铜线表面缺陷原因分析

SCR4500是一条引自美国南线公司设计研发的年产能可达22万吨铜杆连铸连轧生产线；该条生产线以阴极铜为原料，经熔化，浇铸，轧制，清洗还原等工序，生产出具有高强度，高导电性能的光亮8mm铜线；多年来产品供应各个下游厂家的生产要求，均得到不错的反馈，该条生产线是目前世界上最成熟最可靠的铜杆生产线之一。

本文通过结合SCR4500生产线生产过程以及对生产成品的探究，分析8mm铜杆表面质量缺陷产生的原因。

1 SCR4500生产过程

SCR4500连铸连轧生产线是一条集熔化、衡量、浇铸、轧制、无酸清洗、卷曲收线等工序的连续作业过程；具有高度自动化、高产能、高质量等优点。

生产过程是：通过上料车和卷扬机将阴极铜板加入竖炉内，上料车设置高低限位，防止卷扬机钢丝绳由于过松或过紧导致意外事故发生；竖炉采用天然气和空气的混合气体为原料，将原料迅速融化，熔化的铜水经过上溜槽，过渣箱（过滤熔化铜水里的杂物）至保温炉，由保温炉经下溜槽到中间包和铸机，通过控制保温炉的翻转角度来确保中间包液位的恒定，来辅助配合铜水温度的恒定；铸机有一套铜水自动浇铸系统，可将铜水自动注入铸机，铜水在结晶轮内部成型，形成铸坯；铸坯经脱模后经由夹送辊进入一号剪切机，切去质量不佳的铸坯，留下的质量符合要求的铸坯经由预整机矫直，通过刻轮刀，削边刀将铸坯边缘杂质、毛刺较多部分去除；矫直的铸坯经由粗轧机与精轧机十一架次轧机轧制，轧制出直径为8mm的光亮铜线；粗轧机及精轧机均设计有高压除磷装置，除去铸坯表面存在的杂质，大量减少了铜杆中杂质的含量；在铸坯形成8mm铜线的过程中，乳化液将铸坯温度由850℃上下降至640℃上下；线杆出轧机后进入一条清洗还原管道对铜杆进行冷却还原处理，经风干箱将铜杆吹干后，在经过涂蜡，收线工序得到成品。

以市场价格随机波动为前提，模拟市场需求扩大或缩小两种情形，分别探讨在不同契约参数下，供应链最优策略和最优收益的变化情况.

2 铜杆表面缺陷分析

（1）轧辊的裂纹一般产生于轧辊表面的浅层部分，由于多次在使用过程中温度（冷热假体）循环产生的热应力造成的逐渐破裂，这种裂纹是热循环应力，拉应力，塑性变形等多种因素综合形成，塑性变形使其出现，拉应力使其扩张。

（2）轧辊的掉坑产生原因一般有三种：一是轧辊浅层裂纹引起的轧辊掉坑，在轧制过程中由于热冲击在轧辊表面形成裂纹并延伸，局部应力过于集中造成超过了材料疲劳强度引起掉坑，此类轧辊车修使用后掉坑频率相对增加；二是轧辊自身材质问题；三是铜坯中含有杂质过多，杂质温度相对较低，质硬，轧辊轧制过程中掉坑几率增加；

在SCR4500生产的成品铜杆中，最常见的缺陷是由轧辊产生裂纹，掉坑引起的；由这类问题引起的现象，大部分表现为铜杆表面产生规律性凸起的疙瘩，使得铜杆表面不光滑，会影响后期的拔丝质量；这种现象的产生尤其在车修后轧辊最为常见。

方位意义是“东西”的初始意义，随着时间的推移，整个语言系统的变化，“东西”也衍生出了其他的意义。“东西”可泛指各种具体的或者抽象的事物，也可指代人。我们常说“买东西”、“卖东西”，对于“东西”的“货物”这一意义的起源，或源于东汉时期，初时只表示货卖的物品。彼时洛阳为“东京”，长安为“西京”，到洛阳购货为“买东”，到长安购货为“买西”，在《木兰诗》中亦有“东市买骏马，西市买鞍鞯”，于是“东西”逐渐用来指代货物。再后来，其指代的范围扩大，不再局限于货卖的物品，而是用来指代各种具体的和抽闲的事物。不过，“东西”用来指代各种具体或抽象的事物的现象，宋时始见，直到明清时期才尤为广泛。

学习《我想和你们一起玩》时，教师设计了这样一个趣味游戏：“将男女生各分为两个小组，男生之间开展足球对抗赛，女生之间开展跳绳比赛。”教师制定好比赛规则、奖惩措施。在比赛的过程中，发生了一些“小情况”，男生之间缺乏团结意识，出现问题总是相互指责，甚至红队有两名学生直接吵了起来。教师发现问题后，及时解决，将两名学生全都替换下来，并让这两名学生观察蓝队队员的表现。在观察中，红队学生发现他们配合得很默契，而且一名学生出现失误后，他的搭档不仅没有责备他，反而鼓励他、安慰他。学生认识到自身问题，握手言和，再次投入到比赛中。这一次，他们配合得很默契。

避免上述情况的发生，需保证轧辊间隙与轧辊速度匹配，每站轧机也应保证间隙控制在合适尺寸，匹配，减少因速度和间隙不匹配造成的刮蹭现象，严重时可能导致停机；每次停机时应检查轧机进出口导位与轧机是否在同一中心线上，如发现问题应及时解决，避免生产后造成不必要的停机；应定期检查导位间隙，导轮轴承，使用导位专用工具调整导位，调整导位使其与轧机保持同一水平线，如果发现位置发生偏移，应立即进行调整，同时也应该检查导论是否存在磨损情况，导轮转动是否灵活，有无左右晃动，如果发现上述现象，应分析这种现象产生的原因，判读可能原因，例如导轮间隙是否过大、过小，导轮安装是否正确，导轮轴承是否需要加油等等。找出问题后，应想办法解决此类问题，彻底杜绝类似事情的发生。

SCR4500清洗线长度约33m,不等长度分成9个水箱，2、3、5、6、7、8号水箱为了更好的给铜线进行冷却还原在导管处设计有一个水包，从无酸清洗每站主管道外接一水管，与水包进水口同一中心线处设计有一水孔，目的是对铜杆进行更好的冷却还原，同时托起铜线，防止铜线在自身重力的作用下与清洗线导管下端摩擦刮蹭，致使产品表面存在缺陷；但是单一水孔的设计，使得铜线在无酸清洗线内无法保持稳定的状态，与清洗线内壁发生不规则的碰撞，与导管发生不同程度的摩擦；经过长期的生产实践，发现这种现象并不是偶然存在，而是普遍现象；在此基础上，对无酸清洗导管进行改造，在原单一水孔的设计前提下，每90°增加一个同等大小的水孔，目的是使铜线在无酸清洗导管内呈90°分布的四个水孔喷出的水压的作用下保持相对稳定状态，减少与导管的摩擦几率，铜线与无酸清洗内壁碰撞声音减小，该改造在实际生产实践中得到了良好的使用效果，导管磨损现象消除，同时因此现象引起的铜杆表面缺陷得到改善。

为避免上述现象的发生应在平时生产中尤为注意一些问题，例如保持乳液压力的平衡稳定，保证在正常轧制过程中乳液的正常供给，不可以造成断供，在设备正常剪切时，我们应及时检查轧辊使用状态，并在每次剪切时记录其使用状态，并形成对比，通过多次对比，我们从中找出乳化液喷淋压力最适合的一个压力值，以便对轧辊进行更好的冷却，减少因乳化液喷淋压力过高或者过低造成轧辊冷热不均或者喷淋不到位现象的产生。在正常更换系统时，应及时检查乳液喷嘴有无堵塞，喷嘴有无磨损，如有发现应及时处理；在剪切后开机时，为提高铜线过线成功几率，会关闭精轧乳化液泵，成功后应加大乳液泵压力，至铜杆表面光滑后在降至使用压力。同时我们应该严格记录每站轧辊的使用时间，避免因为轧辊使用时间过长，造成轧辊疲劳层加深，使用时间过久的轧辊，在车修后生产使用时，其掉坑几率相应增加；如果发现车修后的轧辊在生产1～2时就出现轧辊掉坑的现象，应及时替换为其他轧辊，剩余辊槽均应不再使用，可能是因为第一次使用轧辊使用时间过久导致，因此建议使用时间过久的轧辊可以车修更多的尺寸，以确保正常生产状况下不会因轧辊掉坑造成停机，造成不必要的浪费。合理的车修轧辊，避免因为车修问题引起轧辊掉坑；同时注意配合，在铸机因为生产需要清理塞棒时，因塞棒上黏附有大量的除金属外的其他金属杂质，其以铁杂质为主，铁杂质相较于铜而言，具有较低的温度，相应而言硬度较铜较高，所以应关闭粗、精轧高压除磷装置，使铜坯中杂质温度提高，减少因为杂质温度过低造成轧辊掉坑现象的发生，

在检查轧机内部发现无问题时，经常会发现在无酸清洗箱内出现铜丝，而且无酸导管出口端存在不同程度的磨损现象，且在生产中无酸清洗线经常会发出铜杆与管内壁碰撞的声音，会造成对铜杆的损伤；

SCR4500生产中铜线表面经常会出现拉丝拉槽的现象，这种现象的产生一般可能由于轧辊速度与轧辊间隙不匹配；轧机进出口导位偏移，不在同一条中心线上，造成刮蹭；进口导位间隙过小，导轮齿轮轴承损坏；无酸清洗压力不稳定，并且原无酸清洗导管存在设计缺陷问题，导致铜杆在无酸清洗导管内不稳定，容易与导管产生刮蹭，从而造成拉丝拉槽现象的出现；

经治疗，观察组总有效率(56.67%)高于对照组(36.67%)(Z=-2.546，P<0.05)，见表1。

铜线经过清洗还原后进入风干箱，出风干箱后的铜线经由弯管轮送至夹送辊，在涂蜡筒中喷淋一层蜡液以预防长时间存放铜杆氧化变黑，最后经甩线筒形成成品，压实打包。此过程中在弯管轮处有十余个导轮与铜杆紧密接触，在生产时仔细观察，如发现有导轮不转或是转动不灵活，在停机时应立即更换轴承，同时应检查导轮有无磨损，掉坑等现象，若发现此类现象及时更换导轮；如发现导轮粘铜严重，也应及时更换，并调整导轮高低至合适位置，减少粘铜情况，这样可以消除在生产过程中对铜线表面缺陷的错误判断。

水蜡喷涂流量也应调到适宜流量，以减少铜线与甩线筒的摩擦，造成铜线表面缺陷的产生。

3 结论

在轧机轧制过程中存在多种因素对铜线表面质量产生影响，乳液压力，轧机间隙，轧机速度，轧辊材质，清洗线导管等等诸多因素，因此在日常生产中，应保持数据的相对稳定，对异常现象早发现早处理，避免铜线表面缺陷的产生。

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