一种超长高导电缆铜带及其生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种超长高导电缆铜带及其生产工艺，其重量比组分为：Cu：99.935-99.945％，0＜P≤0.001％，0＜0≤0.001％，0＜Ce≤0.06％，杂质总和＜0.055％。其生产工艺是：熔铸-加热-热轧-铣面-粗轧-切边-清洗-精轧-成品退火-成品剪切-包装入库。本本发明的生产工艺生产周期短、易加工，生产的铜带导电率达100％IACS以上，成品长度可达8000m以上。综合采用四种脱氧技术(包括添加稀土元素Ce)，控制产品的氧含量在10ppm以下。
【专利说明】一种超长高导电缆铜带及其生产工艺
【技术领域】
[0001] 本发明属于有色金属加工领域，特别涉及一种超长高导电缆铜带及其生产工艺。
【背景技术】
[0002] 目前，电缆用铜带的生产存在的问题是导电率低、延展性能不好，生产成本高，不 易形成连续批量化的大规模生产。
【发明内容】
[0003] 本发明目的是提供一种具有高导电、高延展性的超长高导电缆铜带，及可有效降 低成本的短流程生产工艺。
[0004] 一种超长高导电缆铜带，其重量比组分为：Cu :99. 935-99. 945 %，0 < P 彡 0· 001%，0 < 0 彡 0· 001%，0 < Ce 彡 0· 06%，杂质总和< 0· 055%。
[0005] 优选的，所述0 < Ce彡0· 04%。
[0006] 优选的，所述Ce为0· 04%。
[0007] 本发明还提供了上述超长高导电缆铜带的生产工艺，包括以下步骤：熔铸-加 热-热乳 -纟先面_粗乳-切边-清洗-精乳 -成品退火-成品期切-包装入库。
[0008] 熔炼时加入磷铜合金，控制熔体的磷含量在0-10ppm之间；将铜铈合金添加到熔 体中。
[0009] 优选的，所述熔铸采用工频有芯感应电炉进行熔炼，熔炼温度为1200-12KTC，熔 炼时间为2. 5-3h ;熔炼成分合格金属溶液转炉至保温炉中静置保温20-30min ;铸造方式选 用半连续铸造，铸造温度控制在1150-1170°C，拉铸速度控制在6-8m/h左右，冷却水压控制 在 20-60kPa。
[0010] 优选的，所述熔铸过程中采用以下步骤：
[0011] (1)加大木炭覆盖厚度：采用木炭作为覆盖剂，熔炼过程中木炭覆盖厚度控制在 50-100mm，在保温阶段控制在150-200mm ;
[0012] (2)氮气保护熔炼：分别对熔炼炉、保温炉内气氛及浇铸过程进行氮气保护，有效 隔绝外界空气与熔体接触，从而控制熔体内氧含量，吹入氮气参数为压力0. 3-0. 4MPa，流量 20-22Nm3/h。
[0013] (3)添加微量稀土元素 Ce :将铜铈中间合金添加到熔体中。稀土与氧之间具有极 强的亲和力，生成高熔点低密度稀土化合物，熔炼时上浮到渣中，从而净化基体，同时稀土 元素对紫铜铸态组织的细晶化和均匀化具有明显的效果，随着稀土含量的增加，平均晶粒 尺寸减小。经研究，稀土 Ce元素脱氧效果最佳，最佳添加量为0. 04%。
[0014] (4) 一氧化碳底吹脱氧除气：通过预埋在熔炼炉和保温炉底部耐火层中的带孔吹 炼砖，吹入一氧化碳或一氧化碳和氮气的混合气体，对铜液进行吹炼处理，可使铸锭中的氧 含量明显下降，其每炉一氧化碳吹入量为1. 2-1. 4Nm3。
[0015] 紫铜在高温熔炼过程中容易与氧结合形成Cu20,凝固结晶后分布于晶界处，极大 的降低了材料的导电性能及加工性能，而传统的加工工艺仅能将氧含量控制在50-120ppm， 而且控制效果不稳定，不能满足高导电性紫铜产品的要求，而采用上述四种方法可以有效 的将熔体中的氧含量控制在lOppm以下。
[0016] 优选的，所述加热采用步进式加热炉，加热温度为930_950°C，加热时间为 2. 5~3. 5h〇
[0017] 优选的，所述热轧带坯厚度16. 5-17. OX430-440mm，卷重为8吨，经铣面、粗轧后 厚度控制在0. 8-1. 2mm之间，切边、清洗后通过精轧控制成品厚度在0. 2-0. 5mm之间。
[0018] 优选的，成品退火使用气垫炉退火控制软态成品的性能，退火温度630-660°C，退 火速度 6〇-90m/min。
[0019] 优选的，成品剪切时防止擦划伤产生，边部毛刺错层小于1mm，毛刺高度小于 0. 01mm，保证长度要求。
[0020] 本发明的效果是：本发明的生产工艺生产周期短、易加工，生产的铜带导电率达 100% IACS以上，成品长度可达8000m以上。综合采用四种脱氧技术（包括添加稀土元素 Ce)，控制产品的氧含量在lOppm以下。
[0021] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合实施例对本发明作进一步说明。
[0023] 规格：厚度0. 4mm的电缆铜带，加工工艺采用：
[0024] 1、熔铸：选用高纯阴极铜，按重量比进行配料，配料比参照：Cu : 99. 935-99. 945%，0 < P 彡 0· 001%，0 < Ce 彡 0· 06%，杂质总和< 0· 055%，各组分之和为 百分之百，投入工频有芯感应电炉进行熔炼，熔炼温度1200°C，熔炼成分合格金属溶液转炉 至保温炉中静置保温.30min ;选用半连续铸造，铸造温度1150°C，拉铸速度7m/h，冷却水压 50kPa，铸锭规格为210X630X6700mm。熔铸过程中将熔体中的氧含量控制在lOppm以下， 采用以下四种方法：（1)采用木炭覆盖保护，熔炼过程中木炭覆盖厚度控制在80_，在保温 阶段控制在180mm。（2)添加总量的质量百分比为0. 04%的稀土 Ce ; (3)炉口氮气吹扫：分 别对熔炼炉、保温炉内气氛及浇铸过程进行氮气保护，有效隔绝外界空气与熔体接触，从而 控制熔体内氧含量，吹入氮气参数为压力〇. 35MPa，流量21Nm3/h。（4) 一氧化碳底吹实现熔 体除氧：通过预埋在熔炼炉和保温炉底部耐火层中的带孔吹炼砖，吹入一氧化碳，对铜液进 行吹炼处理，可使铸锭中的氧含量明显下降，其每炉一氧化碳吹入量为1. 3Nm3。
[0025] 2、铸锭加热：采用步进式加热炉进行锭坯加热，要求铸锭加热均匀性好，加热区温 度为930°C，保温区温度为960°C，出炉温度不低于820°C，加热时间3h，微还原性气氛。
[0026] 3、热轧：乳制工艺为210-175-115-72-45-30-21-17 (mm)。轧制过程中，乳制速度 为120m/min，轧终温度为385°C，乳后规格17X440mm。
[0027] 4、冷轧：冷轧分粗轧和精轧，粗轧工艺为14. 5-9. 5-6. 0-4. 0-2. 5-1. 5-1. 0-0. 8 (m m)，精轧工艺为0. 8-0. 63-0. 50-0. 40 (mm)。冷轧过程中，粗轧速度为165m/min，精轧速度为 142m/min
[0028] 5、成品退火：使用气垫炉退火控制软态成品的性能，退火过程中，严格控制退火温
【权利要求】
1. 一种超长高导电缆铜带，其特征在于，其重量比组分为：Cu :99. 935-99. 945%，0 < P 彡 0· 001%，0 < 0 彡 0· 001%，0 < Ce 彡 0· 06%，杂质总和< 0· 055%。
2. 根据权利要求1所述的超长高导电缆铜带，其特征在于，所述0 < Ce < 0. 04%。
3. 根据权利要求1所述的超长高导电缆铜带，其特征在于，所述Ce的质量比为 0· 04%。
4. 如权利要求1、2或3所述的超长高导电缆铜带的生产工艺，其特征在于，包括以下步 骤：烙铸-加热-热乳 -纟先面_粗乳-切边-清洗-精乳 -成品退火-成品期切-包装入 库。
5. 根据权利要求4所述的生产工艺，其特征在于，所述熔铸采用工频有芯感应电炉进 行熔炼，熔炼温度为1200-12KTC，熔炼时间为2. 5-3h ;熔炼成分合格金属溶液转炉至保温 炉中静置保温20-30min ;铸造方式选用半连续铸造，铸造温度控制在1150-1170°C，拉铸速 度控制在6-8m/h左右，冷却水压控制在20-60kPa。
6. 根据权利要求4所述的生产工艺，其特征在于，所述熔铸过程中采用以下步骤： (1) 加大木炭覆盖厚度：采用木炭作为覆盖剂，熔炼过程中木炭覆盖厚度控制在 50-100mm，在保温阶段控制在150-200mm ; (2) 氮气保护熔炼：分别对熔炼炉、保温炉内气氛及浇铸过程进行氮气保护，有效隔 绝外界空气与熔体接触，从而控制熔体内氧含量，吹入氮气参数为压力0. 3-0. 4MPa，流量 20-22Nm3/h。 (3) 添加微量稀土元素 Ce :将铜铈中间合金添加到熔体中，最佳添加量为0.04% ; (4) 一氧化碳底吹脱氧除气：通过预埋在熔炼炉和保温炉底部耐火层中的带孔吹炼 砖，吹入一氧化碳或一氧化碳和氮气的混合气体，对铜液进行吹炼处理，可使铸锭中的氧含 量明显下降，其每炉一氧化碳吹入量为1. 2-1. 4Nm3。
7. 根据权利要求4所述的生产工艺，其特征在于，所述加热采用步进式加热炉，加热温 度为930-950°C，加热时间为2. 5-3. 5h。
8. 根据权利要求4所述的生产工艺，其特征在于，所述热轧带坯厚度 16. 5-17. OX430-440mm，卷重为8吨，经铣面、粗轧后厚度控制在0· 8-1. 2mm之间，切边、清 洗后通过精轧控制成品厚度在〇. 2-0. 5mm之间。
9. 根据权利要求4所述的生产工艺，其特征在于，成品退火使用气垫炉退火控制软态 成品的性能，退火温度630-660°C，退火速度60-90m/min。
10. 根据权利要求3所述的生产工艺，其特征在于，成品剪切时防止擦划伤产生，边部 毛刺错层小于1mm，毛刺高度小于0. 01mm，保证长度要求。
【文档编号】H01B13/00GK104103338SQ201410300030
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】张西军, 苟微娟, 李学帅, 田原晨, 郑朋艳, 吕文波, 张县委 申请人:中色奥博特铜铝业有限公司