Новости

Home

Верхнее литьё, горизонтальное литьё или вертикальное полунепрерывное литьё: какой процесс лучше подходит для производства медных прутков?

Время выпуска:

2026-08-28

Какой процесс литья медных стержней более пригоден для производства проволоки? В данной статье сравниваются верхнее литьё, горизонтальное непрерывное литьё и вертикальное полунепрерывное литьё, с акцентом на их конструктивные особенности, преимущества, ограничения, а также влияние на последующие операции — волочение и отжиг.

Медный пруток является исходным материалом для широкого спектра электротехнических изделий, включая жилы силовых кабелей, магнитную проволоку, электронную проволоку и тонкую медную проволоку.

При выборе процесса литья меди производительность и диаметр заготовки часто являются первыми факторами, принимаемыми во внимание. Однако метод литья также существенно влияет на внутреннюю структуру меди, включая размер зерна, его ориентацию, распределение примесей и содержание кислорода.

Эти характеристики могут непосредственно влиять на последующие показатели прокатки, волочения и отжига.

Среди широко применяемых процессов вертикальная непрерывная разливка, горизонтальная непрерывная разливка и вертикальная полунепрерывная разливка обладают своими особенностями. Не существует единого процесса, который был бы оптимальным для всех областей применения.

1. Вертикальная непрерывная разливка

Вертикальная непрерывная разливка, широко известная как вертикальная разливка, широко применяется для производства бескислородной медной катанки.

В этом процессе расплавленная медь удерживается в печи в контролируемой атмосфере. Графитовая матрица погружается в расплавленную медь, после чего металл затвердевает внутри водоохлаждаемого кристаллизатора и затем непрерывно вытягивается вверх.

Одним из основных преимуществ верхнего литья является возможность получения медного прутка с крайне низким содержанием кислорода и высокой электропроводностью. Этот процесс относительно компактен и позволяет непосредственно получать пруток для последующего волочения проволоки, что снижает необходимость в дополнительных операциях горячей прокатки.

Основные преимущества

Подходит для производства бескислородных медных прутков;
Высокая электропроводность;
Относительно чистая и гладкая поверхность стержня;
Компактная производственная линия;
Гибкая производственная мощность за счёт многопроволочного литья;
Стержень может непосредственно подаваться в последующие процессы волочения.

Однако при верхнем литье осуществляется сильная направленная кристаллизация. В результате в медном стержне обычно формируются достаточно выраженные столбчатые зерна, ориентированные вдоль направления литья.

Для обычного производства проводников такая структура в целом приемлема. Однако при дальнейшем волочении прутка до очень тонкой или сверхтонкой проволоки чрезмерный размер зерна или выраженная текстура могут привести к неравномерной деформации.

Поэтому при получении конечного продукта, требующего интенсивного волочения проволоки, необходимо тщательно контролировать чистоту расплава, условия охлаждения и скорость литья.

2. Горизонтальная непрерывная разливка

В горизонтальном непрерывном литье применяется горизонтально расположенная графитовая форма. Расплавленная медь поступает в форму и, затвердевая, непрерывно вытягивается в горизонтальном направлении.

Данный процесс может применяться как для меди, так и для различных медных сплавов и подходит для производства прутков, стержней, заготовок и других профилей.

Основные преимущества

Непрерывное и относительно эффективное производство;
Хороший контроль размеров;
Гибкие размеры и поперечные сечения изделий;
Подходит для меди и широкого спектра медных сплавов;
Лёгкая интеграция с последующим производственным оборудованием.

Основная металлургическая сложность горизонтального литья обусловлена асимметричными тепловыми условиями, возникающими вследствие действия силы тяжести и горизонтальной кристаллизации.

Верхняя и нижняя части отливки могут испытывать несколько различные условия охлаждения и кристаллизации. При недостаточно точном управлении технологическим процессом это может приводить к различиям в структуре зерна, сегрегации или локальным дефектам по сечению.

Для изделий, которые впоследствии подвергаются значительной прокатке или волочению, эти структурные различия могут влиять на равномерность деформации.

По этой причине контроль температуры, чистота расплава, состояние формы и стабильность охлаждения приобретают особое значение, когда материал, полученный методом горизонтального литья, предназначен для требовательных электротехнических применений.

3. Вертикальное полусплошное литьё

При вертикальной полунепрерывной разливке расплавленная медь или медный сплав затвердевает внутри вертикально установленной водоохлаждаемой формы, при этом заготовка или слиток постепенно вытягивается вниз.

В отличие от непрерывного стержневого литья, длина отливки ограничена, поэтому данный процесс обычно называют полунепрерывным литьём.

Полученный заготовочный слиток обычно подвергается дальнейшей обработке — прокатке, экструзии или волочению — прежде чем превращается в готовый провод или проводниковый продукт.

Основные преимущества

Подходит для заготовок и прутков большого сечения;
Применимо ко многим маркам медных сплавов;
Относительно симметричные условия затвердевания;
Подходит для изделий, требующих значительной деформации в последующих технологических операциях;
Хорошая гибкость для производственных маршрутов, основанных на заготовках.

Благодаря более широкому сечению отливки скорость затвердевания, как правило, ниже, чем у стержня непрерывного литья малого диаметра.

Это может привести к относительно крупнозернистой структуре, полученной в состоянии литья. Однако последующее прокатывание или экструзия способны существенно утончить и изменить микроструктуру материала.

Поэтому для крупных заготовок и изделий из легированных сталей вертикальное полусплошное литьё по‑прежнему остаётся важным промышленным процессом.

4. Почему конструкция литейной формы имеет значение для волочения проволоки?

Медный стержень может внешне выглядеть совершенно обычным, при этом обладая весьма различной внутренней структурой.

Для производителей проволоки особенно важны несколько факторов.

Размер зерна и его ориентация
Мелкозернистая и относительно однородная структура, как правило, обеспечивает более равномерную деформацию при волочении проволоки. Очень крупные или сильно ориентированные зерна могут усиливать различия в деформации между соседними участками.

Содержание кислорода и примесей
Кислород, включения и другие примеси могут влиять на электропроводность, пластичность и стойкость к разрыву проволоки, особенно при волочении меди до очень малых диаметров.

Сегрегация и пористость
Локальная химическая сегрегация, усадочные раковины или внутренняя пористость могут стать потенциальными зонами разрушения при интенсивном вытяжке.

Качество поверхности
Поверхностные трещины, оксидные частицы или следы литья могут приобретать более серьёзный характер после многократной прокатки.

Именно поэтому качество медного прутка не следует оценивать лишь по показателю электропроводности или химическому составу. Структура литья и стабильность технологического процесса столь же важны для последующей обработки.

Однако для производителей проволоки и кабелей отливка медной катанки — лишь первый этап. Стабильность последующих процессов волочения и отжига столь же важна для определения конечного качества проволоки.

Компания CABMAC поставляет оборудование для обработки медной проволоки, включая станки для разбивки прутков, машины для промежуточного и тонкого волочения проволоки, системы отжига, устройства намотки и сопутствующее вспомогательное оборудование. Соответствие технологической схемы последующей обработки характеристикам поступающего медного прутка позволяет повысить стабильность производства, качество поверхности проволоки и эффективность процесса волочения.

5. Сравнение трёх процессов литья

Товар	Вертикальная непрерывная разливка	Горизонтальное непрерывное литьё	Вертикальная полусплошная разливка
Типичный продукт	Медный стержень	Катанка, пруток, заготовка, профиль	Билет, крупный стержень
Режим производства	Непрерывный	Непрерывный	Semi-continuous
Типичные материалы	В основном бескислородная медь	Медь и медные сплавы	Медь и медные сплавы
Основная структурная особенность	Сильная направленная кристаллизация	Возможные верхние/нижние структурные различия	Относительно симметричное затвердевание крупного сечения
Контроль кислорода	Отлично подходит для меди OF	Зависит от защиты от расплавления и управления процессом	Зависит от плавления и контроля атмосферы
Нижестоящая обработка	Часто прямая протяжка проволоки	Волочение, прокатка или экструзия	Обычно прокатка или экструзия перед волочением
Основное преимущество	Высокая проводимость и компактное производство	Высокая гибкость и непрерывное производство	Подходит для крупных сортов и слитков из сплавов
Основная забота	Крупные или направленные зерна	Неравномерное затвердевание и сегрегация	Крупные зерна и дополнительная последующая обработка

6. Какой процесс выбрать?

Ответ зависит не столько от литьевого оборудования, сколько от конечного изделия.

Для Электротехнический медный пруток без кислорода, предназначенный для производства проводников и проводов , вертикальная непрерывная разливка часто является эффективным и практичным решением благодаря низкому уровню кислорода, высокой электропроводности и прямой связи с волочением проволоки.

Для непрерывное производство медных или медносплавных прутков, стержней и профилей , горизонтальная непрерывная разливка обеспечивает большую гибкость в выборе формы изделия и сплава.

Для крупные заготовки, специальные медные сплавы или изделия, требующие значительной прокатки или экструзии , вертикальная полунепрерывная разливка зачастую более целесообразна.

По мере уменьшения конечного диаметра медной проволоки требования к исходному прутку становятся всё более жёсткими. Структура зерна, примеси, состояние поверхности и однородность литья приобретают особое значение.

Поэтому, особенно при производстве тонкой и сверхтонкой проволоки, процесс литья следует рассматривать в совокупности с полной последующей технологической цепочкой, включая разрушение стержня, промежуточная волочильная обработка, тонкая волочильная обработка и отжиг .

В компании CABMAC мы рассматриваем эти процессы как составную часть интегрированной производственной цепочки, а не как отдельные машины. При выборе соответствующего оборудования для волочения и отжига необходимо учитывать характеристики поступающего медного прутка, требуемый диаметр проволоки, необходимую проводимость и производственную мощность.

Заключение

Верхнее литьё, горизонтальное непрерывное литьё и вертикальное полунепрерывное литьё — это не просто конкурирующие технологии. Каждый из этих процессов обладает своими преимуществами и подходит для различных материалов, размеров изделий и последующих видов применения.

Для производителей проводов и кабелей ключевым является не только способ получения медного прутка, но и степень соответствия его металлургических характеристик последующим процессам волочения, отжига и намотки.

Стабильное сочетание качества сырья и правильно подобранного технологического оборудования позволяет добиться более равномерного диаметра проволоки, улучшения её поверхностных характеристик, сокращения числа обрывов и повышения производственной эффективности.

Компания CABMAC предлагает оборудование для волочения проволоки и производства кабелей, отвечающее различным производственным требованиям — от разделки медных прутков и обработки тонкой проволоки до последующего изготовления кабелей. Если вы планируете запустить новую линию по производству медной проволоки или модернизировать существующую, наша команда поможет оценить технологический процесс с учётом ваших исходных материалов, конечного диаметра проволоки и требуемой производственной мощности.