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銅管生產技術現狀及生產方法

2019-05-26 15:20:41

銅管是構成國民經濟結構的一個小行業,但它是   重要基礎產業中有色金屬行業的重要構成部分,主要用於空調、製冷、輸油、輸水、輸氣管道、建築等,隨著國民經濟的迅猛發展,其應用在進一步擴大,消費量也逐年遞增,在銅管的產量和消費中,銅管所占比例很大,此外某些用途的管消費量同樣在不斷上升。而紫銅管在銅管坯的生產與消費中,一直占據著相當大的比重。磷脫氧銅是紫銅管的基本原材料。

故紫也稱作TP2銅管。TP2銅管具有良好的導熱性,抗磁性,性和優良的加工性能,廣泛應用於空調和製冷用蒸發器和熱交換器管,冰箱用製冷管、冷凝管,蒸餾裝置用管等。光管經過冷加工成為內螺紋銅管。經濟的發展推動了空調市場的發展,新一代冷媒的應用對空調的質量要求也越來越苛刻,同時隨著人們環保意識的增強,TP2內螺紋銅管已成為製作換熱器即蒸發器和冷凝器   傳熱器管,出現在無氟空調和冰箱中。空調與製冷用銅管簡稱ACR管(AirConditioningandRefrigerationtube)。由於換熱器向著化,體積小型化和低量化方向發展,促使銅管向高清潔,,,方向發展,故銅管加工業   要走化,   ,大規模道路。如何生產出   ,低成本的TP2銅管,毋庸置疑是企業的主題。

銅管生產方法主要有如下幾種:熱擠壓一冷軋法(簡稱擠壓法)、水平連鑄一行星軋製法(簡稱連鑄連軋法)、熱斜軋穿孔一冷軋法(簡稱斜軋穿孔法)、上引連鑄一冷軋法(簡稱上引法)、帶坯一焊接成型法(簡稱焊接法)。下麵分別介紹以上幾種生產方法的工藝流程以及各自的優缺點。

1、擠壓法

擠壓法(Extrusionmethod)是銅管生產中使用較早的加工方法,已有一百的曆史,其技術發展得相當成熟,應用也非常廣泛。

其工藝流程為半連續或連續鑄造鑄坯、定尺鋸切、擠壓、冷軋、盤拉、精整、退火。擠壓法的優點是工藝相當靈活、適應性比較強。可以擠壓如管、棒、線、異形材等各種形狀的母材;並且能生產大致所有銅及銅合金產品和多種超薄、直徑、超厚的銅管產品,當前擠壓法較多用的是水封無氧化脫皮擠壓技術,采用此技術擠壓出的管材晶粒組織均勻細小,管材的質量非常好,並且內外表麵光亮沒有氧化。但是,擠壓法也存在如下缺點:

(1)建設設備投資高、設備維護費用高。廠房占地麵積大,建設周期長,每條年產一萬噸的銅管生產線,投資   設備費大致需22.2億,軋管機的軋輥設計製造費用高,同時維護費用也較高。

(2)能量消耗大。就TP2銅管而言,擠壓前鑄坯需加熱到850℃~900℃,能量消耗大。此外,擠壓筒在長時間擠壓生產後受到較大磨損,同時擠出管坯的尺寸精度和表麵質量也會影響。

(3)材料利用率低。擠壓的幾何廢料較多,如脫皮、壓餘、穿孔等,導致產品成品率低,綜合成品率70%左右。

2、連鑄連軋法

連鑄連軋法是一種新型紫銅盤管生產工藝,它於20世紀80年代由芬蘭奧托昆普公司   出來的。此種生產方法發展了十幾年,已經比較成熟,在我國大概60%的空調製冷銅管都采用此工藝方法生產。

連鑄連軋法工藝流程為:水平連鑄空心管坯、定尺鋸切、銑麵、三輥行星軋製、拉伸、精整、退火。

連鑄連軋法的優點如下

(1)設備投資少。與擠壓法相比,此法不用加熱鑄坯和熱擠壓鑄坯,   地減少了廠房的占地麵積和設備投資。每條年產1.5萬噸的銅管生產線,投資   設備費大致需1.5億元,同時工模具設計製造與維護費用較低,例如,一副軋輥設計製造費約1萬元,每次修磨僅數百元。

(2)生產,能量消耗低。與擠壓法相比,連鑄連軋法不必加熱鑄坯使之擠壓成銅管坯,不僅簡化了工序而且降低了能量消耗。同時三輥行星軋製之後的管坯不需中間退火就能直接進行拉拔,進一步簡化了生產工序,提高了生產效率。

(3)產品質量好。在軋製過程中,通有保護性氣體,空心鑄坯內外表麵和軋出管坯的內外表麵在水冷前表麵沒有接觸空氣從而不被氧化,所以能夠管坯表麵的   。

(4)產品。三輥行星軋製過程中,空心鑄錠呈螺旋進給,其變形程度相當大並且均勻,管坯壁厚均勻度提高,這點上,擠壓管坯壁厚均勻度是不能比擬的。

(5)。從投料熔融直到加工成各種中小尺寸的成品管材,綜合成品率可高達90%左右,這是擠壓法、上引法斜、軋穿孔法所不能比擬的。

但是,連鑄連軋法也有   的局限性。例如,隻有中小尺寸的純銅成品管材才適合此方法生產,而大多數銅合金管材和中大尺寸的銅管材不能采用此法生產,當前B10白銅連鑄連軋技術的   成果。

先將電解銅、壓塊料、屑餅按6:3:1的比例投入設定溫度1175℃±10℃的熔化爐熔化,撈在渣、淨化後將銅液倒入保溫爐中進行保溫。然後銅液從保溫爐內流入結晶器進行凝固,此過程中不斷采用牽引裝置將凝固後的鑄坯φ96mmX25mm向外牽引。隨後在銑麵機上對鑄坯進行銑麵3mm,去除鑄坯表麵裂紋、壓痕及氧化物等缺陷。接著將銑好麵的鑄坯送進三輥行星軋機中軋製至φ60mmX3.0mm,斷麵加工率達90%以上,之後將軋製過的銅管送入聯拉機中進行三聯拉至φ30mmX1.4mm,再對銅管進行多道次圓盤拉伸,以達到規定尺寸的銅管。然後將加工硬化的銅管進行在線感應退火,對退火後銅管進行內螺紋成型成規定的尺寸,並在精整機上對銅管進行水平複繞成規定尺寸的銅盤管。較後對銅盤管進行成品退火,以較終性能達到客戶的技術要求。

上引法(Upward-Castingmethod)工藝流程為:上引連鑄管坯、軋製、拉拔、盤拉。上引法連鑄設備存在如下優點:結構緊密、布局恰當、占地麵積不大,投資不多、生產效益高;操作簡便、勞動強度很低、工藝性能穩定一致、節約能源、資源、沒有汙染,生產適應,能夠生產不同尺寸的各種類型銅及銅合金管坯、杆和型材等。

上引法連鑄設備的建設周期不長,建廠投產之後的兩年以內就能夠回收所有投資。采用上引法加工生產的光麵空調管、建築用水道管、毛細水箱管等產品的價格廉價,因此在管材市場上具有   的競爭優點,國內中小型銅加工企業中普遍采用這種方法。當前較大直徑為φ120mm的管坯能夠在此種上引連鑄機生產,12條管材可以同時在我國製造的上引鑄管機拉,並且管材尺寸能夠各不相同,其年生產能力達到5000噸。

焊接法(Weldingmethod)在上世紀六、七十年代就已經相當成熟,隨著空調製冷業的迅猛發展以及、細徑、薄壁內螺紋管空調傳熱的要求,與銅帶技術的進步,了內螺紋銅盤管的帶坯滾壓成型焊接工藝不斷   和發展。

焊接法的工藝流程如下:的銅帶、交叉焊接、內螺紋成型、卷曲成卷、結合焊接、精整、退火。

焊接法的優點是可以加工導熱、齒形錯綜複雜的銅管,且銅管組織致密均勻,性能穩定一致,內外表麵清潔度高、生產。焊接法存在如下缺點:銅帶的卷重、表麵質量、飛邊、切邊精度、平直度和毛刺等,造成銅管的加工成本相當高。