论中国电缆工业的废杂铜直接再生制杆和以铝节铜

当前我国电缆工业“废杂铜的直接再生制杆”和“以铝节铜”已成为关注的“热点”。整个行业铜线的质量在下降,致使线缆产品的合格率大幅下降。铜包铝线和铜包钢线的用量正在逐步攀升,但“以铝节铜”的产品方向和在技术经济上的可行性在某些领域供、需双方还未取得共识和可行的结论。文章就废杂铜直接再生制杆、以铝节铜的现状、问题和建议进行论述,以期这两大热点向良性循环的方向发展。     

利用废旧铜、铝材料的连铸机组

目前国内废旧金属市场上每年都有大量的铜、铝材料进行交易.铜材中75%以上为废旧导体及紫铜件的边角料,其余为铜合金.废旧铝材中基本分为纯铝制品的报废件和合金铝型材的废旧门窗以及诸如报废的活塞等铸铝件.其中前两种所占比例略为80%左右.如何经过合理的处理,将其中一部分再利用起来是件非常有现实意义的工作.1994年6月初为河南某市金属废旧市场的乡镇企业研制的连铸机组成功的利用废旧紫杂铜生产出了合格钢杆及铜管.1995年8月为成都一家铝带厂研制的双辊式铝带坯铸轧机投产.所生产的带宽360毫米厚7毫米,稍经几次冷轧就可直接做卷闸门用.用户对市场上出现的小型双辊铸轧机组反映很好.     

钎焊复合箔“铸轧-冷轧复合”短流程生产工艺开发

采用铸轧坯料组织细化处理技术及“三步轧制法”在线表面处理-轧制复合-扩散退火处理，实现多层材料界面的冶金结合并获得均匀包覆率。通过加工率的合理设计和退火工艺优化，使复合铝箔具有良好的抗下垂性和较好的耐腐蚀性能。解决了行业内无法用铸轧法代替热轧法生产复合铝箔的难题，突破长期以来热轧法生产复合铝箔生产周期长、成材率低的瓶颈。复合铝箔的生产成本大大降低，节能降耗明显，冷轧复合产品市场应用前景广阔。     

中国铝的社会蓄积量及折旧再生指数分析

我国近些年来原铝产量和消费量快速增长,铝土矿资源严重不足,在很大程度上依赖于进口.随着铝社会蓄积量的增大,废铝资源将越来越多,并在铝工业中发挥更大的作用.通过对我国铝的社会蓄积量及其平均年龄、回收率、折旧再生指数等进行分析,得到以下结果:1990年~2010年铝的社会蓄积量从723万t增长到10 355万t;2010年铝制品的平均年龄约为4.3年,折旧再生指数和铝的社会蓄积量回收率分别为0.074 7 t/t和1.17%.基于未来铝消费的3种情景进行了分析,在情景3下:预计我国铝的社会蓄积量在2035年达到最大值6亿t,2055年稳定在5.7亿t;铝制品平均年龄在2040年达到最大值(7.13年),同年折旧再生指数达到最大值(0.79 t/t),铝的社会蓄积量回收率也达到最大值(5.05%).研究结果将为铝工业相关政策的制定提供一定的参考.     

铜／钢液固相复合工艺的实验研究

用液-固相复合法制备铜包钢线，并研究了预热温度、铜液温度和复合时间等工艺参数对铜包钢线的包覆比的影响．结果表明，在接触初期，随着接触时间的增加，铜层厚度和包覆比增加，当热流达到平衡时，包覆比达到最大，最大可达77％，之后包覆比逐渐减小．钢芯线预热温度和铜液温度的升高使包覆比下降，重熔时间缩短．     

基于铝制品平均使用寿命的中国铝的流动分析

以交通工具为例,给出了其使用寿命的正态、Weibull及Beta三种概率分布.结合各类含铝制品的使用寿命分布和我国铝制品的消费构成,采用加权平均法计算了我国2003～2007年投入使用的铝制品平均使用寿命为15～19年;采用物质流分析的跟踪观察法,从铝的生产、铝制品的加工制造、铝制品的使用和报废铝制品的回收等4个阶段分析了我国2007年铝产品生命周期中铝的流动状况.给出了铝工业的物流指标,得到了我国2003～2007年原料自给率和废杂铝使用比例的变化,总的废杂铝使用比例在13%～17%范围内;分析了我国2003～2007年间废杂铝回收数量和铝产品生命周期铝损失量的变化;提出了促进我国铝工业可持续发展的政策建议.     

基于SMA智能复合棒的新型驱动器研究

提出了一种新型的基于偏心内嵌SMA丝复合弹性棒的驱动器结构,推导了复合弹性棒的三维变形描述方程式,应用SMA丝和弹性棒的界面连续性原理,求解棒和丝的平衡方程式,得到了两者的合力和合力矩,将三维方程应用于SMA丝平行轴线嵌入圆直棒的特定情形,得到二维的简化式,设计和制作了基于新型驱动器的多指机械手,实验结果进一步验证了弹性棒变形理论。     

废杂铝熔化再生工序的能耗模型

随着对工业节能和环保要求的不断提高,废杂铝回收和再生过程的能效研究受到了广泛关注.分析了在熔化工序中各主要因素对能耗的影响,建立了废杂铝熔铸过程熔化工序的能耗理论模型.以燃气炉为主要熔炼设备,将熔化工部能耗分为目标物料耗能、均匀化搅拌耗能和其他形式耗能,并分别建立了他们的定量计算公式.通过对比批式单体炉和连续双室炉的设备和工艺差异,分析了主要影响因素对二者能耗的影响程度和趋势,发现双室炉较单体炉具有10%以上的节能能力.     

铜与硝酸反应实验中硝酸浓稀界限的研究

高中化学第二册中"铜与硝酸反应"的演示实验有些欠缺。该实验通过用改进实验装置来探究硝酸的浓稀界限,得出硝酸的浓稀界限为4.8 mol/L。当稀硝酸的浓度为4.8 mol/L时,反应时间合理,实验现象鲜明,教学效果明显。     

Numerical simulation of temperature field in horizontal core-filling continuous casting for copper cladding aluminum rods

The steady-state temperature field of horizontal core-filling continuous casting (HCFC) for producing copper cladding aluminum rods was simulated by finite element method to investigate the effects of key processing parameters on the positions of solid-liquid interfaces (SLIs) of copper and aluminum. It is found that mandrel tube length and mean withdrawing speed have significant effects on the SLI positions of both copper and aluminum. Aluminum casting temperature (T_Al) (1003–1123 K) and secondary cooling water flux (600–900 L·h?1) have little effect on the SLI of copper but cause the SLI of aluminum to move 2–4 mm. When T_Al is in a range of 1043–1123 K, the liquid aluminum can fill continuously into the pre-solidified copper tube. Based on the numerical simulation, reasonable processing parameters were determined.     

铍青铜大规格棒材超声波探伤技术研究

随着我国航空、航天、石油、化工等行业的飞速发展,对其用铍铜合金加工材质量的要求日益提高,超声波探伤技术作为铍铜合金加工材的主要质量控制方式日渐重要。本文介绍了铍铜合金大规格棒材超声探伤技术的原理和方法、超声探伤特性及其加工材的常见缺陷类型。并对有缺陷产品的缺陷进行解剖、分析和总结。     

基于系统动力学模型的中国汽车工业废杂铝回收分析

通过建立系统动力学模型,对我国汽车工业废杂铝的回收情况进行分析.当汽车平均使用寿命为12年时,2025年我国废旧汽车年回收量为2459.92万辆,汽车年回收铝含量为182.42万t;当汽车平均使用寿命为15年时,2025年我国废旧汽车年回收量为2172.75万辆,汽车年回收铝含量为134.59万t,通过回收废旧汽车将节约铝土矿354.18万t.若提高汽车含铝加工材回收比例、汽车铸件年回收比例和汽车铸件年再制造比例,使其分别为0.9,0.61和0.3,2025年我国废旧汽车年回收铝含量为160.25万t.回收利用废旧汽车中的废杂铝将在一定程度上缓解我国铝资源短缺问题,同时降低废杂铝对外依赖程度.     

压缩/直径比对纯铜对接冷压焊焊接接头的影响

冷压焊由于其不存在熔化区、焊接热影响区,在功能材料连接时具有突出优势.以压缩/直径比为单一变量对纯铜棒进行对接冷压焊工艺试验,并结合接头变形过程应变数值模拟计算与组织分析探讨获得较好的焊接接头强度的条件.结果表明:随着纯铜棒压缩/直径比增大,焊接接头各个区域的有效塑性应变值增加,连接界面处最大有效塑性应变量由2.6增加至2.9.随着应变量的增加,再结晶晶粒所占的比例增加,接头抗拉强度呈现阶梯型增大规律.     

金属物质社会蓄积量与经济产出关联分析

给出了金属物质社会蓄积量的计算式,并与GDP指标相结合,构建了金属物质社会蓄积量与GDP之间的关联式.以我国铝工业为例进行了分析,在设定铝制品的平均使用寿命为16年的情况下,得到以下结果:2006年—2009年,铝的社会蓄积量由5420万t增加到8890万t,单位铝的社会蓄积量所产生的GDP由3969万美元/t降低到3307万美元/t.针对我国铝工业的现状提出,提高单位GDP铝消费量的年下降率可逐步缓解铝消费量增速过快的态势.给出了两种情景分析,并分析了情景模式下的铝消费状况.     

A new acid pickling process for copper alloys

The cleaning process of removing oxides on the surface of copper alloy sheets was investigated systematically. Through optimizing, a perfect process was selected that is fit for removing oxides on the surface. By acid pickling, all kinds of copper oxides are removed completely, furthermore, no poisonous gases are given out and a smooth and clean surface of copper alloys is obtained. At present, the process is applied successfully in the copper-processing industry.     

再生铜的生命周期评价

运用生命周期评价的方法,对用二段法生产再生铜过程的环境协调性进行了研究,得到了再生铜生产过程中各工序的环境负荷数据.将再生铜与精矿铜生产的环境负荷进行了比较.结果表明,生产1 000 kg再生铜的能源消耗、温室效应、酸化效应和人体毒害分别为生产精矿铜的29.8%、25.7%、2.3%和2.4%,说明再生铜的生产过程具有良好的环境协调性.     

火法和湿法生产电解铜过程的生命周期评价研究

运用生命周期评价(life cycle assessment,LCA)方法,对用火法、湿法两种方法生产金属铜过程的环境协调性进行了研究,得到了铜生产过程中各工序的环境负荷数据.评价结果表明,铜冶炼的环境影响与生产工艺相关.湿法炼铜的能耗、温室效应、酸化效应,人体毒害分别只有火法炼铜的43.2%、45.2%、5.1%和5.0%.湿法冶炼铜过程环境影响明显低于火法炼铜的环境影响.     

Recovery of copper from copper slag using a microbial fuel cell and characterization of its electrogenesis

The microbial fuel cell, which can convert the chemical energy of organic matter into electricity via the catalytic action of microorganisms, is a novel environmentally friendly technology for wastewater treatment and energy generation. The electrical energy generated by the microbial fuel cell can be used as an alternative to a traditional external power source required to extract copper via electrolytic treatment. A dual-chamber microbial fuel cell (DMFC) for the treatment of copper slag sulfuric acid leach liquor was constructed. The electrogenesis performance of the DMFC and its ability to extract copper from the copper slag leachate were investigated. The results demonstrated that the maximum voltage was 540 mV when the DMFC achieved steady-state operation. The removal rate of copper ions was greater than 80.0%, and the maximum value was 92.1%. Moreover, X-ray diffraction and scanning electron microscopy were used to characterize the cathodal products. The results showed that the product deposited onto the cathode was copper and that its morphology was similar to that of the electrolytic copper powder. The DMFC can generate electricity and recover copper from copper slag simultaneously.     

铜导线断裂痕迹显微组织特征及成因研究

通过模拟实验制作电气线路事故中常见铜导线"机械断裂"、"火烧熔断"、"短路熔断"痕迹样品.通过扫描电镜观察痕迹样品微观形貌,科学分析3种断裂痕迹显微组织特征、形成机理,提出鉴别铜导线断裂痕迹方法.     

铜及铜合金加工材热镀锡研究进展

近年来，工业环保的要求越来越严格，在很大程度上制约了电镀锡技术的发展和应用。同时，随着通讯和电力产业规模的不断扩大，对镀锡铜材的需求量随之增加。镀锡铜材的抗氧化能力强，接触电阻小，因而具有良好的焊接性和导电性。热镀锡技术作为镀锡铜材生产中的一种关键工艺，具有成本低、效率高、工艺流程简单、环境友好等特点，在电工、电子、能源等领域有着广泛的应用。从热镀锡技术的原理和特点，影响热镀锡质量的关键工艺参数（包括预处理、助镀剂、镀液的成分等），常见工艺缺陷以及废锡的处理和回收等方面综述了近年来铜加工材热镀锡技术的研究进展。