銅板帶熱軋技術(shù)與裝備

韓 晨

(洛陽有色金屬加工設(shè)計(jì)研究院 河南洛陽471039)

·綜述·

銅板帶熱軋技術(shù)與裝備

韓 晨①

(洛陽有色金屬加工設(shè)計(jì)研究院 河南洛陽471039)

以熱軋開坯方式進(jìn)行銅板帶材的生產(chǎn)具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。通過對(duì)銅板帶熱軋技術(shù)的工藝需求分析，以及對(duì)目前可高速、高控制精度生產(chǎn)大規(guī)格鑄錠并進(jìn)行在線高溫固溶處理的寬幅熱軋機(jī)技術(shù)與設(shè)備特點(diǎn)的總結(jié)，并結(jié)合具體的生產(chǎn)實(shí)踐探討了銅板帶熱軋技術(shù)與裝備的改進(jìn)方向與發(fā)展趨勢(shì)，尤其是在通過降低生產(chǎn)成本、提高成品率、開發(fā)高附加值產(chǎn)品和完善設(shè)備細(xì)節(jié)等方面來提高熱軋技術(shù)和生產(chǎn)線的競(jìng)爭(zhēng)力等方面提出了建議。

銅板帶 熱軋 工藝特點(diǎn) 技術(shù)裝備 發(fā)展建議

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步，市場(chǎng)對(duì)銅板帶產(chǎn)品質(zhì)量的要求不斷提升，銅板帶產(chǎn)品也在向多品種、多規(guī)格、高精度、高性能、高技術(shù)含量、高附加值方向發(fā)展。因此，優(yōu)化的合金配置、先進(jìn)的工藝流程和高端的加工裝備就成為這種發(fā)展方向的必然要求和客觀需求。這其中，做為鑄錠開坯軋制的現(xiàn)代化銅板帶熱軋機(jī)組，其工藝配置、裝機(jī)水平和控制能力在高精度銅板帶生產(chǎn)中的影響和作用越來越重要[1-5]。

銅板帶熱軋機(jī)的作用是通過熱變形，變鑄造組織為加工組織，同時(shí)為高精冷軋等生產(chǎn)工序提供盡可能小的厚度、優(yōu)良板型、高表面質(zhì)量、尺寸公差小、組織性能合格的熱軋料卷。

近年來，以鑄錠熱軋開坯方式進(jìn)行銅板帶生產(chǎn)的方式逐漸取代了銅帶坯水平連鑄的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝流程(水平連鑄工藝主要用于生產(chǎn)難以熱軋的錫磷青銅、鋅白銅等，生產(chǎn)規(guī)模小、產(chǎn)品組織性能不高)，這種趨勢(shì)尤其表現(xiàn)在大中型銅板帶生產(chǎn)企業(yè)(年產(chǎn)量在3～5萬t以上)，以及以生產(chǎn)無氧銅板帶、鈹銅板帶、引線框架材料、異型帶等高端電子銅板帶為主的企業(yè)。

與其他生產(chǎn)方式相比，熱軋開坯方式生產(chǎn)銅板帶能夠充分利用金屬和合金的高溫塑性，具有軋制變形抗力小，生產(chǎn)效率高，能耗小的特點(diǎn)，同時(shí)可以提供大卷重、大規(guī)格尺寸的帶坯。除部分熱脆性較大的高錫青銅等合金外，熱軋可以生產(chǎn)幾乎所有的銅及銅合金類型和牌號(hào)，生產(chǎn)適應(yīng)性強(qiáng)，產(chǎn)品具有組織均勻、力學(xué)性能優(yōu)良、再加工性能好的特點(diǎn)。尤為重要的是，熱軋可以采用大鑄錠、大壓下量軋制，這不僅有效的提高了生產(chǎn)效率，而且可以實(shí)現(xiàn)高速軋制，為實(shí)現(xiàn)軋制過程的連續(xù)化和自動(dòng)化創(chuàng)造了條件。因而，目前世界上90%以上的銅板帶均采用熱軋開坯方式進(jìn)行生產(chǎn)。

1 熱軋工藝需求

1.1 微觀機(jī)理分析

銅板帶熱軋時(shí)，變形溫度在再結(jié)晶溫度以上，原子的動(dòng)能較大，擴(kuò)散和溶解過程較快，軟化過程進(jìn)行的比較完善，金屬的臨界變形應(yīng)力降低。硬化現(xiàn)象因再結(jié)晶進(jìn)行的比較徹底而被消除，因而軋制變形抗力小，能量消耗較少。

熱軋過程中較高的溫度、變形熱能、回復(fù)和再結(jié)晶軟化等使得鑄造組織中的金屬孔洞、氣泡、裂紋等缺陷得以焊合和消除。與冷軋相比，由于高溫下啟動(dòng)的滑移系統(tǒng)較多，使滑移面和滑移方向不斷發(fā)生變化[6-9]。因而，銅板帶熱軋過程中金屬的擇優(yōu)取向或方向性較小，不容易產(chǎn)生織構(gòu)，產(chǎn)品的沖制和深沖性能都比較好。

對(duì)于多微合金元素或兩相以上的銅合金板帶材，通過熱軋過程中的大壓下破碎原始及再結(jié)晶晶粒、變形誘導(dǎo)驅(qū)動(dòng)粒子析出、溫降二相粒子析出、高溫固溶保留原始組織、層流水加速冷卻控制相變等控軋控冷工藝技術(shù)，都能夠有效的細(xì)化組織和晶粒、提高位錯(cuò)密度、均勻析出相分布，在導(dǎo)電率損失最小的情況下能夠有效的提高銅板帶產(chǎn)品的綜合力學(xué)性能，尤其是其強(qiáng)度和韌性。目前，國(guó)外通過熱軋規(guī)程和溫度、熱處理的控制，已經(jīng)開發(fā)出二元1000MPa以上強(qiáng)度的銅合金板帶材產(chǎn)品。

以上微觀機(jī)理的分析均依賴于銅板帶熱軋工藝技術(shù)與加工裝備的進(jìn)步和實(shí)際控制才能得以有效實(shí)現(xiàn)。

1.2 熱軋工藝需求

1)不同于水平連鑄等生產(chǎn)線，熱軋工藝及裝備必須同時(shí)考慮板材和帶材的生產(chǎn)。熱軋板產(chǎn)品及坯料的厚度一般為3～200mm。而帶材的生產(chǎn)主要為后續(xù)高精冷軋?zhí)峁┚砼鳎紤]到冷軋到成品的厚度總壓縮比及組織性能的控制，熱軋帶材的坯料厚度一般在7～16mm的范圍。

2)除了熱軋機(jī)應(yīng)同時(shí)具備塊式法和帶式法生產(chǎn)能力外，由于能夠生產(chǎn)除了部分不適合熱軋的高錫青銅外的幾乎所有銅及銅合金品種，如純銅、黃銅和C19210等一般微合金成分的銅合金、C19400和C70250等復(fù)雜合金系的銅合金、Cu-Ni2-Si和Cu-Ag-Cr及Cu-Ag-Zr等新一代高速鐵路專用材料銅合金、高純銅靶材、Cu-Ni-Sn等代替含鈹?shù)你~合金等，因而從工藝角度考慮，熱軋機(jī)的配置必須能夠滿足所有銅及銅合金類型的控軋控冷工藝參數(shù)要求。

3)熱軋的過程，實(shí)際上也是控制軋制與控制溫降的過程。高速軋制、減少軋制道次、保證終軋溫度、提高板形及表面質(zhì)量等都是銅板帶熱軋所追求的目標(biāo)。其中，保證鑄錠的開軋溫度是銅板帶實(shí)現(xiàn)順利生產(chǎn)的前提和保證。銅合金鑄錠出爐后熱輻射溫降約0.8～1.1℃/s，如要保證30℃以內(nèi)的溫降，鑄錠出爐后的運(yùn)輸時(shí)間應(yīng)保證在30s以內(nèi)?？梢酝ㄟ^減少加熱爐到熱軋機(jī)的距離、改進(jìn)鑄錠出爐的方式，以及提高運(yùn)輸輥道速度等方法來有效滿足部分銅合金材料較為嚴(yán)格的開軋溫度需求，并保證終軋溫度和實(shí)現(xiàn)在線高溫固溶處理等條件。

4)總體來說，考慮到合金品種、產(chǎn)品規(guī)格、表面質(zhì)量、生產(chǎn)效率、節(jié)能措施等方面，銅板帶熱軋工藝及設(shè)備必須滿足的條件如下：

(1)熱軋機(jī)需針對(duì)寬厚規(guī)格的板材及長(zhǎng)規(guī)格帶材配置有針對(duì)性的設(shè)備部件；

(2)考慮到銅帶的成品規(guī)格，熱軋銅帶坯寬度一般在600～1200mm；

(3)純銅及簡(jiǎn)單銅合金開軋溫度700～875℃，特殊銅合金開軋溫度900～980℃；

(4)為充分利用金屬的高溫塑性、追求能耗的節(jié)省和滿足部分銅合金對(duì)終軋溫度、軋后在線熱處理溫度的要求等，生產(chǎn)應(yīng)具備高速軋制，最高軋制速度在200～250m/min以上；

(5)帶材生產(chǎn)時(shí)，厚度在200～250mm規(guī)格的鑄錠應(yīng)在7～9個(gè)道次軋制至15mm左右；

(6)熱軋機(jī)應(yīng)具備大扭矩和大軋制力，單位寬度軋制力在10～15kN/mm以上；

(7)為保證表面質(zhì)量，鑄錠第一道次軋制前需進(jìn)行高壓水去除爐生氧化皮，軋制過程中的若干道次需在機(jī)架內(nèi)進(jìn)行二次去除軋制過程中產(chǎn)生的破碎狀氧化皮；

(8)由于無法進(jìn)行左右卷取狀態(tài)下的往復(fù)軋制，因而需采取一定的措施滿足帶坯生產(chǎn)時(shí)的帶張力軋制；

(9)大卷重帶坯，毫米帶寬重10～15kg/mm以上，滿足連續(xù)高效生產(chǎn)和冷軋的需求；

(10)軋輥具備在線清輥器或抑塵高壓水裝置，以及軋輥預(yù)熱、冷卻和潤(rùn)滑系統(tǒng)；

(11)機(jī)組配置在線高溫固溶處理系統(tǒng)。目前，除部分高合金引線框架材料的固溶溫度要求在700℃以上外，高鈹青銅的固溶溫度達(dá)到760～800℃，低鈹青銅的固溶溫度更是高達(dá)900～950℃；

(12)輥系采用二輥或四輥，對(duì)于寬幅高強(qiáng)度銅合金板帶材的軋制應(yīng)使用四輥輥系；

(13)在線卷取溫度、卷取速度、表面氧化皮的在線去除、成品熱軋帶材的精整及表面處理應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝和節(jié)奏的需求；

(14)為了提高成品率和生產(chǎn)效率，熱軋線應(yīng)具備無頭軋機(jī)或半無頭軋制技術(shù)及設(shè)備；

(15)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，熱軋線可選擇無卷軸熱狀態(tài)下的三輥卷取或有芯卷取。

2 熱軋機(jī)現(xiàn)狀及工藝特點(diǎn)

2.1 熱軋機(jī)現(xiàn)狀

10年前，國(guó)內(nèi)銅板帶熱軋機(jī)主要分為兩類。一類為大中型銅板帶生產(chǎn)企業(yè)引進(jìn)的國(guó)外設(shè)備，如中鋁洛銅從法國(guó)格里賽公司引進(jìn)的φ700×900mm二輥可逆熱軋機(jī)和原蘇聯(lián)制造并經(jīng)戴維公司改造的φ850×1500mm二輥可逆熱軋機(jī)，銅陵金威從法國(guó)格里賽公司引進(jìn)的φ1050×1600mm二輥可逆熱軋機(jī)等。這些從國(guó)外引進(jìn)的機(jī)組也是后來國(guó)內(nèi)設(shè)備廠家進(jìn)行消化吸收和再創(chuàng)新進(jìn)行現(xiàn)代化銅板帶熱軋機(jī)國(guó)產(chǎn)化的源機(jī)型。另外一類主要是一些中小型銅板帶生產(chǎn)企業(yè)使用的國(guó)產(chǎn)設(shè)備或軋制鋼鐵的二手設(shè)備，這類軋機(jī)相比較進(jìn)口設(shè)備來說其控制能力一般，無立輥或軋邊輥裝置，利用冷卻水池或設(shè)置的簡(jiǎn)易冷卻裝置進(jìn)行帶材的最終冷卻(部分引進(jìn)的國(guó)外機(jī)組也沒有設(shè)置在線層流冷卻裝置)。如山西翼城春雷銅材廠老生產(chǎn)線的國(guó)產(chǎn)熱軋機(jī)，可生產(chǎn)的銅板帶寬度為300～450mm，170mm厚度的銅及銅合金鑄錠經(jīng)過9～11個(gè)道次的軋制，成品厚度在17mm左右，成品寬向厚差在0.05～0.07mm，通條差在0.10～0.15mm。

另外，銅板帶熱軋領(lǐng)域還存在利用老式三輥勞特式軋機(jī)或等徑軋機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)的企業(yè)，但目前這類軋機(jī)(包括部分不可逆軋機(jī))大都已被淘汰。在生產(chǎn)高強(qiáng)度銅合金、熱塑性范圍較窄的銅合金時(shí)，也有企業(yè)使用四輥可逆軋機(jī)(φ600/1100×1500mm)和行星軋機(jī)進(jìn)行銅板帶的熱軋，但其應(yīng)用范圍遠(yuǎn)沒有二輥可逆熱軋機(jī)廣泛。目前，國(guó)內(nèi)最寬的熱軋機(jī)為中鋁洛銅的φ1000×3500mm規(guī)格的重型寬厚板板材軋機(jī)，其軋制力為17000kN。

老式的熱軋機(jī)組主要存在的問題是工藝功能不完備、控軋控冷能力不高，較難進(jìn)行在線高溫固溶熱處理和在線冷卻，道次壓下量不高，軋制道次多等。所生產(chǎn)的熱軋帶坯如控制不好的話會(huì)存在側(cè)彎、板型較差、厚度尺寸波動(dòng)大、裂邊、氧化皮嚴(yán)重以及料卷錯(cuò)層、塔形、松卷等現(xiàn)象。

圖1 國(guó)產(chǎn)現(xiàn)代化銅板帶熱軋機(jī)及其在線固溶裝置

近幾年來，針對(duì)以上問題并隨著市場(chǎng)對(duì)銅板帶產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高、銅板帶熱軋技術(shù)和裝備的不斷進(jìn)步、設(shè)備廠家對(duì)國(guó)外銅板帶熱軋機(jī)的引進(jìn)消化和創(chuàng)新，目前國(guó)內(nèi)已研制開發(fā)出可實(shí)現(xiàn)大規(guī)格鑄錠開坯軋制、高速和高控制精度、工藝設(shè)備功能較為完備的寬幅國(guó)產(chǎn)現(xiàn)代化二輥銅板帶可逆熱軋機(jī)組。圖1所示為國(guó)產(chǎn)現(xiàn)代化銅板帶熱軋機(jī)及其在線固溶裝置。

國(guó)產(chǎn)銅板帶熱軋機(jī)在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用時(shí)，能夠在保證開軋溫度要求的情況下，通過減少軋制道次，盡量提高軋制速度等方式來進(jìn)行大規(guī)格銅合金鑄錠的控軋控冷。例如，中鋁某銅板帶生產(chǎn)企業(yè)使用現(xiàn)代化的銅板帶熱軋機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)230×650×8000mm的大規(guī)格鑄錠進(jìn)行7道次大壓下高速軋制，其生產(chǎn)最高速度可達(dá)180m/min。這在銅板帶生產(chǎn)工藝領(lǐng)域具有極其重要的意義：①體現(xiàn)了加工設(shè)備的較高控制能力；②突破了鑄錠咬入工藝技術(shù)難題；③大壓下能充分破碎再結(jié)晶晶粒，進(jìn)而達(dá)到細(xì)化晶粒的目的；④減少了軋制時(shí)間，能夠降低鑄錠及帶坯表面的氧化層厚度；⑤單個(gè)鑄錠實(shí)際生產(chǎn)時(shí)間可以節(jié)省5min左右，提高了生產(chǎn)效率；⑥節(jié)能降耗并減少人工時(shí)，有效降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。

另外，銅板帶熱軋技術(shù)與裝備的進(jìn)步和提高進(jìn)一步降低了產(chǎn)品生產(chǎn)成本、提高了成品率，銅板帶材的表面質(zhì)量、尺寸規(guī)格、公差波動(dòng)等都有了較大的提升。以目標(biāo)規(guī)格為15.3×647×Lmm的熱軋帶材舉例：全長(zhǎng)范圍內(nèi)帶材頭部寬648mm，中部寬646mm，尾部寬647mm，寬度最大偏差僅為2mm；帶材厚差：頭部傳動(dòng)側(cè)15.32mm、操作側(cè)15.35mm，頭部橫向厚差僅為0.03mm；中部傳動(dòng)側(cè)15.32mm、操作側(cè)15.34mm，中部橫向厚差僅為0.02mm；尾部傳動(dòng)側(cè)15.30mm、操作側(cè)15.295mm，尾部橫向厚差僅為0.005mm；縱向傳動(dòng)側(cè)厚差0.02mm，縱向操作側(cè)厚差0.055mm。相比過去的老式熱軋機(jī)，現(xiàn)代化銅板帶熱軋機(jī)所生產(chǎn)的產(chǎn)品尺寸精度提高了一倍。

截至目前，有統(tǒng)計(jì)的國(guó)產(chǎn)現(xiàn)代化銅板帶熱軋生產(chǎn)線投產(chǎn)已經(jīng)超過10條，見表1，這些生產(chǎn)線有效的提高了國(guó)內(nèi)銅板帶的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)自動(dòng)化水平，降低了生產(chǎn)成本，也使得國(guó)產(chǎn)銅板帶加工設(shè)備的競(jìng)爭(zhēng)力得到進(jìn)一步的加強(qiáng)。

表1 現(xiàn)代化國(guó)產(chǎn)銅板帶二輥可逆熱軋機(jī)組應(yīng)用情況

除以上已投產(chǎn)運(yùn)行的國(guó)產(chǎn)現(xiàn)代化銅板帶熱軋機(jī)組外，目前國(guó)內(nèi)正在規(guī)劃或?qū)嵤┑臒彳垯C(jī)生產(chǎn)線用戶還包括廣東華鴻銅業(yè)有限公司、凱美龍精密銅板帶(河南)有限公司、遼寧銅業(yè)集團(tuán)有限公司等，這些用戶大都將性價(jià)比較高的國(guó)產(chǎn)銅板帶熱軋機(jī)做為第一選擇。目前也有一些企業(yè)在進(jìn)行升級(jí)改造規(guī)劃時(shí)，將老生產(chǎn)線的銅板帶熱軋機(jī)做為現(xiàn)代化改造的主要目標(biāo)。

2.2 國(guó)產(chǎn)熱軋機(jī)工藝配置特點(diǎn)

1)針對(duì)銅板帶熱軋的工藝需求，國(guó)產(chǎn)現(xiàn)代化銅板帶熱軋機(jī)組的生產(chǎn)工藝主要流程如下(以C19400銅合金帶材舉例)[10-12]：鑄錠加熱→出爐運(yùn)輸→(高壓水除氧化皮)→鑄錠對(duì)中→(機(jī)架內(nèi)若干道次二次除氧化皮)→5～11道次往復(fù)軋制→在線固溶處理→(在線精整)→帶材層流冷卻→(板面吹掃)→頭尾剪切→三輥無芯卷取→料卷運(yùn)輸→(離線表面銑削)。

2)在保證軋制和溫度工藝參數(shù)的前提下，國(guó)產(chǎn)現(xiàn)代化銅板帶熱軋機(jī)組的設(shè)備設(shè)計(jì)及工藝配置普遍具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

(1)為保證開軋和終軋溫度，熱軋主機(jī)盡量靠近加熱爐，一般將出爐和開坯熱軋的溫差控制在10～20℃；

(2)為提高軋制過程的自動(dòng)化程度，軋線多處使用檢測(cè)元器件如光電開關(guān)、接近開關(guān)；

(3)采用一些工藝手段和設(shè)備部件對(duì)坯料表面的氧化皮進(jìn)行去除，如簡(jiǎn)易小壓力噴水裝置、刷輥裝置、除磷箱等；

(4)為降低板帶材的跑偏、側(cè)彎、寬向厚差等軋制缺陷，主機(jī)架前后均采用對(duì)中導(dǎo)尺裝置，在軋制過程的若干道次進(jìn)行使用；

(5)為提高邊部質(zhì)量并對(duì)帶材形成一定的后張力，一般在主機(jī)前后采用懸臂結(jié)構(gòu)的機(jī)架內(nèi)置式軋邊棍裝置，在使用效果上優(yōu)于傳統(tǒng)立輥軋機(jī)；

(6)輥系均采用二輥，板型調(diào)節(jié)上主要依靠磨削輥型、軋輥傾斜并配合乳液分段冷卻；

(7)為減少銅板帶材的溫降，軋輥采用盒式冷卻方式，對(duì)噴淋乳液采取在軋輥兩端頭進(jìn)行集中分流，避免流到熱軋坯料上；

(8)機(jī)后在線配置開式或閉式的層流冷卻水噴淋裝置，近距離設(shè)置在熱軋機(jī)出口形成最后一道次的連續(xù)軋制和冷卻模式對(duì)部分銅合金帶材進(jìn)行高溫固溶等熱處理；

(9)為實(shí)現(xiàn)常溫冷卷取，減少熱狀態(tài)下的氧化和擦劃傷，在卷取機(jī)前多設(shè)置二次層流冷卻裝置對(duì)部分合金帶材進(jìn)行降溫(不適用易發(fā)生淬硬現(xiàn)象而影響后續(xù)加工的H60、H62等合金板帶材)；

(10)采用三輥無芯卷取機(jī)進(jìn)行熱狀態(tài)下帶坯的的高速卷取(可達(dá)100m/min)和冷狀態(tài)下帶材的低速卷取(20～30m/min)；

(11)熱軋坯料進(jìn)行冷軋前的表面氧化皮去除工序主要采用離線銑削的方式進(jìn)行。

3)以中色科技股份有限公司設(shè)計(jì)制造并應(yīng)用于中鋁華中銅業(yè)有限公司、中鋁洛陽銅業(yè)有限公司高精銅板帶工程的現(xiàn)代化二輥可逆熱軋機(jī)來舉例說明其設(shè)備功能及工藝參數(shù)，見表2。

表2 銅板帶二輥可逆熱軋機(jī)設(shè)備功能及工藝參數(shù)

3 熱軋技術(shù)與裝備發(fā)展建議

銅板帶熱軋工藝技術(shù)的發(fā)展和加工設(shè)備的完善是相互影響和促進(jìn)的，而熱軋技術(shù)的需求是銅板帶熱軋機(jī)不斷完善、創(chuàng)新和發(fā)展的源動(dòng)力。

1)目前，銅合金的品種和牌號(hào)不斷增加，應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。在應(yīng)用領(lǐng)域上，除了一般領(lǐng)域用銅外，高端和中低端領(lǐng)域用銅的分化將進(jìn)一步顯現(xiàn)。除了利用熱軋技術(shù)進(jìn)行高附加值、高端合金的研發(fā)和生產(chǎn)外，如何利用金屬的高溫塑性而形成的熱軋技術(shù)以進(jìn)一步降低一般領(lǐng)域用銅的生產(chǎn)成本、提高銅板帶的性價(jià)比以擴(kuò)大其市場(chǎng)應(yīng)用和推廣都是銅板帶加工領(lǐng)域必須面對(duì)和需要解決的一項(xiàng)課題和難題。把銅從一般金屬、重金屬、來源廣泛的金屬轉(zhuǎn)變?yōu)橄∪苯饘?、貴金屬相對(duì)待，通過優(yōu)化加工技術(shù)、開發(fā)高附加值的合金品種，銅板帶熱軋技術(shù)與裝備必將迎來新的、革命式的發(fā)展和機(jī)遇。

2)從生產(chǎn)成本和產(chǎn)品質(zhì)量角度考慮，減少坯料加熱和熱軋過程中的氧化程度和熱軋后的表面銑削量可以提高產(chǎn)品成品率1%～3%，同時(shí)能夠有效提高板帶材熱軋過程中的表面質(zhì)量和厚度精度，也可以減少軋輥輥耗3%～5%。如果采用無頭或半無頭熱軋技術(shù)，就能夠有效減少或避免因組織、力學(xué)性能和厚度精度達(dá)不到銅板帶產(chǎn)品質(zhì)量要求的料頭和料尾剪切去除量，可提高產(chǎn)品成品率1%～2%，減少軋輥輥耗1%～2%，產(chǎn)品的縱向公差也能夠得到有效提高。在目前銅板帶生產(chǎn)和市場(chǎng)加工利潤(rùn)日益降低的情況下，通過提高生產(chǎn)成品率和產(chǎn)品質(zhì)量，降本增效就顯得非常重要。

3)從節(jié)能降耗和短流程、低成本生產(chǎn)角度考慮，開發(fā)水平連鑄+多機(jī)架冷連軋，利用水平連鑄技術(shù)低成本生產(chǎn)包括引線框架材料在內(nèi)的高端銅材，上引法短流程生產(chǎn)銅板帶坯等技術(shù)目前成為銅板帶加工領(lǐng)域的熱點(diǎn)。可以預(yù)見的是，如果不進(jìn)行創(chuàng)新，不從根本上提高熱軋技術(shù)與裝備的競(jìng)爭(zhēng)力，傳統(tǒng)意義上的銅板帶熱軋生產(chǎn)線競(jìng)爭(zhēng)力將日趨降低。

4)目前，從實(shí)際出發(fā)，銅板帶熱軋技術(shù)與裝備應(yīng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行完善和提高，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、降低生產(chǎn)成本、提高成品率、提高產(chǎn)品質(zhì)量和附加值，進(jìn)而從根本上提高熱軋機(jī)生產(chǎn)線的競(jìng)爭(zhēng)力：

(1)利用熱軋機(jī)工藝功能完善和控軋控冷能力較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，開發(fā)和生產(chǎn)高附加值的銅合金板帶材產(chǎn)品；

(2)不產(chǎn)生相變和不具有析出強(qiáng)化型的合金品種應(yīng)充分利用其高溫塑性進(jìn)行熱溫軋減薄，減少后續(xù)冷軋加工量；

(3)將熱軋后、冷粗軋前的精整和表面處理工序融入到熱軋生產(chǎn)線；

(4)進(jìn)一步改進(jìn)和完善熱軋生產(chǎn)線部件配置，使其從細(xì)節(jié)方面更能夠滿足生產(chǎn)工藝需要和提高產(chǎn)品質(zhì)量、減少能耗和污染、潔凈化生產(chǎn)。如設(shè)置專門的機(jī)架內(nèi)外除氧化皮裝置、層流冷卻裝置前后均設(shè)置移動(dòng)式的板面空氣吹掃設(shè)施、設(shè)置可在線和離線的事故剪、設(shè)置3～5輥直頭或矯平機(jī)、取消第二段層流冷卻裝置、考慮以水代替乳液進(jìn)行工藝潤(rùn)滑和冷卻等。

4 結(jié)語

通過對(duì)銅板帶熱軋技術(shù)特點(diǎn)、工藝需求和裝備的描述，分析了生產(chǎn)企業(yè)所使用的熱軋機(jī)類型、優(yōu)缺點(diǎn)，重點(diǎn)討論了國(guó)產(chǎn)現(xiàn)代化銅板帶二輥可逆熱軋機(jī)的生產(chǎn)流程、工藝和設(shè)備配置特點(diǎn)、軋機(jī)規(guī)格和應(yīng)用、產(chǎn)品控制精度等。在以上分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體的生產(chǎn)實(shí)踐探討了銅板帶熱軋技術(shù)與裝備的改進(jìn)方向與發(fā)展趨勢(shì)，尤其是在通過降低生產(chǎn)成本、提高成品率、開發(fā)高附加值產(chǎn)品和完善設(shè)備細(xì)節(jié)等方面來提高熱軋技術(shù)和生產(chǎn)線的競(jìng)爭(zhēng)力等方面提出了一些建議。

以上內(nèi)容的描述、分析和建議，對(duì)銅板帶熱軋工藝技術(shù)的創(chuàng)新、設(shè)備的改進(jìn)設(shè)計(jì)和提高、新上生產(chǎn)線的選擇等都有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

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Hot Rolling Technology and Mill of Copper Strip

Han Chen

(Luoyang Engineering and Research Institute for Non-Ferrous Metals Processing, Luoyang 471039)

Copper strip producted by hot rolling cogging has the significant advantage. The processing demanding of hot rolling technology was analyzed, and the technology and equipment characteristic such as high speed, high control accuracy, big casting, bland and high temperature solution treatment and cooling on-line of the wide-hot mill were generalised in this paper. Meanwhile, improving direction and development trend of hot rolling technology and equipment were discussed through specific productive practice. Especially, the suggestion such as reducing production cost, increasing rate of finished product, developing high value product, and completing the equipment detail and so on to improve the competitiveness of the hot rolling technology and mill line were put forward.

Copper strip Hot rolling Process characteristics Technology and mill Developing suggestion

韓晨，男，1982年出生，2009年畢業(yè)于北京科技大學(xué)材料加工專業(yè)，碩士，工程師，主要從事金屬壓力加工工藝研究及其工程設(shè)計(jì)

TG335.85

B

10.3969/j.issn.1001-1269.2015.02.013

2015-01-29)