中国电缆工业发展现状与挑战：废杂铜精炼工艺亟待提升

到目前为止，国内引进的连铸连轧生产线有20多条（原料为电解铜），产量在8~30吨/年不等，所生产的铜杆均能达到标准要求；国内铜连铸连轧生产线有200条，基本都是小产能生产线，铜杆质量实在堪忧，大部分达不到标准要求。如果按照这种生产方式——废铜不进行规范预处理，采用落后的精炼技术，再加上国内连铸连轧生产线落后，必然会产生大量的不合格产品。因此技术升级迫在眉睫，商机也一目了然。赣州江吴新型合金材料有限公司从西班牙普罗佩兹拉法基公司引进的废铜直接回收用于制杆的连铸连轧生产线，可以稳定生产铜杆，质量符合标准要求。

废铜直接回收必须符合质量标准，否则得不偿失

废旧电线电缆回收虽然已有几十年的历史，但还没有像我国那样因直接回收铜杆而造成电缆行业出现如此严重的质量问题。随着废铜、废铝使用量的增加，回收技术也在不断完善。

废铜及导体在电缆行业能占据一定的市场份额，只要铜杆质量达标废铜电缆回收，也就50%以上（当然不可能完全替代电解韧铜杆）。由于我国缺铜，需要进口废铜，回收国内铜资源。直接回收可以省去阳极制造、电解净化两道工序，节约能源。但由于生产出来的铜导体导电性能不合格，在使用过程中因电阻增大发热量。这样造成上游制造节能，下游使用时能源浪费更大，埋下事故隐患，得不偿失。

我国电缆行业必须重视废旧电线电缆回收利用

到“十二五”末期，我国电缆行业销售额将达到1.1万亿至1.2万亿元，年均增长6%至8%，预计铜、铝导体消耗量将分别达到590万至640万吨、290万至320万吨，如此大的消耗量势必需要大量符合质量标准的再生铜杆。

我国废铜杆直接回收落后国际先进水平20余年，废铜杆直接回收规模化生产应用的核心是质量突破，废铜杆直接回收严重质量问题若能解决，利国利民，皆大欢喜。废铜杆直接回收质量问题是一项跨行业的系统工程，需要跨行业协作、联合组织实施。

当今世界各国都注重环境保护和可持续发展，2003年欧盟开始实施《关于废旧电子设备的指令》，规定设备制造商应回收废旧电子设备，引起了世界各国对环境保护的重视。欧洲、日本的线缆行业非常重视资源回收利用，如日本日立电线公司长期致力于开发废旧电线电缆回收利用技术，回收商业规模电力部门的废旧电线电缆。从2000年开始，日本全国建立了回收一般工业用户废旧电线电缆的回收网络。然后用重力分离和静电分离器对废旧电线电缆进行分类。这样可以实现铜、铝100%的再利用，以及90%以上的聚合物绝缘和护套材料的再利用。

铜回收利用的直接优化

为了解决直接回收铜杆的质量问题，以下几点可能已经得到国内外的共识，值得我们深入研究并采取相应措施。

（1）从国外采购废铜时，不能一味贪图便宜，而应根据产品应用要求和加工利用方式进行采购，否则将对产品质量、加工难度、环境治理等造成严重影响。

（2）废铜的预处理是重要的一步，否则将严重影响产品质量，增加加工难度。必须认真做好“分选”、“分类”，“分离异质金属及有机物”，以便用户根据铜品位要求选择最佳。现行的分类标准应予以修订。

（3）按照目前国际先进水平，“三段”后清洗干净的废铜直接回收再利用，即可稳定生产出合格的电工铜杆。对于连熔、精炼、连铸连轧生产方式，入炉废铜（单料或混合投料）平均品位≥96%，对于间歇熔炼、精炼、连铸连轧生产方式，入炉废铜平均品位≥94%，否则生产不稳定，合格率低。因此，废铜预处理，保证入炉原料品位是保证铜杆质量的基础。这样生产出来的合格铜杆，铜含量必须≥99.90%，否则，第一项技术指标——电导率不合格，达不到100%的标准要求。

（4）升级精炼工艺及其设备是解决质量问题的关键之一。要采用先进的微合金化处理和精炼剂；精炼过程要应用先进的过程控制技术；采用先进的连续或间歇熔炼炉、精炼炉及其控制系统。目前老式炉子不但精炼效果差，而且热效率低，渣中铜含量高达百分之几十，必然浪费能源，技术经济指标低。必须配备符合环保要求的三废处理系统；采用炉前分析监测成分是有效手段之一。

（5）连铸连轧生产线是影响铜杆质量的另一个关键点。要采用先进的连铸连轧系统，减少大量人工操作带来的质量问题，特别是液位自动控制系统；连续非接触涡流、磁粉探伤是铜杆在线质量监控的最后一道工序，必须严格控制；为了便于铜杆外销，紧捆卷绕机也是不可缺少的设备；连轧过程中压入铜基体的氧化皮或颗粒及铜杆表面氧化膜的厚度，直接影响铜杆“拉力”不良的质量问题。因此，必须清除辊筒材料中的异物和外部铜氧化物（磨损的铁粒），精心设计和改进清理装置。

（6）建立铜杆质量考核制度势在必行。在铜杆质量符合标准要求的基础上，通过分级（等）方法进一步区分铜杆质量等级，为推行优质优价、促进公平竞争创造条件。考核依据和内容应包括：工艺性能考核——铜杆的“盘丝性能、拉拔性能、退火性能”。这“三性能”应在有资质的“验证生产厂”进行考核；标准考核应符合标准要求。为此，应建立考核规范，制定专项标准，明确方法和指标。

（7）没有先进合理的管理制度，没有对再生铜杆生产全过程进行全面的质量跟踪和监控，就不能保证稳定的生产，铜杆质量也是不稳定的。

（8）必须整顿再生铜杆市场极其混乱，不得违反标准。要实行再生铜杆市场准入制度。为此，应制定市场准入标准，实行生产认证，颁发生产许可证。

铝直接优化回收杆制作及利用

随着我国电缆行业“以铝节铜”的开展，可以肯定电缆行业铝及铝合金的消耗总量会逐步增加，再生铝导体的质量（技术指标和工艺性能）是可以保证的，再生铝与原铝在电缆行业的应用应具有同等地位，与废旧铜导体与电解铜相比在电缆行业的应用地位是有区别的。

1、再生铝棒的特点

（1）直接将废铝回收制成棒，起不到净化的作用，所以对废铝原料的成分要求比较高。

（2）纯铝与铝合金的回收必须区别对待、分开进行，否则在管理和产品性能上都会出现问题。

（3）纯铝作为导体，为保证导电性这一第一大关键技术指标，必须进行单独、专门处理，其中的杂质元素硅和钛、钒、锰、铬等都必须单独处理。

（4）铝导体的另一关键技术指标是抗拉强度，但抗拉强度与导电率是互相矛盾的，必要时必须采取其他处理措施。

（5）废铝表面常带有油污，必须认真做好精炼、脱气（氢气）工作，否则会影响轧制性能和拉拔性能。

2.废铝电线电缆的预处理

废铝的种类

工业纯铝——20世纪80年代以前，我国电线电缆废铝都是普通铝，硅含量较高。20世纪80年代以后，我国自主创新了“稀土优化综合处理技术”，采用99.7%的工业纯铝，就可以达到电工级铝的要求。这种废铝一般都达到99.7%的纯度要求，必要时还经过稀土优化综合处理，有少量的稀土铈存在，对后续杆材再生是有益无害的。

电工用铝合金——铝镁硅合金、铝镁硅稀土合金；铝锫合金；铝镁合金、铝铁合金。

铝包钢丝——铝包层由电工铝棒连续缠绕而成。

废铝来源

架空输电线用架空导线（其中2/3为铝，1/3为镀锌钢丝）；绝缘铝电线、电缆的线芯或护套；绕组线用铝线、扁线；配电用铝母线、绝缘铝母线槽；电缆屏蔽用编织线；铝包钢双金属线。

电工铝杆对废铝原料的要求

废铝必须经过仔细的分选、分类，与不同金属分离；废铝原料的铝纯度必须≥99.7%（达到标准铝要求的纯度）；对废铝中的硅、铁、钛、钒、锰、铬等杂质元素必须有明确的要求，以便在制杆工序采取针对性的处理措施；废铝中的异物泥、油等必须除去后才能出售，进入下一道工序的炉前。

铝废料的熔炼、成分调整、净化、预处理并铸成锭

经过“三部”处理后的废铝，在熔炼炉中熔化，调整成分，净化处理（脱气、除渣），然后铸成锭供连铸连轧生产线使用。特别需要注意的是，废铝不能直接在连铸连轧生产线的立炉或保温炉中使用，以减少对铸造、轧制和拉拔的不良影响，避免出现棒、线材的质量问题。

废铝二次重熔、成分控制、脱气、除渣并轧制成电工用铝棒

连铸连轧是目前唯一的生产方法。将预处理后的废旧铝锭再次熔化，在此生产线上控制成分（或制造铝合金杆）、脱气、除渣，制成符合电工用要求的铝杆。上海电缆研究所自主创新的科研成果“稀土优化综合处理技术”可直接应用，取得明显的技术经济效果；炉前快速分析是控制成分的有效手段之一；炉内净化处理与炉外净化处理相结合，对铝液的脱气、除渣有良好的效果；熔炼炉的电磁搅拌可进一步保证铝液成分的均匀性（尤其对制造铝合金更是如此），有利于再生铝杆性能的均匀性和稳定性。

再生铝杆技术要求

再生铝杆的技术要求与现行电工用铝杆相当：拉拔性——断线率要低、导线表面质量好；性能指标——满足现行电工铝线（硬线、软线）标准要求，特别是架空导线用硬铝线的要求。

结论

直接再生铜杆规模化生产应用的核心是质量突破，但再生铜杆质量问题是一项跨行业的系统工程，相关方应加强合作，齐心协力，采取有效措施。

废旧电线电缆铝导体的回收再利用，应建立跨行业的回收网络，把这些废铝充分利用起来。