利用DTW技術(shù)優(yōu)化FRHC銅桿的熔煉工藝.pdf

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1、利用DTW技術(shù)優(yōu)化FRHC銅桿的熔煉工藝劉海粟（湖南金龍國(guó)際銅業(yè)有限公司，湖南長(zhǎng)沙410219）摘要：FRHC銅桿的生產(chǎn)費(fèi)用與廢銅品位成反比例關(guān)系，利用DTW技術(shù)，通過(guò)優(yōu)化熔煉工藝的各個(gè)環(huán)節(jié)，可最大限度的降低生產(chǎn)費(fèi)用和提高產(chǎn)品質(zhì)量。關(guān)鍵詞：DTW；FRHC銅桿；廢雜銅；火法精煉；熔爐目前國(guó)內(nèi)利用廢雜銅制造FRHC銅桿的企業(yè)不在少數(shù)，卻在熔煉階段存在諸多問(wèn)題，比如：使用的是熱效率低的反射平爐、很少添加有效的精煉劑和生產(chǎn)管理粗獷等，所以對(duì)熔煉工藝的優(yōu)化勢(shì)在必行。本文重點(diǎn)介紹來(lái)自德國(guó)最新的DTW技術(shù)，利用該技術(shù)優(yōu)化FRHC銅桿的熔煉工藝將會(huì)減輕

2、勞動(dòng)強(qiáng)度、降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量。1簡(jiǎn)介FRHC的英文全稱(chēng)是fire-refinedhighconductivity，即火法精煉高導(dǎo)銅（簡(jiǎn)稱(chēng)FRHC）。DTW的英文全稱(chēng)是Direct-to-Wire，即直接制桿（簡(jiǎn)稱(chēng)DTW）。DTW技術(shù)是德國(guó)ANDRITZMaerz公司采用的一項(xiàng)新技術(shù)，主要內(nèi)容是優(yōu)化利用廢銅制造火法精煉高導(dǎo)（簡(jiǎn)稱(chēng)FRHC）銅桿的生產(chǎn)，大到熔爐選型、生產(chǎn)管理，小到冷卻水壓力控制、螺栓的選擇，使每個(gè)細(xì)節(jié)都達(dá)到最佳。DTW技術(shù)由ANDRITZMaerz公司和他的合作伙伴——METTOP公司共同開(kāi)發(fā)。ANDRITZMaerz

3、公司在筑爐方面具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，著名的西班LaFargaLacambra公司的COSMELT工藝中所使用的熔爐的前身，就來(lái)源于ANDRITZMaerz公司。METTOP公司在銅冶金方面優(yōu)勢(shì)顯著，能通過(guò)采用先進(jìn)合理的精煉技術(shù)，最大限度地減少FRHC銅桿的生產(chǎn)費(fèi)用。生產(chǎn)費(fèi)用與廢銅品位成反比例關(guān)系，因?yàn)椴煌肺坏膹U銅對(duì)應(yīng)的精煉方法是不同的。對(duì)于高品位廢銅只需一個(gè)精煉步驟，加入二氧化硅、石灰石或者鐵這樣簡(jiǎn)單便宜的精煉劑就可以；對(duì)于低品位廢銅可能需要多個(gè)精煉步驟，則要加入更多像硼酸這樣昂貴的添加劑來(lái)去除多余的雜質(zhì)，這樣費(fèi)用就上升了。通過(guò)圖1可以找到廢

4、銅品位與生產(chǎn)費(fèi)用之間的最佳點(diǎn)，以此來(lái)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)化生產(chǎn)。圖1生產(chǎn)成本與廢雜銅品位的關(guān)系Fig.1Relationbetweenproductioncosts/scrapquality2熔煉工藝優(yōu)化2.1配料優(yōu)化DTW工藝會(huì)用到各種型式和不同品位的廢銅，對(duì)廢銅品位有一定的要求。用廢銅冶煉生產(chǎn)銅桿的原材料分為三個(gè)級(jí)別（如表1），一級(jí)廢銅要求是由清潔的、不鍍錫的、無(wú)包覆的和非合金化的銅線(xiàn)和電纜所組成，務(wù)必不要用燒過(guò)的線(xiàn)，這些廢銅由標(biāo)準(zhǔn)含量為99%的非合金化的銅線(xiàn)組成。二級(jí)廢銅：是由小直徑的，沒(méi)有絕緣的，通常為電話(huà)線(xiàn)的銅線(xiàn)、銅管，帶清漆或絕緣的銅排銅

5、線(xiàn)以及干凈紫銅管棒所組成，最小含銅量為96%；三級(jí)廢銅是由非合金化廢銅的混合物，其標(biāo)準(zhǔn)含銅量為92%。采用低品位（3級(jí)）的廢銅是從經(jīng)濟(jì)角度考慮的，但因?yàn)殡s質(zhì)太多在冶金方面還是受到了約束。通常三級(jí)廢銅在原料中的比例不能大于10%。不同類(lèi)型的金屬對(duì)銅的影響不一樣。比如，鎳和銅是互熔的金屬，很難將銅鎳用火法精煉的方法分離。鎳在銅液中結(jié)晶，造成脆性，使銅桿的抗拉強(qiáng)度延伸率明顯降低，且使銅坯斷裂，嚴(yán)重影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。因此需要在配料時(shí)就將含鎳高的原料去除。對(duì)選銅人員進(jìn)行培訓(xùn)，讓其了解哪些原料含鎳交高，在源頭實(shí)行杜絕。通過(guò)光譜分析儀分析對(duì)質(zhì)量較差銅

6、桿的檢測(cè)，及時(shí)將數(shù)據(jù)反饋，追尋問(wèn)題原料，逐步積累含鎳高的原材料種類(lèi)。當(dāng)然這只是對(duì)某種有害元素處理方法的介紹，還有其它有害元素的合理處理方式，在DTW技術(shù)中會(huì)對(duì)每個(gè)元素的每個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化。表1DTW工藝用的廢雜銅級(jí)別Table1DTWprocessscrapclasses1級(jí)廢雜銅2級(jí)廢雜銅3級(jí)廢雜銅最大值(ppm)(berry)(birch)(dream)Cu(最小)99.00%96.00%92.00%Pb10010005000Sn3008009000Ni501503000Zn503001200Sb201001000S152008000A

7、l502001000Fe505001000Au,Ag5050500金屬的雜質(zhì)總量0.10%0.30%3.00%非金屬的雜質(zhì)0.90%3.70%5.00%2.2氧化除渣優(yōu)化絕大多數(shù)雜質(zhì)對(duì)氧的親和力都大于銅，這是氧化精煉的核心。對(duì)整個(gè)工藝流程而言，主要考慮的是時(shí)間和經(jīng)濟(jì)效益，可以用富氧空氣或者是工業(yè)純氧來(lái)加速氧化。氧化期間，比銅活潑的雜質(zhì)金屬容易被除去，如：Fe、Al、Si、P和Zn，As、Sb、Ni、Pb和Sn也能被部分除去。氧化環(huán)節(jié)受原料中雜質(zhì)的影響較大，可以通過(guò)設(shè)計(jì)和選擇渣型來(lái)進(jìn)行控制。通常影響爐渣的因素有：氣流速度、氧化時(shí)間和熔煉溫度

8、。合理的造渣方式是既要去除雜質(zhì)，又要將雜質(zhì)的氧化物富集，同時(shí)還要兼顧渣的含銅量和渣的總量。爐渣的主要參數(shù)有：熔點(diǎn)和液相線(xiàn)范圍、雜質(zhì)和銅的溶解度、粘度、渣含銅量、爐渣的總量、對(duì)耐火材料的侵蝕、熔