利用DTW技术优化FRHC铜杆的熔炼工艺.pdf

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1、利用DTW技术优化FRHC铜杆的熔炼工艺刘海粟（湖南金龙国际铜业有限公司，湖南长沙410219）摘要：FRHC铜杆的生产费用与废铜品位成反比例关系，利用DTW技术，通过优化熔炼工艺的各个环节，可最大限度的降低生产费用和提高产品质量。关键词：DTW；FRHC铜杆；废杂铜；火法精炼；熔炉目前国内利用废杂铜制造FRHC铜杆的企业不在少数，却在熔炼阶段存在诸多问题，比如：使用的是热效率低的反射平炉、很少添加有效的精炼剂和生产管理粗犷等，所以对熔炼工艺的优化势在必行。本文重点介绍来自德国最新的DTW技术，利用该技术优化FRHC铜杆的熔炼工艺将会减轻

2、劳动强度、降低生产成本和提高产品质量。1简介FRHC的英文全称是fire-refinedhighconductivity，即火法精炼高导铜（简称FRHC）。DTW的英文全称是Direct-to-Wire，即直接制杆（简称DTW）。DTW技术是德国ANDRITZMaerz公司采用的一项新技术，主要内容是优化利用废铜制造火法精炼高导（简称FRHC）铜杆的生产，大到熔炉选型、生产管理，小到冷却水压力控制、螺栓的选择，使每个细节都达到最佳。DTW技术由ANDRITZMaerz公司和他的合作伙伴——METTOP公司共同开发。ANDRITZMaerz

3、公司在筑炉方面具有丰富的经验，著名的西班LaFargaLacambra公司的COSMELT工艺中所使用的熔炉的前身，就来源于ANDRITZMaerz公司。METTOP公司在铜冶金方面优势显著，能通过采用先进合理的精炼技术，最大限度地减少FRHC铜杆的生产费用。生产费用与废铜品位成反比例关系，因为不同品位的废铜对应的精炼方法是不同的。对于高品位废铜只需一个精炼步骤，加入二氧化硅、石灰石或者铁这样简单便宜的精炼剂就可以；对于低品位废铜可能需要多个精炼步骤，则要加入更多像硼酸这样昂贵的添加剂来去除多余的杂质，这样费用就上升了。通过图1可以找到废

4、铜品位与生产费用之间的最佳点，以此来进行经济化生产。图1生产成本与废杂铜品位的关系Fig.1Relationbetweenproductioncosts/scrapquality2熔炼工艺优化2.1配料优化DTW工艺会用到各种型式和不同品位的废铜，对废铜品位有一定的要求。用废铜冶炼生产铜杆的原材料分为三个级别（如表1），一级废铜要求是由清洁的、不镀锡的、无包覆的和非合金化的铜线和电缆所组成，务必不要用烧过的线，这些废铜由标准含量为99%的非合金化的铜线组成。二级废铜：是由小直径的，没有绝缘的，通常为电话线的铜线、铜管，带清漆或绝缘的铜排铜

5、线以及干净紫铜管棒所组成，最小含铜量为96%；三级废铜是由非合金化废铜的混合物，其标准含铜量为92%。采用低品位（3级）的废铜是从经济角度考虑的，但因为杂质太多在冶金方面还是受到了约束。通常三级废铜在原料中的比例不能大于10%。不同类型的金属对铜的影响不一样。比如，镍和铜是互熔的金属，很难将铜镍用火法精炼的方法分离。镍在铜液中结晶，造成脆性，使铜杆的抗拉强度延伸率明显降低，且使铜坯断裂，严重影响生产的正常进行。因此需要在配料时就将含镍高的原料去除。对选铜人员进行培训，让其了解哪些原料含镍交高，在源头实行杜绝。通过光谱分析仪分析对质量较差铜

6、杆的检测，及时将数据反馈，追寻问题原料，逐步积累含镍高的原材料种类。当然这只是对某种有害元素处理方法的介绍，还有其它有害元素的合理处理方式，在DTW技术中会对每个元素的每个细节进行优化。表1DTW工艺用的废杂铜级别Table1DTWprocessscrapclasses1级废杂铜2级废杂铜3级废杂铜最大值(ppm)(berry)(birch)(dream)Cu(最小)99.00%96.00%92.00%Pb10010005000Sn3008009000Ni501503000Zn503001200Sb201001000S152008000A

7、l502001000Fe505001000Au,Ag5050500金属的杂质总量0.10%0.30%3.00%非金属的杂质0.90%3.70%5.00%2.2氧化除渣优化绝大多数杂质对氧的亲和力都大于铜，这是氧化精炼的核心。对整个工艺流程而言，主要考虑的是时间和经济效益，可以用富氧空气或者是工业纯氧来加速氧化。氧化期间，比铜活泼的杂质金属容易被除去，如：Fe、Al、Si、P和Zn，As、Sb、Ni、Pb和Sn也能被部分除去。氧化环节受原料中杂质的影响较大，可以通过设计和选择渣型来进行控制。通常影响炉渣的因素有：气流速度、氧化时间和熔炼温度

8、。合理的造渣方式是既要去除杂质，又要将杂质的氧化物富集，同时还要兼顾渣的含铜量和渣的总量。炉渣的主要参数有：熔点和液相线范围、杂质和铜的溶解度、粘度、渣含铜量、炉渣的总量、对耐火材料的侵蚀、熔