阅读说明：本技术 铜杆非酸洗系统、铜杆非酸洗方法及铜杆生产系统 (Copper rod non-pickling system, copper rod non-pickling method and copper rod production system ) 是由 赵志兵 唐建波 陈焰林 于 2019-10-18 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种铜杆非酸洗系统、铜杆非酸洗方法及铜杆生产系统,涉及铜杆生产技术领域,解决了铜杆的还原和冷却过程在同一系统中进行浪费还原剂原料的问题。该铜杆非酸洗系统包括提供有还原液的还原系统和提供冷却液的冷却系统,还原系统和冷却系统之间设置有分离装置,穿设有铜杆的分离装置能隔离还原液和冷却液,铜杆能先后通过还原系统还原表面氧化物并穿过分离装置进入冷却系统进行冷却；铜杆非酸洗方法基于上述铜杆非酸洗系统,铜杆生产系统包括上述铜杆非酸洗系统；本发明在对非酸液喷射站中的铜杆进行冷却时无需再使用还原液,减少了还原液不必要的浪费、节省了成本,同时防止还原液产生的尾气污染环境,节能环保。(The invention provides a copper rod non-pickling system, a copper rod non-pickling method and a copper rod production system, relates to the technical field of copper rod production, and solves the problem that reducing agent raw materials are wasted in the reduction and cooling processes of a copper rod in the same system. The copper rod non-pickling system comprises a reduction system and a cooling system, wherein the reduction system is provided with a reduction liquid, the cooling system is provided with a cooling liquid, a separation device is arranged between the reduction system and the cooling system, the separation device with the copper rod penetrating through the reduction system can isolate the reduction liquid and the cooling liquid, and the copper rod can reduce surface oxides through the reduction system in sequence and passes through the separation device to enter the cooling system for cooling; the copper rod non-pickling method is based on the copper rod non-pickling system, and the copper rod production system comprises the copper rod non-pickling system; according to the invention, the reducing liquid is not needed to be reused when the copper rod in the non-acid liquid injection station is cooled, so that unnecessary waste of the reducing liquid is reduced, the cost is saved, tail gas generated by the reducing liquid is prevented from polluting the environment, and the method is energy-saving and environment-friendly.)

铜杆非酸洗系统、铜杆非酸洗方法及铜杆生产系统

技术领域

本发明涉及铜杆生产技术领域，尤其是涉及一种铜杆非酸洗系统、铜杆非酸洗方法及铜杆生产系统。

背景技术

目前采用连铸连轧的工艺方法生产铜杆，在铜料进入连轧机进行轧杆后，高温铜杆易与氧气反应生成氧化铜影响产品质量，因此在热轧铜杆后需对铜杆进行还原及冷却工艺。现有的去除氧化皮的常用方法是酸洗，但是通过酸洗的方式去除氧化铜容易损失铜料，且需要另外设置中和反应装置及酸液回收装置。

而现有非酸洗方式不会损失铜料能够将全部的氧化铜还原为铜。非酸洗的原理是利用醇类等还原液对氧化铜进行还原，如异丙醇铜杆还原的化学反应式为：CuO(Cu₂O)+2C₂H₅OH＝Cu(2Cu)+2H₂O+2C₂ H₄O；CuO(Cu₂O)+2C₂ H₄O＝Cu(2Cu)+2CH₃ COOH。

如图1所示，非酸洗工序采用的是多站式清洗，各个非酸液喷射工作站要畅通、无堵塞、喷射角度要能很好的喷射到低氧铜杆表面，确保氧化物与溶液充分接触并保证高温反应条件。现有的非酸洗系统中铜杆还原冷却装置主要有11站，其中醇类还原液盛装在原料箱中经过泵体向铜杆还原段输送还原液，铜杆在轧机里轧制过程中以一定的速度通过多个上述各段非酸液喷射站，醇类还原液经过上述11站非酸液喷射站时向铜杆上喷射，以使运动中的铜杆进行还原来去除氧化铜形成光亮的铜。铜杆出精轧机温度约630℃，出冷却段温度约50℃，受温度的限制，其中前4站为铜杆还原段，后7站已不能发生还原反应为冷却段。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：现有的铜杆生产线后段,还原过程和冷却过程在一个共同的系统中进行,还原液如异丙醇还原氧化铜是在500度以上发生反应的,低于500度以下的后半段只有冷却功能，异丙醇不会再发生反应,因此现有的非酸洗装置利用还原液冷却铜杆会浪费原料，异丙醇易挥发并产生大量废气,造成资源的浪费和环境的污染。

发明内容

本发明的目的在于提供铜杆非酸洗系统、铜杆非酸洗方法及铜杆生产系统，以解决现有技术中存在的铜杆的还原和冷却过程在同一系统中进行浪费还原剂原料的技术问题；本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种铜杆非酸洗系统，包括提供有还原液的还原系统和提供冷却液的冷却系统，其中：

所述还原系统和所述冷却系统之间设置有分离装置，穿设有铜杆的所述分离装置能隔离所述还原液和所述冷却液，所述铜杆能先后通过所述还原系统还原表面氧化物并穿过所述分离装置进入所述冷却系统进行冷却。

优选的，与所述分离装置相连接的所述还原系统的非酸液喷射站的温度高于还原反应温度，且与所述分离装置相连接的所述冷却系统的非酸液喷射站的温度低于还原反应温度。

优选的，所述分离装置包括相互隔离的还原液室和冷却液室，所述还原液室通过其上设置的还原液入口和还原液出口与所述还原系统相连通，所述冷却液室通过其上设置的冷却液出口和冷却液入口与所述冷却系统相连通，铜杆依次贯穿于所述还原液室和所述冷却液室并能在其中运动。

优选的，所述分离装置中设置有隔板，且所述隔板上固定有防止所述还原液及所述冷却液通过的导向密封件，所述导向密封件上设置有导向孔，铜杆能依次穿过所述还原液入口、导向孔及所述冷却液入口并在其中运动。

优选的，所述还原液室和/或所述冷却液室中沿垂直于所述铜杆的运动方向设置有扰流板以使所述还原液室和/或所述冷却液室形成多个腔室，且所述扰流板上设置有供所述铜杆贯穿运动的限位孔。

优选的，所述还原系统包括还原液储存装置、第一泵体及相应管线，所述还原液储存装置内的还原液经所述第一泵体作用通过相应管线流入所述还原系统中的非酸液喷射站进行还原反应后经相应所述管线流出形成循环系统。

优选的，所述冷却系统包括冷却液储存装置、第二泵体及相应管线，所述冷却液储存装置内的冷却液经所述第二泵体作用通过相应管线流入所述冷却系统中的非酸液喷射站对铜杆冷却后经相应所述管线流出形成循环系统。

优选的，所述还原系统和/或所述冷却系统的相应管线上设置有热交换器。

优选的，所述还原系统与所述冷却系统之间的相应管线上设置有第一阀体，进、出所述冷却系统的非酸液喷射站的相应管线上设置有第二阀体，控制所述第一阀体及所述第二阀体的开启或闭合能使所述非酸液喷射站的冷却段使用还原液或冷却液进行铜杆冷却。

优选的，所述还原系统与所述冷却系统之间的相应进液管线及所述还原液出口和所述冷却液出口之间的相应出液管线上均设置有第一阀体，进、出所述冷却系统的所述非酸液喷射站的相应管线上均设置有第二阀体，打开所述第一阀体且关闭所述第二阀体能使所述非酸液喷射站的冷却段使用还原液进行铜杆冷却。

优选的，所述冷却液为水。

本发明还提供了一种基于上述铜杆非酸洗系统的铜杆非酸洗方法，将所述分离装置设置于所述还原系统和所述冷却系统之间；使非酸液喷射站中的铜杆先后通过所述还原系统还原表面氧化物并穿过所述分离装置进入所述冷却系统进行冷却。

本发明还提供了一种铜杆生产系统，包括上述铜杆非酸洗系统。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本发明提供的一种铜杆非酸洗系统，将原有一个系统替换为相互独立的还原系统和冷却系统，并通过分离装置将还原液和冷却液分离，以使铜杆的还原和冷却工艺分为两个不同的系统进行，通过对上述装置的改造，在对非酸液喷射站中的铜杆进行冷却时无需再使用还原液，减少了还原液不必要的浪费、节省了成本，同时防止还原液产生的尾气污染环境，节能环保。

2、本发明提供的一种铜杆非酸洗方法，由于基于上述铜杆非酸洗系统对铜杆进行还原和冷却工序，故该方法同样能防止还原液的浪费、避免有害废气的排放。

3、本发明提供的一种铜杆生产系统，由于包括上述铜杆非酸洗系统，故该铜杆生产系统同样能防止还原液的浪费、避免有害废气的排放。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中铜杆非酸洗系统的管线示意图；

图2是本发明的一种实施例中铜杆非酸洗系统的管线示意图；

图3是分离装置的俯视示意图；

图4是分离装置的剖面结构示意图；

图中：1-还原液储存箱；2-第一泵体；3-冷却液储存箱；4-第二泵体；5-分离装置；51-还原液室；511-还原液入口；512-还原液出口；

52-冷却液室；521-冷却液入口；522-冷却液出口；

53-隔板；54-导向密封件；541-导向孔；55-扰流板；551-限位孔；

6-热交换器；7-非酸液喷射站；8-吹拭箱；9-第一阀体；10-第二阀体。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

参照图1所示，图1是现有技术中铜杆非酸洗系统的管线示意图；现有的铜杆非酸洗系统主要有11个非酸液喷射站7，还原工序和冷却工序均在一整个系统中进行，该系统包括用于储存并提供还原液的还原液储存箱1、向非酸液喷射站7提供还原液动力的第一泵体2，并可在相应管路上设置用以控制流量的流量计和压力表。其中轧制机为铜杆提供一定的牵引力，使铜杆以一定的速度通过上述11个非酸液喷射站7，铜杆出精轧机温度约630度，之后在经过上述站点的过程中温度逐渐降低，其中前4站具备还原感应的温度为铜杆还原段，后7站为铜杆冷却段，还原液已不能发生反应，只能对铜杆进行冷却，出冷却段温度约50度。

其中，现有的非酸液喷射站为箱体结构，该箱体的两端设置有供铜杆或盛装有铜杆的管体穿过的孔位，还原液经上部的入口流入箱体中并喷射到铜杆上进行还原反应或进行冷却，之后由下部的出液口流出至原系统的出液管线中形成还原液的循环。

实施例1

由于原系统中是通过还原液对铜杆进行冷却，浪费大量的还原液增加了成本，且还原液通常易挥发形成尾气，需对尾气进行处理。因此，本发明实施例中提供了一种铜杆非酸洗系统，参照图2所示，图中管线上的箭头方向表示液体的流动方向；该铜杆非酸洗系统包括提供有还原液的还原系统和提供冷却液的冷却系统，其中：

还原系统和冷却系统之间设置有分离装置5，穿设有铜杆的分离装置5能隔离还原液和冷却液，铜杆能先后通过还原系统还原表面氧化物并穿过分离装置5进入冷却系统进行冷却。

本发明将原有一个系统替换为相互独立的还原系统和冷却系统，并通过分离装置5将还原液和冷却液分离，以使铜杆的还原和冷却工艺分为两个不同的系统进行，通过对上述装置的改造，在对非酸液喷射站7中的铜杆进行冷却时无需再使用还原液，减少了还原液不必要的浪费、节省了成本，同时防止还原液产生的尾气污染环境，节能环保。

具体的，铜杆可在轧机轧制过程中以30m/S左右的速度通过上述各非酸液喷射站7(如图4所示的虚线箭头方向)，为了使得还原液能够与铜杆的表面氧化物进行充分反应，作为可选的实施方式，与分离装置5相连接的还原系统的非酸液喷射站的温度高于还原反应温度，且与分离装置5相连接的冷却系统的非酸液喷射站的温度低于还原反应温度。

其中，上述非酸液喷射站7(或称之为无酸液喷射站或还原箱)为连铸连轧铜杆生产线中现有的常规设置，如图1所示已为现有技术，其结构为两端设置有供铜杆穿过的孔位，还原液由上部入口进入并由下部出液口重新汇入管线；在此对其结构不再赘述，如现有的铜杆SCR系统中通常采用此种非酸液喷射站。

具体的，在第三站与第四站之间连接上述分离装置5，其原因在于在第四站中已达不到铜杆的还原温度。

位于最后一非酸液喷射站7的尾端上还设置有吹拭箱8，用于封闭非酸液喷射站7的反应液，如图2所示。吹拭箱8为现有系统中的装置，在此对其结构不再赘述。

作为本实施例的一种更优实施方式，参照图3和图4所示，图4中虚线箭头方向为铜杆的运动方向；分离装置5包括相互隔离的还原液室51和冷却液室52，还原液室51通过其上设置的还原液入口511和还原液出口512与还原系统相连通，冷却液室52通过其上设置的冷却液出口522和冷却液入口521与冷却系统相连通，铜杆依次贯穿于还原液室51和冷却液室52并能在其中运动。

参照图2-图4所示，分离装置5将还原液和冷却液隔离，还原液通过还原液入口511进入在还原液室51中与铜杆反应之后由下部的还原液出口512继续流入还原系统的管线中；冷却液通过分离装置5的另一端冷却液入口521进入在冷却液室52中对铜杆冷却后由下部的冷却液出口522继续流入冷却系统的管线中。

可选的，上述各非酸液喷射站7之间输送的铜杆设置在输送管之中，以便于还原液、冷却液能随铜杆流入分离装置5及相邻非酸液喷射站7内。

作为本实施例的一种更优实施方式，参照图4所示，上述分离装置5为箱体结构，箱体中设置有隔板53，且隔板53上固定有防止还原液及冷却液通过的导向密封件54，导向密封件54上设置有导向孔541，铜杆能依次穿过还原液入口511、导向孔541及冷却液入口521并在其中运动。

其中，上述导向密封件54可以为开设有上述导向孔541的固定块，固定块固定在隔板上，并为了防止还原液和冷却液混合，在导向孔541的周圈设置弹性密封圈或密封垫等密封结构以使铜杆能在轧制机的动力作用下向前输送，由于导向密封件54的作用还原液和冷却液无法混合，各自在相应系统中独立存在。导向孔541为铜杆的输送提供一定的导向作用。

为了还原液能与铜杆充分反应以及冷却液能对铜杆充分冷却，参照图4所示，还原液室51和/或冷却液室52中沿垂直于铜杆的运动方向设置有扰流板55以使还原液室51和/或冷却液室52形成多个腔室，且扰流板55上设置有供铜杆贯穿运动的限位孔551。

其中，本实施例中的还原液室51包括三个腔室，冷却液室52包括两个腔室，还原液及冷却液经过扰流板55的扰流作用能够更充分的与铜杆接触。扰流板55上的限位孔551能允许铜杆及还原液、冷却液通过，并同时对铜杆起到限位作用。

作为本实施例的一种更优实施方式，参照图2所示，还原系统包括还原液储存装置、第一泵体2及相应管线，还原液储存装置可以为还原液储存箱1，还原液可以为醇类物质如异丙醇或乙醇等，优选的为异丙醇。还原液储存箱1中的异丙醇可由第一泵体2的作用运输至非酸液喷射站7的入口进入还原铜杆表面氧化物，之后由非酸液喷射站7的出液口流入出液管线形成还原液的循环系统。

作为本实施例的一种更优实施方式，参照图2所示，冷却系统包括冷却液储存箱3、第二泵体4及相应管线，冷却液储存装置内的冷却液经第二泵体4作用通过相应管线流入冷却系统中的非酸液喷射站7对铜杆冷却后经相应管线流出形成循环系统。

为了异丙醇及冷却液能够循环使用避免浪费，作为可选的实施方式，还原系统和/或冷却系统的相应管线上设置有热交换器6。优选的，参照图2所示，还原系统和冷却系统的相应管线上均设置有热交换器。其中，热交换器为现有的成熟技术，在此对其结构不再赘述，如可使用型号为M15MFM-75的热交换器。

实施例2：

本实施例作为实施例1的一种更优的实施方式，为了防止异常情况的发生，设置了相应的结构保证冷却段用异丙醇与水可切换，异常情况可快速恢复冷却段使用异丙醇，换言之，异常情况下可将上述独立的还原系统和冷却系统装置重新更换为原有非酸洗系统。参照图2所示，还原系统与冷却系统之间的相应管线上设置有第一阀体，进、出冷却系统的非酸液喷射站7的相应管线上设置有第二阀体，控制第一阀体及第二阀体的开启或闭合能使非酸液喷射站7的冷却段使用还原液或冷却液进行铜杆冷却。上述第一阀体9第二阀体可采用管路中常用调节阀的结构，在此不做限定。

作为本实施例一种更优实施方式，参照图2所示，还原系统与冷却系统之间的相应进液管线及还原液出口512和冷却液出口522之间的相应出液管线上均设置有第一阀体9，进、出冷却系统的非酸液喷射站7的相应管线上均设置有第二阀体10，打开第一阀体9且关闭第二阀体10能使非酸液喷射站7的冷却段使用还原液进行铜杆冷却。

在具体使用时，非异常情况下使用冷却液对还原反应后的铜杆进行冷却，参照图2所示，关闭两个第一阀体9，同时打开两个第二阀体10，此时还原液储存箱1中的还原液经第一泵体2作用进入前三站非酸液喷射站7对铜杆进行还原，由于两个第一阀体9是关闭状态及分离装置5的隔离作用，还原液不能进入第四站；冷却液储存箱3中的冷却液经第一泵体2作用进入后7站非酸液喷射站7对铜杆进行冷却。异常情况下，打开两个第一阀体9，同时关闭两个第二阀体10，还原液能分别流入11个非酸液喷射站7中利用异丙醇等还原液对铜杆进行还原和冷却。

作为本实施例一种更优实施方式，冷却液为水。采用水代替了异丙醇作为冷却液，成本低容易获取，且不会产生有害气体，无需多余的废气处理装置，更加符合节能环保的的需求。

实施例3：

本实施例中提供了一种基于上述铜杆非酸洗系统的铜杆非酸洗方法，将分离装置设置于还原系统和冷却系统之间；使非酸液喷射站中的铜杆先后通过还原系统还原表面氧化物并穿过分离装置进入冷却系统进行冷却。

上述铜杆非酸洗方法，由于基于上述铜杆非酸洗系统对铜杆进行还原和冷却工序，故该方法同样能防止还原液的浪费、避免有害废气的排放。

作为本实施例一种更优实施方式，冷却液为水。采用水作为冷却液，成本低容易获取，且不会产生有害气体，无需多余的废气处理装置，更加符合节能环保的的需求。还原液为异丙醇或乙醇；优选的，还原液为异丙醇。

实施例4

本实施例还提供了一种铜杆生产系统，包括上述铜杆非酸洗系统。

上述铜杆非酸洗系统通常设置于铜杆生产系统中与轧制工序相连接，轧制机为铜杆在非酸液喷射站7中的输送提供动力，如上述任一技术方案中的铜杆非酸洗系统可应用于SCR轧制系统中形成低氧铜杆。

本实施例提供的一种铜杆生产系统，由于包括上述铜杆非酸洗系统，故该铜杆生产系统同样能防止还原液的浪费、避免有害废气的排放。

在本说明书的描述，具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。