8月7日，在由上海有色网信息科技股份有限公司（SMM）、安徽拓美威铜业集团有限公司联合主办的2025年 SMM（首届）华北线缆产业大会上，中南大学粉末冶金研究院王怡含博士对竖炉和平炉联动、再生铜和电解铜共线智造生产线建设这一主题进行了阐述。
1. 2024年铜加工现状
中国有色金属加工工业协会发布数据显示，2024年，中国铜加工材综合产量为2125万吨，比上年增长1.9%。
据ICSG统计，2024年全球精炼铜消费量增速为2.9%，中国仍是全球铜消费的核心驱动者。
电力行业是国内铜消费的主力，主要受益于特高压输电、电网改造的加速推进。新能源汽车产业的高速增长成为铜消费领域最大的增量。
中汽协数据显示，2024 年国内新能源汽车产销量同比增速均超34%，进一步拉动铜箔、铜线等细分品类需求。
全球绿色转型背景下，光伏、风电等可再生能源基础设施中用铜需求持续攀升。家电领域受益于消费补贴政策及出口回暖，铜材需求保持韧性。
中国作为全球最大的铜消费国，在未来能源转型与人工智能发展浪潮下，随着铜的应用愈发广泛，铜市场仍存在较大增长潜力。
首先是数据中心建设。云计算、大数据和人工智能等技术推动全球数字化转型加速推进，大型数据中心的建设需求急剧上升，大量的铜用于电力传输、存储和散热系统。
其次是可再生能源领域。随着全球对碳中和目标的推进，清洁能源技术，如风电、光伏、储能等，正在迅速发展，不断推升铜的消费量。
最后，新能源汽车的快速发展也成为铜需求的重要驱动力。传统燃油车平均耗铜量为20公斤左右，而新能源汽车的单车耗铜量是传统燃油车的4 倍以上。中汽协预计，2025 年国内新能源车销量将冲击1600万辆，同比增长24.4%。
2.导电铜杆产业现状
导电铜杆分类
导电铜杆前景
►01：需求增长
新能源领域占比30%：2025年全球新能源汽车销量预计突破1，000万辆，动力电池、充电桩和车载电气系统对导电铜杆的需求持续激增。
►02：技术升级
再生铜利用率60%：铜杆生产线自动化率突破70%，能耗降低15%，生产效率提升30%。江西铜业等企业引入AI质检系统，产品良率提升至99.5%。
►03：成本压力
铜价波动±15%：铜价受国际期货市场影响显著，2025年铜价上涨10%导致企业成本压力加剧，部分中小企业利润率压缩至5%以下。
►04：国际市场
出口占比提升至25%：美国、欧盟对中国铜杆产品加征关税，2025年出口增速放缓至3%，企业转向东南亚和“一带一路”市场。
导电铜杆生产方式
（1）低氧铜杆（含氧量200–450ppm）
核心工艺：连铸连轧法
（一）工艺流程：
（1）电解铜板（纯度≥99.95%）→（2）竖炉熔炼（控氧燃烧，温度1160–1200℃）→（3）连铸机（双钢带或轮带式）成型→（4）多道次轧机轧制→（5）表面还原清洗→（6）成圈/成捆包装。
（二）技术特点：
含氧量较高（200–450ppm），导电率约99.5–100.5% IACS；生产效率高（年产可达30万吨），适合大规模生产；表面有氧化皮，需清洗处理。
（三）应用场景：电力电缆、变压器绕组、工业导电排等对导电性要求中等但成本敏感的领域。
（2）无氧铜杆（含氧量＜10ppm ）
核心工艺：上引连铸法
（一）工艺流程：电解铜→工频炉熔化→上引连铸机冷铸→冷轧→退火→成圈。
（二）特点：冷加工硬态铜杆，含氧量≤10ppm，延伸率较低（约3%），适合小批量定制化生产。
（三）应用场景：高端电子器件（如芯片引线框架）、超导材料、真空设备等对纯度和导电性要求极高的领域。
（3）再生铜杆（含氧量200–450ppm ）
工艺流程：废杂铜（纯度≥92%）→反射炉（平炉）熔炼→精炼炉氧化还原→连铸连轧→表面处理→成品。
技术特点：
含铜量≥99.90%，含氧量略高于原生铜杆；成本比原生铜低15–20%，环保效益显著；单炉年产可达12万吨，适合中低端市场。
应用场景：建筑电线、普通家电线缆等对性能要求不高的场景。
（3）再生铜杆（含氧量200–450ppm ）
4.影响再生铜杆质量因素
(1) 电性能差，表现在产品电阻不达标。产生原因：易去除杂质严重超标，如锌、铅、锡、铁等；难去除杂质超标，如镍、铋、锑等元素；产品组织微观结构不良，晶粒结构不均、氧化膜过厚。
(2) 加工性能差，表现在产品夹杂、夹气、裂纹、氧含量不稳定造成拉丝过程断线频次高、拉细丝效果差。产生原因：精炼过程杂质去除不彻底，铜液氧含量与温度控制不当，浇铸过程中对铜液的保护不当，铜液温差过大，浇铸冷却梯度不当，铸坯温度不符合要求，清洗剂温度、流量、浓度控制不当。
5.再生铜杆生产装备现状
国内设备改造升级
（1）铜精炼炉方面
原来是采用反射炉，生产工艺方式落后，劳动强度大，生产没有工艺节点控制，凭借师傅的经验操作，造成产品质量参差不齐，从而对精炼炉的改造提到行业面前，行业中设计了整体加料门、扒渣门、耐酸碱渣线砖，整体档火墙、整体炉拱等技术。提高了铜精炼炉的使用寿命，炉龄可达到400-500炉，进入了铜精炼炉的先进行列。
（2）在铜精炼方面
采用计算机辅助精炼工艺技术，对精炼过程中氧化造渣、还原等工艺采用自动化液压装置，做到自动添加精炼剂、造渣剂，自动吹空气氧化装置，交替进行自动天然气还原装置，用人工智能机器人扒渣，采用光电、热成像、浮悬装置等技术。降低劳动强度、提高生产效率，实行数据化、智能化的生产工艺管理，实现了对环保系统、燃烧控制系统加以集成自动化控制。
（3）连铸连轧机方面
向着大截面埞胚改造，截面积3800mm²，铸轮直径2.1m，每小时产铜17吨。连铸连轧机浇铸系统增加保温炉，轧机增加两个粗轧机架，对铸机温度、压力、流量集中采集，包括浇包铜液温度、出埞温度、入轧机温度、出轧机温度。对铸机冷却各区水流量，包括乳液温度、流量、清洗剂温度、流量、成品铜杆温度，全面实施自动化控制。对生产工艺主要节点自动把控，趋同进口生产线水平，使产品质量全面提高，接近于江钨铜杆水平，此项设备投入大幅低于进口线，做到投资少，见效快。
6.原生铜/再生铜共线生产线设计
►双炉联动共线技术模块升级
►首台套再生铜与电解铜共线智能铜杆生产线
►自动化控制改造
①多模态自适应冷却系统：四维温控与动态调控相结合，通过红外测温反馈实时调节温度梯度，消除氧化皮与应力集中，使晶粒尺寸均匀性提升40%。
②高效形变系统应用：通过先进的形变系统，实现铜杆的高密度制造，晶粒度达到ASTM8级以上显著提升铜杆的机械性能和耐用性。
③微米级智能涂层技术：采用雾化喷碳技术和在线监测AI算法控制，实现涂层厚度的精确控制，有效降低拉丝断线率至0.03次/吨，提升产品质量高效形变系统应用。
④动态铸坯定位：用RFID追踪与伺服电机定位技术，实现铸坯的精准输送，创新防卡设计适应不同截面波动，确保生产连续性和产品质量。
►工艺改造升级
结晶控制：
1.分成壳、结晶、冷却三区进行冷却；2.低角度喷射水流,增加接触面；3.水流量梯度控制冷却,冷却强度先弱后强；4.根据锭坏出锭温度检测:目标温度,调节冷却强度；5.根据冷却水水温变化调节冷却水流量；6.碳层控制,铜锭温度高,碳层薄;铜锭温度低,碳层要厚。
涂碳控制：1.乙炔流量大小控制；2.乙炔气体压力控制；3.根据乙炔涂层要求,通过冷却水调节结晶轮温度。
铸机改造：将原有的水冷却系统按照进口生产线加装温度传感器,电磁流量计,水流量调节阀并通过增加工艺控制点(铜液温度、冷却水流量、铸机速度、脱模剂厚度、结晶轮温度、钢带温度、铸坏温度、入轧温度、乳化液温度和流量、出轧温度、清洗剂温度和流量、产品温度)与自动化系统实现铸轧之间自动调控稳定生产。有效降低拉丝断线率至0.03次/吨,开机速度单头拉:10~25 m/s,多头拉:8~20 m/s。
其还对工艺改造对比和技术团队进行了介绍。
7. 生产线实景
其从铸造产线控制系统、铸造产线、产品等角度对生产线情况进行了描述。
产品优势：该设备作为技术创新与产业升级的关键载体，可为铜杆高质量发展提供了强大技术和设备支撑。
展望
企 业：从"接单难、成本高、政策风险大"转向"订单自由、利润可控、合规无忧"的生存新逻辑。
行 业：打破进口依赖，建立"中国标准+柔性智造"新范式，驱动全球铜加工产业绿色升级。
区域经济：以循环经济激活地方产业，打造"资源再生—高端制造—绿色税收"的区域增长飞轮。
一带一路：用"高性价比设备+低碳技术"抢占新兴市场，成为发展中国家工业升级的核心基建供应商。
