[发明专利]用于清理氧化的热轧铜线的方法

说明书

所属领域

本发明涉及一种用于清理氧化的热轧铜线(铜轧制线材)的方法，该铜线在一连续工作的连续铸造设备中铸造以后，从一连接在该设备后面的轧机中出来，且在从轧机中出来时在其表面上有一氧化层。

本发明特别涉及在铸造并轧制的线材被卷绕和/或受到拉丝处理以制造细丝之前对该线材的有控制的冷却和清理。

背景技术

在制造连续铸造的铜线时，离开铸造设备的坯料(strang)通常都立即热轧。由于线材暴露在大气中，它被氧化，在表面上产生氧化皮，该氧化皮为由CuO(红色)和Cu₂O(黑色)组成的混合物。这些氧化物必须在线材受到拉丝处理，以制造可交易的铜丝产品之前去掉或复原转换成金属状态。为了防止拉丝工具等的过早磨损，去掉氧化皮也是必需的。

为了从以铜为基础制造的产品的表面上去掉氧化物，至今提出了各种方法。应当注意到，“铜”一词在本范围内也应当包括铜合金。几个推荐的用于去掉氧化皮的典型方法如下：

1.用机械去掉氧化皮，例如通过喷砂、刮削、刨削等，

2.通过酸(酸洗)去掉氧化皮，

3.用蒸汽或气体还原氧化皮，

4.通过使用乙醇—苯—水的混合物还原氧化皮。

在铜轧制线材的生产中，采用这样的工艺，即在其中进行酸洗，以去掉铜线的氧化皮，此时，在铸造的线材离开轧机以后，但是尚未到达卷绕设备之前，将线材浸在一稀释的酸的水溶液例如在硫酸中。就酸而言，为了维持最佳的操作条件，酸洗溶液必须不断更新，对此，要使用过的溶液经过一电解设备，以回收铜，此外，要定期供应新鲜的酸。

此方法的特征为高的投资费用和运行费用，这些费用是由这样的必要性得出的，即采用耐酸的材料，和避免与废酸的排放有关的生态问题。

在有关的文献中描述了另一种技术，其中，为了处理氧化铜线，采用了一种或更多种的气体或蒸汽，以作为还原剂。它示出，氧化皮可如此去掉，即将线材首先暴露在高温的还原气体或蒸汽中，并接着在线材暴露在大气中之前，直接在一冷却池中淬火。

虽然与酸洗相比，此气体还原似乎有某些优点，但是，在气体还原中也有一定的缺点。例如，认为对还原铜线合适的气体或蒸汽是易燃的、有毒的或两者兼有，因此要求特别操作，以便避免爆炸的危险或窒息的危险等等。此外，必须提供高温的无氧大气，这就要求特殊的密封。气体还原过程的另一缺点为，还原速度要比其中使液体与坯料接触的工艺小得多。

对于酸洗的溶液，可采用由乙醇、酮或胺类化合物组成的水溶液，它们可用于还原上述氧化物。

但是，所达到的按冷却的最终产品的残余氧化层测量的表面品质如此程度地与所用的试剂、产品通过速度和反应速度有关，以致还原生产线远远不能达到酸洗的值。

从铁加工的领域知道有一种用于强化清理过程的技术，在该处，通过使用电解电池或超声波源而加速酸洗过程(也就是疏松并使氧化物进入溶液中)。还知道一种工艺，其中，只有通过超声波源引起的气蚀作用产生脂肪、乳化液等的机械清理过程。

例如从US-PS 5409594知道，纵向延伸的金属物体例如线材的表面用超声波清理，此时，线材通过充满清理溶液的池被输送，在池中，有两个超声波转换器。通过超声波转换器产生的高频超声波产生压力冲击，氧化皮于是通过该冲击从线材上松脱。

在按照EP 0518850 A1的方法中，进行金属带材的电解酸洗，其中，依次设置两个充满水溶性电解液的容器，并在第一容器中进行阴极处理，在第二容器中进行阳极处理。

由于用于铜线材轧制工业的方法的通过乙醇酸洗或还原的特征为高的投资费用/处理费用或不满意的表面品质，另一方面，拉拔企业的不断自动化和拉拔技术进一步朝多路拉拔机发展，对铜的中间产品的表面品质提出越来越高的要求，因此，需要有一个更强化的、更有效的清理方法。

发明概述

本发明以这样的任务为基础，即提供一种方法，用该方法，铜线材的氧化的表面层可以用特别简单和有利的方法去掉，而不必采用酸的溶液。

按照本发明，此任务用一用于清理氧化的轧制铜线材的方法解决，该线材在一连续工作的连续铸造设备中铸造以后，从一连接在该设备的后面的轧机中出来，并在从轧机中出来时在其表面上有一氧化层，由此，轧制坯料首先已经在热轧过程中被乳化剂湿润，该乳化剂混合有包含碳氢化合物的还原剂，以便至少预防热的轧制坯料在轧制过程中氧化。接着，在650℃左右的温度下，使氧化的精轧线材通过一个或更多的还原区，此时，在还原区中，采用稀的、含有碳氢化合物的水溶液作为还原液体。