銅熔鑄車間設計

采用熔煉和鑄造工藝，生產各種規格的銅及銅合金錠坯的銅加工廠車間設計。

設計內容主要為：工藝流程選擇、設備選擇和車間布置。

工藝流程選擇錠坯生產包括：配料、熔煉、鑄造、鑄錠機械加工和成品檢查等工序，規模較大的車間還包括廢料處理的輔助工序。

生產使用的主要原料是銅，合金組元有鋅、鎳、錫……等金屬和中間合金，爐料中還包括大量的本廠廢料和廠外回收的廢舊銅金屬料。熔煉前，根據錠坯的合金成分和原料供應條件，計算各類原料的使用量進行配料。

熔煉工藝視合金種類而定，紫、黃、青、白銅通常在木炭覆蓋劑保護下進行熔煉。鋁青銅以冰晶石為熔劑進行熔煉；鎳銅在玻璃覆蓋劑保護下進行熔煉。要求非金屬夾雜和含氣量很低的高質量銅合金，采用真空熔煉或電渣熔煉。當紫銅年產量超過30000t，爐料又純凈，不需氧化一還原精煉時，常采用連續式豎爐熔煉工藝。外來紫銅廢料，須采用火焰反射爐進行氧化一還原精煉。

鑄造有立式半連續、立式連續、水平連續、水冷模和鐵模五種方法。立式半連續和立式連續兩種鑄造方法都是采用水冷銅結晶器在惰性氣體或覆蓋劑保護下進行鑄造，以生產扁錠和圓錠。前者能適應不同的生產規模，靈活性大，是使用最多的鑄造方法；后者設備復雜，在產量很大、品種單一的條件下采用。水平連續鑄造是使銅液通過石墨結晶器鑄成帶、管、棒、線坯，然后直接進行冷軋或拉伸。這種工藝生產流程短、成品率銅tong高、節省能源，主要用于生產小規格坯料和不易熱加工開坯的錫磷青銅、鋅白銅和鉛黃銅等合金的錠坯；紫銅線坯已普遍采用連鑄連軋工藝生產。水冷模和鐵模鑄造，設備簡單，但生產效率低，在產量很低時采用。

鑄錠的機械加工包括鋸切和銑削。連續和半連續鑄造的鑄錠，須按定尺鋸切成錠坯；有些合金的扁錠需要銑削表面和側邊。

成品錠坯除進行幾何尺寸、化學成分和表面質量檢查外，還須通過切試片或無損探傷等方法進行內部質量的檢查。

爐料中使用的廢舊料經過處理才能裝爐熔煉。處理工藝根據廢舊料的形狀、成分確定。合金成分清楚的大塊邊角殘料、廢料和廢舊制品，須進行剪切或破碎；小塊料須打捆或壓包。碎屑料須經篩選、分類、離心脫水、干燥處理后壓制成團塊。有絕緣層的電線電纜和混有其他材料的銅制品，須剔除塑料及其他金屬層后打包。品種雜亂的廢舊料須重熔處理。熔煉爐渣用破碎、篩分、磁選的方法進行處理，以回收其中的銅粒塊。所有經過處理的廢舊料都要按合金牌號分別存放。

設備選擇根據生產規模、合金種類、錠坯規格和爐料質量，選擇熔煉爐、鑄造機、鑄錠鋸切、銑面和廢料處理設備。

(1)熔煉爐。熔煉紫、黃銅常選用工頻有鐵芯感應電爐，容量為0．3～60t。青、白銅常選用工頻或中頻無鐵芯感應電爐，容量一般為O．5～3t。以廢雜銅為爐料，大批量熔煉紫銅時，常選用火焰反射爐，容量為8～400t。大批量熔煉低氧銅，可采用連續熔化和連續出料的豎式爐，生產能力為6～80t／h。高質量的銅合金，常選用真空感應電爐和電渣爐，容量一般為O．2～3t。

(2)半連續鑄造機。按傳動方式有鋼絲繩式、絲杠式和液壓式三種，鑄造長度一般為2～6m。鋼絲繩式構造簡單，設備費用較低，但升降底盤移動時不夠平穩，影響鑄錠質量；絲杠式和液壓式都有鑄造速度平穩的優點，但設備費用較高。

熔煉爐和半連續鑄造機的組合方式有三種。當采用2～3臺熔煉爐配一臺鑄造機的熔鑄機組時，保溫爐安裝在熔煉爐與鑄造機之間，保溫爐接收各熔煉爐的金屬液，供鑄造機鑄造；當一臺大容量熔煉爐配一臺鑄造機時，應配保溫爐，以提高熔鑄機組的設備利用率；小容量的熔煉爐，金屬液可直接供鑄造機鑄造。

(3)水平連鑄機列。由熔煉爐、保溫爐、裝在保溫爐口的石墨結晶器、牽引裝置、鋸(剪)切設備和線坯或帶坯卷取裝置等組成；帶坯水平連鑄機列通常還配備有在線雙面銑削設備。

(4)線坯連鑄連軋機列。由熔煉爐、保溫爐、連鑄機、連軋機、冷卻清洗裝置和收線機等組成，用于生產奪6．35～12mm的紫銅線坯。

(5)鑄錠鋸切、銑面設備。圓錠、扁錠均采用圓鋸床鋸切，部分扁錠用銑床銑面。一般選用配有上、下料，定尺，夾緊及鋸、銑屑收集等輔助裝置的圓、扁鑄錠鋸切機列和銑床。當鑄錠規格小、產量低時，可選用通用型圓鋸床。

(6)廢料處理設備。主要有剪切機、破碎機、磁選機、分選膠帶、離心脫水機、干燥爐、制團機和壓包機等。當廢料處理量大時，可組成機械化的連續處理機列。

車間配置通常為兩跨或多跨廠房。雙跨布置時，主跨為熔鑄跨，配置熔煉、鑄造和鑄錠機械加工設備；副跨為配料、加料和爐料存放跨。當爐料存放需要占用較大面積時，則專設存料跨，形成多跨配置。為便于加料和熔融金屬的轉注與鑄造，爐子的操作平臺一般要高出1～3m。當采用感應電爐熔煉時，爐子的專用電氣、液壓等設備均設在爐臺下的半地下室內；當采用反射爐熔煉時，爐臺下配置預熱器和送風機等設備。

廢料處理部分一般配置在單獨的或隔斷的單跨或雙跨廠房內。當雙跨配