Main causes and counter-measures for seasonal break of oxygen-free copper wire rod
CHEN Yu et al
Mechano-electric C
ovine
Abstract: The main causes for the seasonal break of oxygen-free copper wire rod produced by the up-cast pro
cess are investigated. Counter-measurers are recommended which prove to be effective in eliminating seasona
break of wire rod
Key words: up-cast process; copper wire rod; break; cause; analysis
福州大通机电股份有限公司于1988年从芬兰
引进上引法无氧铜杆生产设备,为漆包线生产提供
无氧铜线原材料。在使用中发现,存在季节性断线的
问题,即在雨季或连续的下雨、大雾的情况下,在拉
伸过程中经常出现连续性的由气孔引起的断线简
称气孔断线),影响漆包线的正常生产。为此,我们对
这现象进行了分析和研究。
引起无氧铜杆断线的原因很多,其中气孔是造
成拉伸断线的主要原因之一,有人曾做过统计,气孔
占断线原因的40%以上?。因此,我们针对出现季
图1断口的电子探针相片(放大530倍)
节性气孔断线这一问题,对其产生的主要原因进行
了探讨,以解决这一问题
3季节性气孔断线的原因分析与相应的解
决措施
2断口的形貌分析与金相分析
3.1原因的分析
正如最近行业研讨会上发表的《铜线断线的常
众所周知,熔融状态下的铜液有着极强的吸气
见原因与判定》一文中指出的“气孔断线的断面呈孔能力,当氢和氧进人铜液后将使上引的无氧铸杆产
闹状,表面光滑,无凸起或开裂现象2”,用电子探针生气孔、疏松和裂纹。由于在无氧铜杆中氧的含量非
微分析仪对铜线断口进行观察,还能看到断口上存常的低,一般在10×10-4%以下,因此,气孔主要由
在的微孔洞(见图1)。在金相分析时,可以看到在铜氢产生的
的晶粒内部存在圆形和椭圆形凹坑,尺寸范围大约
氢在铜中的溶解度很大。熔融状态的液体铜每
在0,5~-37grm。
100g能溶解6cm2氢。这比同一温度固体状态铜
中氢的溶解度大2~3倍,气孔及疏松的产生是在结
收日期:2002-07-17
作者介:陈渝(1961ー),男,福建福州人,高级工程
晶的过程中,氢从过饱和的熔液中析出并聚集而形
成的。
作者地址:福建福州市福马路81号[350011]
由于上引铸造的特点是铜液自上而下的结晶,
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2003
结晶前沿析出的气体无法逃逸,含气量少时,析出的
从表2可知,木炭的含水量是很大的。潮湿的木
氢存在于晶界处,形成所谓的疏松;含气量多时,则炭在CO发生器中会产生如下反应
聚集成气孔,在结晶前沿析出的氢又可还原Cu2O
2C.+O2=2CO
而生成水气泡。因此,气孔和疏松是氢气和水蒸汽两
C+O2=CO2
者形成的
H,O+C=H, +CO
3.2解决的措施
上引设备引进时没有要求对用于生成CO气体
在上引生产过程中,要求熔化炉中的铜液表面的木炭进行烘烤,这可能是由于地域的不同、在寒冷
覆盖厚度为200~300mm的经烘烤的木炭,保温炉于燥的芬兰是可行的,但在多雨的我国南方,由于雨
铜液表面覆盖厚度为50~100mm的石墨片。石墨季时空气潮湿,而木炭具有很强的吸潮能力,能吸收
流槽采用CO气体保护、电解铜在使用前应清洁表空气中的水分。我们曾在用精密天平称木炭重量时
面,这些要求都是为了保护铜液,防止铜液进气的措有时就能看到其重量会随时间增长而在慢慢增加,
施,是设备引进时要求做到的。但在实际生产过程这表明了木炭具有很强的吸潮能力。
中,我们发现,即使严格按此控制,仍不能避免由于
我俱在对气孔断头的电子探针分析中发现,断
气孔及疏松而产生断线的现象,特別是雨季,气孔及口上存在大量的微孔洞和一些条状或片状的夹杂
疏松产生断线的频次明显增加,这表明当时的工艺物,这些夹杂物含有碳元素。在一氧化碳发生器的旋
控制还不足以避免有害气体进人铜液
风过滤器放水口中,能发现大量的水被释放
用于熔化炉覆盖的木炭,工艺要求在使用前要
因此,我们认为,用于一氧化碳发生器的木炭有
经60C烘烤4h,但取样分析后发现,有时木炭并未必要进行烘烤,以避免氢气和氧气的生成、由于用于
完全烘透,如将未烘透的木炭盖于铜液表面,则有
氧化碳发生器的木炭颗粒较大,烘烤温度应高于
可能导致水分进人铜液因此?应将烘烤温度提高到嫆化炉覆盖用木炭的烘烤温度,经过反复试验,最后
100~110C,并始终通电保温。
将烘烤温度定为115C左右,时间不少于4h,测试
用于保温炉覆盖的石墨片,在使用前放在炉前结果显示,木炭经烘烤后,在保护气体中基本上测不
于燥,覆盖厚度一般控制在略高于50mm。在我们到氢气和氧气,旋风过滤器放水ロ中基本上未见水
跟踪一段时间后发现,这样的厚度偏薄,产生的表面放出,雨季出现的季节性断线的现象也不再出现
浮渣较多,需増加清渣次数;在将覆盖厚度提高到
经过两年多实践表明,在解决无氧铜杆的季节
100mma以上后,表面浮渣明显減少,石墨片的烧损性气孔断线问题后,总的来看,其气孔引起的断线率
量也随之减少。
已明显低于外购的SCR低氧杆。
CO保护气体中CO的浓度要求不低于12%,
但在实际生产中,只是通过点火来判定保护气体的
结東语
状况。在出现季节性气孔断线期间,为了确定CO保
无氧铜杆出现季节性气孔引起的断线其主要原
护气体的实际组份,我何对保护气体进行取样分析,因是由于CO保护气体中存在氢气,而氢气是潮湿
检测结果见表1
的木炭在CO发生器中产生的。对用于CO发生器
表1保护气体的组份
(%)的木炭增加了一道烘烤工序,烘烤温度为115C左
序号
Co
CO2
右、时间不少于4b,这样就能有效地去除木炭中的
21.2
水分,从而解决了无氧铜杆出现季节性气孔断线的
19.2