电解用异型实心导电板或汇流板的制备工艺

摘要

本发明涉及一种导电板或汇流板的制备工艺，尤其是涉及应用于ISA法电解新工艺中使用的实心异型导电板或汇流板的制备工艺。该实心导电板及汇流板包括如下步骤：(1)制备分别与实心导电板或汇流板形状相同的异型铸锭；(2)用二辊可逆式热轧机制备实心导电板或汇流板的坯料；(3)拉伸坯料；(4)精整、锯切成成品。本发明是采用异型铸锭型辊轧制配合拉伸的工艺生产，取代最原始由平板经过机械加工的生产工艺，可以解决国外引进“ISA法电解新工艺”所需的大规格带有双排连续导电筋的实心异型导电板或汇流板的生产工艺这个难题，采用本发明制备出适用于“ISA法电解新工艺”的实心异型导电板或汇流板。

权利要求

1.一种电解用异型实心导电板或汇流板的制备工艺，其特征在于，该实心导电板或汇流板包括如下步骤：(1)制备分别与实心导电板或汇流板形状相同的异型铸锭；

(2)用二辊可逆式热轧机制备实心导电板或汇流板的坯料；

(3)拉伸坯料；

(4)精整、锯切成成品；

所述步骤(1)中，实心导电板或汇流板的原料是高纯阴极铜，用电炉将高纯阴极铜熔炼之后，采用异型半连续铸造结晶器制备异型铸锭；

异型半连续铸造结晶器的尺寸，考虑结晶器的热膨胀性和型材的宽展量，使各部分金属变形的延伸系数一致，并且坯料在整个长度方向上平直；

所述步骤(2)中，根据异型铸锭的实际尺寸，将二辊可逆式板材热轧机的轧辊用机械加工的方法制造出实心导电板或汇流板所需的孔型，并且在同一根辊上设有两道次闭合式孔型，采用两道次过渡的变形方法。

2.按照权利要求1所述的电解用异型实心导电板或汇流板的制备工艺，其特征在于：所述步骤(2)中，实心导电板或汇流板的坯料，预留有可确保加工尺寸的加工率。

3.按照权利要求1所述的电解用异型实心导电板或汇流板的制备工艺，其特征在于：所述步骤(3)中，根据实心导电板或汇流板的尺寸，采用相应的拉伸模具和拉伸机，拉伸到成品尺寸。

说明书

电解用异型实心导电板或汇流板的制备工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及一种导电板或汇流板的制备工艺，尤其是涉及应用于ISA法电解新工艺中使用的实心异型导电板或汇流板的制备工艺。

背景技术

[0002] 在铜电解过程中，根据铜电解原理，提高电流密度是获得高品位电解铜的有效途径。现在许多大的铜冶炼企业采用了国外引进的“ISA法电解新工艺”制备高品位电解铜，该工艺突出特点是采用高电流密度电解。一般是整流器的输出电压较低，而输出电流较大，以江西铜业集团贵溪冶炼厂三期技改工程为例，它采用了ISA法电解新工艺”，按设计要求，整流器输出端额定电压为210伏，额定电流近40000安培，不仅增加了阴、阳极板间极距控制难度，而且为提高电解铜的表面质量，防止长粒子，必须保证装槽后阴、阳极板对称，极距均匀，同时间距为100mm，导电良好。因此，要求异型导电板、汇流板具有良好的成型精度，以保证阴、阳极良好的悬垂性和可靠的导电接触性。

[0003] 目前，国内这种电解用大规模实心铜导电板及汇流板的生产技术尚处空白，传统电解工艺所需导电板及汇流板是直接使用平板或在平板的基础上单个冲制不连续导电包的办法实现的，这种方法生产的导电板及汇流板规格小、成型精度差，仅能满足传统电解工艺使用要求，对于国外引进的“ISA法电解新工艺”所需的大规格带有双排连续导电筋的实心异型导电板及汇流板的生产工艺这个难题，在国内一直是个空白。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种电解用异型实心导电板或汇流板的制备工艺，解决国外引进“ISA法电解新工艺”所需的大规格带有双排连续导电筋的实心异型导电板或汇流排的生产工艺这个难题，传统的在平板的基础上单个冲制不连续导电包的生产工艺制备的异型铜导电板或汇流板，无法满足国外引进的“ISA法电解新工艺”的要求，采用本发明制备“ISA法电解新工艺”中使用的实心异型导电板或汇流板。

[0005] 本发明是通过以下技术方案来实现的：

[0006] 一种电解用异型实心导电板或汇流板的制备工艺，该实心导电板或汇流板包括如下步骤：

[0007] (1)制备分别与实心导电板或汇流板形状相同的异型铸锭；

[0008] (2)用二辊可逆式热轧机制备实心导电板或汇流板的坯料；

[0009] (3)拉伸坯料；

[0010] (4)精整、锯切成成品。

[0011] 所述步骤(1)中，实心导电板或汇流板的原料是高纯阴极铜，用电炉将高纯阴极铜熔炼之后，采用异型半连续铸造结晶器制备异型铸锭。

[0012] 所述异型半连续铸造结晶器的尺寸，各部分金属变形的延伸系数一致，并且该型材在整个长度方向上平直。

[0013] 所述步骤(2)中，根据异型铸锭的实际尺寸，将二辊可逆式板材热轧机的轧辊用机械加工的方法制造出实心导电板或汇流板所需的孔型，并且在同一根辊上设有两道次闭合式孔型，采用两道次过渡的变形方法。

[0014] 所述步骤(2)中，实心导电板或汇流板的坯料，预留有可确保加工尺寸的加工率。

[0015] 所述步骤(3)中，根据实心导电板或汇流板的尺寸，采用相应的拉伸模具和拉伸机，拉伸到成品尺寸。

[0016] 本发明的优点及有益效果是：

[0017] 1、本发明采用异型铸锭型辊轧制配合拉伸的工艺生产，取代最原始由平板经过机械加工的生产工艺，能够很好的解决我国重点冶炼技改项目急需的高精度导电材料难题，替代进口，填补国内空白。

[0018] 2、本发明实心异型铜导电板或汇流板采用轧制及拉伸的方法成本低，操作简单，同国外实心异型铜导电板或汇流板相比，不仅能满足不同客户的各种尺寸要求，而且节约了铜资源，特别是异型板的平直度都能得到良好的控制。

附图说明

[0019] 图1为本发明的工艺流程图。

[0020] 图2(a)-(b)为本发明导电板的形状示意图。其中，图2(a)为主视图；

[0021] 图2(b)为俯视图。

[0022] 图2(a)-(b)中，1导电基板(铜)；2导电筋I；3导电筋II。

[0023] 图3(a)-(b)为本发明汇流板的形状示意图。其中，图3(a)为主视图；

[0024] 图3(b)为俯视图。

[0025] 图3(a)-(b)中，4汇流基板(铜)；5导电筋III；6侧板I；7侧板II。

具体实施方式

[0026] 下面结合附图对本发明详细说明如下。

[0027] 如附图1所示，本发明电解用异型实心铜导电板及汇流板的制备工艺，该导电板及汇流板按下述步骤制备：

[0028] (1)制备异型铸锭：采用5吨电炉熔炼高纯阴极铜(按国家标准)，预热异型结晶器后，制备异型铸锭。

[0029] (2)制备坯料：将异型铸锭用燃油加热炉加热后，采用二辊可逆式热轧机型辊轧制异性铸锭获得坯料。

[0030] (3)对轧制后的坯料进行表面处理。

[0031] (4)拉伸坯料：采用 的型材拉伸模具，用30吨的链式拉伸机将坯料拉伸到成品尺寸。

[0032] (5)成品的精整和锯切。

[0033] 实施例1：

[0034] 如图2(a)-(b)所示，本发明中的电解用异型实心铜导电板结构和尺寸如下：

[0035] 在导电基板1上设有两条实心的导电筋：导电筋I2和导电筋II3，两条导电筋平行设置，导电筋的形状为圆弧状。图中：

[0036] 导电基板1的长度L21＝5700mm，导电基板1的宽度L22＝260mm，导电基板1在宽度方向的中心线至导电基板1侧边的距离L23＝130mm，每条导电筋的宽度L24＝30mm，两条导电筋中心线间距L25＝190±0.5mm，每条导电筋的高度L26＝25±0.5mm，导电基板1的厚度L27＝12mm，每条导电筋的纵向中心线距导电基板1侧边(即：导电筋所在一侧的导电基板1侧边)的距离L28＝35mm，导电筋的外圆半径R21＝15mm，导电筋与导电基板连接处的外圆弧半径R22＝3mm。

[0037] 如图3(a)-(b)所示，本发明中的汇流板结构和尺寸如下：

[0038] 汇流基板4横截面为直角形板状结构，构成汇流基板4的两个侧板(侧板I6、侧板II7)呈直角形的一体结构，汇流基板4的一个侧板II7上设有一条实心的导电筋III5，导电筋III5的形状为圆弧状。图中：

[0039] 汇流基板4的长度L31＝5700mm，汇流基板4的宽度L32＝190mm，导电筋III5的纵向中心线距汇流基板4侧边(即：导电筋III5所在一侧的汇流基板4侧边)的距离L33＝35mm，导电筋III5的宽度L34＝30mm，侧板I6的宽度L35＝270mm，导电筋III5的高度L36＝25±0.5mm，汇流基板4的厚度L37＝12mm，汇流板弯曲处内弧半径R31＝15mm，导电筋III5与汇流基板4连接处的外圆弧半径R32＝3mm，导电筋III5的外圆半径R33＝15mm。

[0040] 导电板和汇流板具体要求如下：

[0041] (1)导电板上的双排导电筋，重点保证两条导电筋中心线间距190±0.5mm，其平行度尺寸，平面度尺寸为±1mm。

[0042] (2)汇流板弯曲处内弧半径R31＝15mm，弯角90度，其偏差允许±1°；

[0043] (3)导电筋的强度应满足55块阳极和54块阴极的承重要求。

[0044] 导电板和汇流板具体生产工艺如图1所示：

[0045] 1、制备异型铸锭

[0046] (1)原材料：高纯阴极铜；

[0047] (2)用5吨电炉将高纯阴极铜熔炼之后，采用常规异型半连续铸造结晶器制备分别与实心导电板及汇流板形状相同的异型铸锭。

[0048] 异型半连续铸造结晶器的尺寸，充分考虑结晶器的热膨胀性和型材的宽展量，使各部分金属变形的延伸系数一致，并且该型材在整个5700mm长度方向上平直。

[0049] 2、制备坯料

[0050] 利用二辊可逆式热轧机进行两道次型辊轧制，将异型铸锭用燃油加热炉加热处理后进行轧制，开轧温度850℃，终轧温度不低于600℃，待坯料冷却到室温后，对坯料表面进行表面处理，经取样对机械性能、外观尺寸公差检测合格后，方可转入下道工序。

[0051] 本实施例中，根据实心导电板及汇流板异型铸锭的实际尺寸，将二辊可逆式板材热轧机的轧辊用机械加工的方法制造出实心导电板及汇流板所需的孔型，并且在同一根辊上设有两道次闭合式孔型，采用两道次过渡的变形方法。

[0052] 表面处理是指热轧后的铣面处理，用于去除坯料热轧过程中表面形成的氧化物。

[0053] 3、拉伸坯料

[0054] 采用 的型材拉伸模具，对轧制后的坯料进行拉伸试验，待形成稳定的拉伸工艺后，用30吨的链式拉伸机将坯料拉伸到成品的尺寸，再经过精整后即为成品。

[0055] 在拉伸之前，需要根据实心导电板及汇流板的尺寸，预留有可确保加工尺寸的加工率，尤其是长度方向、宽度方向、筋条部分均需要预留加工率；否则，拉伸后侧弯、扭曲严重，生产不出合格产品。

[0056] 按照此方法生产的产品的牌号及化学成份符合GB/T5231-2001标准要求；抗拉强度Rm≥195MPa，伸长率A11.3≥30％；20℃时，导电率IACS不小于97％；导电板和汇流板的导电筋表面光洁度达到冷轧板表面水平。

[0057] 结果表明，带有连续实心导电筋的异型铜导电板、汇流板是“ISA法电解新工艺”所必需的高精度导电材料，传统的在平板的基础上单个冲制不连续导电包的生产工艺制备的异型铜导电板及汇流板，无法满足国外引进的“ISA法电解新工艺”的要求。本发明的实心异型铜导电板及汇流板，不仅能满足不同用户的各种尺寸要求，而且节约了铜资源，特别是异型板的平直度都能得到良好的控制。采用5吨电炉、异型半连续铸造结晶器、燃油加热炉、二辊可逆式热轧机、30吨拉伸机，并在全部的生产过程中，合理的控制材料性能及准确的尺寸，从而实现了生产电解铜用高强度、高导电性、高平直度的实心异型导电板及汇流板，很好地解决我国重点铜冶炼技改项目急需的高精度导电材料难题，替代进口，填补国内空白。