铜板带箔车间设计(design of copper plate,sheet,strip and foil workshop)

铜板材宽度一般在1000ram以下，大于1000ram的很少；热轧板的厚度为4～75mm，冷轧板为O．2～15ram，板材长度在6000mm以下。带材厚度为0．05～1．5rnm，宽度在600mm以下。箔材厚度为O．005～O．05rnm，宽度在300mm以下。各种规格的成品以热轧、退火、冷作硬化、淬火一时效等状态供应用户。

铜板带箔车间设计内容主要为：工艺流程选择、设备选择和车间配置。

工艺流程选择铜带材生产有热轧、水平连铸、挤压和冷轧四种供坯方式。(1)热轧供坯。是将加热好的扁锭热轧成8～14ram厚带坯，并在冷却后铣削，以消除表面氧化物和缺陷。用这种方法生产的带坯，规格和品种的范围均较宽，卷重为每毫米宽1．5～8kg，最大10kg以上，是普遍采用的生产工艺。(2)水平连铸带坯。由铜熔铸车间提供。厚度为12～20ram，宽度在650ram以下，单位卷重为6～8kg／ram，适于生产不易热轧的锡磷青铜、锌白铜，或年产几千吨规模的普通黄铜和无氧铜。(3)挤压供坯。是将加热好的圆柱状铸锭挤压成厚8～12ram、宽250ram以下的带坯。由于挤压变形率大，带坯性能均一，虽然挤压成品率不高，但可以从省去铣面而得到补偿，单位卷重为1．5～2．5kg／mlTl，适合于年产几千吨的生产规模。(4)冷轧供坯。是将30～65ram厚的扁锭反复进行冷轧、退火，轧成9～12ram厚的条材，铣削后为冷轧带材供坯。这种带坯质量好，但生产率低，仅适合在特定的生产条件下，少量地生产不易热轧的铜合金带材。

带坯经粗轧、中轧和中间退火、酸洗，轧到接近成品厚度时进行精轧，以控制制品的厚度和物理力学性能。对软状态及某些硬状态制品，精轧后进行成品退火和酸洗；对热处理可强化的合金，则进行淬火一时效处理。成品带坯用纵剪机列剖分成各种宽度的带材和箔材。

板材生产工艺有块式法和带式法两种。(1)块式法。是将扁锭在板材轧机上进行热轧、冷轧，至成品厚度时退火、酸洗、矫直并切成板材。在冷轧过程中一般要进行中断和中间退火、酸洗。这种工艺生产效率和成品率都比较低，但加工设备简单，生产规模小的车间和宽度大于1000mm的板材，常采用这种生产方法。(2)带式法。是将热轧带卷或水平连铸带卷按生产带材的方法加工至成品厚度和状态时，在横剪机列上将带卷矫直并切成板材。这种工艺产品质量好、成品率高、产量大。(图1)当采用充填保护性气体的退火炉，对板、带材进行光亮退火，退火后表面质量良好时，可取消酸洗工序。

设备选择包括加热炉、热轧机、挤压机、铣削机、铜tong水平连铸扁铸锭扁铸锭扁铸

铜及铜合金板、带材生产工艺流程示意图冷轧机和热处理、酸洗、精整等设备的选择。

加热炉用于将锭坯在中性或微氧化气氛下均匀地加热至700～1200℃，以便进行热轧。通常采用能连续进出料的步进式、环形转底式和推料式加热炉。(1)步进式炉。靠炉内步进梁移送锭坯，加热温度均匀，装出料方便，不擦伤锭坯表面，广泛用于加热大型扁锭。(2)环形转底式炉。靠炉底回转一定角度进行装料和出料，操作方便，但须配置构造比较复杂的装出料机，炉底有效利用率也较低，适用于加热长度在2m以内的锭坯。(3)推料式炉。将锭坯放在料垫上加热，配有料垫冷却、返回机构，热效率较低，但设备投资较少，常用于中小规格锭坯的加热。各种加热炉的生产能力，一般应等于或略高于热轧机的生产能力。其热源可用燃气或油。

热轧机有二辊可逆式和三辊式两种机型。(1)二辊可逆热轧机。由直流电机驱动，由轧机本体、侧轧立辊、前后导尺、辊道、切头定尺剪、垛板机、卷取机和带材冷却装置等组成。轧制速度为O．5～3m／s，轧制的带坯精度高、板型好，是应用最广的一种热轧机。(2)三辊热轧机。由交流电机驱动，由轧机本体、前后升降81910ng铜台、导尺、辊道、切头定尺剪、垛板机和卷取机等组成。轧制速度不可调，轧制带坯的精度和板型较差，但设备造价低，适用于生产单位卷重在2kg．／ram以下的带坯。

挤压机一般采用20～40MN卧式单动挤压机，生产宽度在250mm以下的窄带坯。

铣削机有双面铣和单面铣两种。双面铣削机列由上料卸料机构、开卷机、矫直机、侧边铣头、双面铣床、卷取机和废屑收集装置等组成，能同时铣削带坯上下两面，速度为O．5～15m／min，适用于大带卷或条材的铣削。单面铣削机列由矫直机、下表面铣床、翻板机、上表面铣床、进出料装置和废屑收集装置等组成，仅适于条材的铣削。

冷轧机带材冷轧机有单机架四辊可逆式、单机架四辊非可逆式、单机架多辊可逆式和多机架四辊串连轧机四种。(1)单机架四辊可逆式轧机。由开卷机、机架本体、卷取机、机前机后连接设备、带材厚度和板型自动测量与控制系统、冷却润滑装置和灭火系统、通风和油雾净化设施等组成。进料厚度在15ram以下，最薄的成品厚度一般为o．1mm，轧制最大宽度为1250ram，速度在2～1．5m／s范围内选择，具有产品精度高、板型好、生产灵活性大的优点，可作粗、中、精轧机使用。(2)单机架四辊非可逆式轧机。组成与可逆式轧机基本相同，但减去了机前卷取机和增加了带卷返回机构，可在同一辊缝下进行成批轧制，对提高产品精度有利，适于高速度轧耕大带卷，作粗、中、精轧机使用。(3)单机架多辊可逆式轧机。组成与单机架四辊可逆式轧机类似，辊数为6～20，通常选用12辊和20辊轧机，轧制速度为3～10m／s，此型轧机轧出的带材精度高，但辊系复杂，装配精度要求高，适合作中、精轧机轧制变形抗力大的合金及厚度为O．3mm以下的带材和箔材。(4)多机架四辊连轧机。由开卷机，2～4个串连机架、卷取机、连接设备和测量与控制带材张力、厚度的系统组成，带材出口速度为2～10‘m／s，适用于卷重大、产量高和规格比较单一的车间作粗、中轧机使用。

块式法生产用的板材冷轧机有四辊可逆式和二辊可逆式两种。轧机配有前后辊道，有的还配有定尺剪切机和垛板机等设备。火和淬火一时效。

带材退火炉主要有罩式、推料式和牵引式三种。(1)罩式成批退火炉。由圆形炉体、炉台、冷却罩、翻转机和保护性气体站等设备组成。带卷是在密封的炉胆内，在惰性气体保护和强制对流条件下进行退火，炉子效率高，带材表面质量好，适用于中间退火和厚度在O．5mm以上的成品退火。(2)推料式成批退火炉。将带卷放在耐热钢底垫盘上，底垫盘在推料机的推动下穿过炉体，进行退火和冷却。用于批量大、品种较少的卷材中间退火和成品退火。(3)牵引式连续退火炉。由开卷机、缝合机、前后活套塔、脱脂槽组、加热室、冷却室、酸洗槽组、剪切机和卷取机等组成。带卷开卷后单张连续地进行退火和酸洗，退火后带材性能均匀稳定、表面光洁，但投资很大，主要用于成品或半成品薄带的光亮退火。淬火炉一般是在牵引式连续退火炉的基础上增设淬火装置而成，具有退火和淬火双重功能，设备利用率高。

板材退火炉有罩式炉和箱式炉两种，将板片成批地装入炉内，在惰性气氛下进行成品或半成品退火。

上述各种退火炉，通常用电或燃气作热源。

酸洗机用于清除板、带材退火后所产生的表面氧化物。带材酸洗机由开卷机、展平机、缝合机及酸洗、水洗、清刷、烘干、剪切和卷取等设备组成。板材酸洗机有通过式和分批式两种。通过式酸洗机由给料、酸洗、水洗、清刷、烘干和叠板等装置组成，主要用于产量大、品种规格比较单一的生产中；分批式

仓库酸洗和水洗槽组组成，用于小批量产品的酸洗。

精整设备用于将加工到成品厚度的带卷或板片进行矫直和剪切。(1)生产带材、箔材时，采用纵剪机列将带卷剪切成各种宽度的成品。机列主要由开卷机、直头机、圆盘剪、分切剪和卷取机等设备组成。剪切速度为60～400m／min。(2)生产板材时，用横剪机列将带卷矫直并剪切成各种规格的板材。机列主要由开卷机、直头机、圆盘剪、矫直机、飞剪机、检查分选台和垛板台等设备组成。剪切速度为30～120m／’ram‘。对于表面平直度要求高的薄板和薄带，采用拉弯矫直机矫直。块式法生产的板材，用辊式矫直机矫直和剪板机剪切。

车间配置以轧机为主，通常按热轧一冷粗轧一中轧一精轧一精整的次序配置(图2)。与各轧制工序配套的加热炉、退火炉和酸洗机等设备，一般配置在相邻的跨间，利用辊道、移送机或叉车运料。精整设备一般按产品种类组成几条包括矫直、剪切、检查和包装等工序的作业线。各主要设备的装卸料位置附近，要确定存放在制料的区域，其面积根据设备生产能力、在制料尺寸、贮存方式、周转时间和运输方式等确定。当车间内既有带式法生产线，又有块式法生产线时，因两者轧机及配套设备不同，一般分别配置在不同的跨间。