專利名稱：：無氧銅水平連鑄連體爐隧道式流動熔液高效除氣方法
技術領域：
：本發明涉及一種水平連鑄生產無氧銅時的高效除氣方法。屬無氧銅生產
技術領域：
。技術背景無氧銅因為具有高導電性、高導熱性及良好的抗氫脆性和優良的加工性能和焊接性能，被廣泛應用于電子、通訊和電真空等領域。近幾年來，隨著科技的迅猛發展，對無氧銅的需求更是日益增長。目前，無氧銅的技術發展趨勢是向高效、大型、連續、規模、高品質、低成本的方向發展。無氧銅的生產，絕大部分企業都是用非真空爐(工頻感應爐)生產。因此，無氧銅的質量均不穩定。主要表現在其導電性能與高強、高溫性能難以兼顧，有資料表明，有許多企業生產的無氧銅質量不均勻。以密度為例，從下表可以看出，無氧銅均勻性差。<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>影響無氧銅質量的關鍵在于熔液除氣效果。含氧量是無氧銅的重要特征，因此減少無氧銅中氣體雜質，比如氧和氫，對高純無氧銅金屬獲得穩定機械性能和電氣性能至關重要。目前無氧銅的生產方法主要有以下三種第一種真空爐熔煉。這種方法生產的鑄錠質量穩定，但投資大，成本高，而且形成規模生產難度大。第二種半連續鑄造非真空爐熔煉(工頻感應爐)。這種方法是將高溫銅液從熔煉爐轉注流槽，再通過流槽進入保溫爐，在這過程中，高溫銅液可能暴露在空氣中，很容易吸氣污染銅液。因此盡管這種生產方法投資小、成本低，但僅能生產二號無氧銅，而且質量不穩定。第三種水平連體鑄造，采用這種方法生產時，由于熔液從熔煉爐潛流入保溫爐，避免了銅液與大氣接觸。因此生產的無氧銅錠質量較穩定，且投資小、成本低，容易實現規模生產。但與真空爐相比，除氣效果仍不盡人意。傳統的水平連鑄連體爐熔煉的木炭的接觸按下述二個階段的反應進行1、碳與熔融銅中的氧反應生成二氧化碳C+02—C022、生成的二氧化碳與碳反應，產生一氧化碳C02+C—CO這一Boudouard反應，在熔煉爐液處于靜止時，反應速度很慢，因此除氣效果不好。本發明的目的是開發出促進這種反應的簡單技術。
發明內容本發明的目的在于克服上述不足，提供一種投資小、成本低、易于實現規模生產、除氣效果顯著的無氧銅水平連鑄連體爐隧道式流動熔液高效除氣方法。本發明的目的是這樣實現的一種在無氧銅水平連鑄連體爐隧道式流動熔液高效除氣方法，其特點是在無氧銅水平連鑄連體爐的隧道式通道下設置一個能產生細微氣泡的耐火材料制成的細微氣泡發生器，并通過設置于細微氣泡發生器底部的氬氣通道向細微氣泡發生器內通入氬氣，調節氬氣的壓力為148-300百帕，流量為0.0043-0.008V分。生產中調節氬氣的壓力的流量即可獲得滿意的除氣效果。這種方法投資小見效快，配合水平連體爐的優點，很容易實現無氧銅的規模生產。圖1為本發明所采用的無氧銅水平連鑄連體爐的正面結構示意圖。圖2為圖1的A-A剖示圖。圖3為本發明所采用的二次冷卻示意圖。圖4為本發明所采用的拉鑄工藝示意圖。圖中固態純銅l、熔化爐2、保溫爐3、木炭4、結晶器5、銅錠6、細微氣泡發生器7、氬氣通道8、隧道式通道9。具體實施方式本發明涉及的無氧銅水平連鑄連體爐隧道式流動熔液高效除氣方法，該方法主要包括以下工藝步驟步驟一、陰極銅準備生產無氧銅，不管用哪一種生產方法，陰極銅是一個關鍵要素，特別是非真空爐生產采用高純陰極銅是必不可少的，必須將陰極銅上銅豆和邊料及掛耳切除，并進行烘烤干燥，陰極銅必須是倫敦交易市場注冊的工廠生產的。步驟二、熔煉熔煉采用水平連體爐，為工頻感應電爐，生產時對熔煉爐連接不斷地加入陰極銅，熔化升溫時，為保護銅液不從空氣中吸氧吸氫，要對銅液進行覆蓋。本發明選擇煅燒過的木炭作為覆蓋劑，覆蓋厚度為lOcm，粒度《40mm，木炭既可隔絕空氣，又起到還原脫氧的作用。當銅液溫度達到1130°O1160°C，即可鑄造。熔煉過程中，盡量少扒渣，而且一個班必須2-3次補加覆蓋劑。利用兩個連體爐的勢能差，使兩個連體爐之間敷設的隧道產生定向的銅液流動，本發明通過在無氧銅水平連鑄連體爐的隧道式通道9下設置一個能產生細微氣泡的耐火材料制成的細微氣泡發生器7，并通過設置于細微氣泡發生器7底部的氬氣通道8通入氬氣，如圖l、2，改變靜止除氣效果不佳的狀態，使流動熔液的氣體雜質得到清除。流動熔體吹氬氣除氣的原理是惰性或中性氣泡具有吸集溶入金屬中有害氣體的特性，并隨之形成氣體分子，最后以含有惰性氣體和有害氣體混合物的泡泡形成排除。調節氬氣的壓力為148-300百帕，流量為0.0043-0.008:7分。所述細微氣泡發生器7采用泡沫鎂磚或多孔粘土磚制成，也可采用石墨制作，發氣器的幾何尺寸為230mmX115mmX65mm。步驟四、保溫保溫爐仍為工頻感應爐，為防止熔液吸氣，采用石墨鱗片覆蓋，保溫爐內保持鑄造液面的穩定性，以有利鑄錠鑄造和爐渣上浮。步驟五、鑄造鑄造用的結晶器為石墨結晶器。結晶器的形式采用目前通用形式，使銅錠的高溫區不與空氣和水接觸，本采用二次冷卻，冷卻水進出水位置和內部冷卻水路如圖3所示，經二次冷卻后溫度由45(TC下降到20(TC以下，充分保證鑄錠冷卻強度和冷卻均勻性，鑄造方式采用引拉一停一反推一停的鑄造制度，以C150mm無氧銅錠采用微引程反推工藝拉鑄制度，如圖4所示。經以上工序生產的無氧銅鑄錠達到一級無氧銅標準，且質量均勻。綜上，本發明高穩定質量的無氧銅錠的獲得是選用了陰極銅，采用一種非真空水平連體爐設備，使熔體從熔煉爐潛流入保溫爐，避免了熔體暴露在空氣中而吸入大量氣體，同時選用經煅燒過的木炭覆蓋，覆蓋尺寸厚度為lOOmm。為了克服靜止除氣效果不佳的缺點，又在熔煉爐與保溫爐之間的隧道中采用細微氣泡發生器，使熔體在動態中除氣后，得到第二次凈化進入保溫爐。保溫爐采用石墨磷片覆蓋，并且創造液面穩定的條件，使爐渣容易上浮；鑄造時采用了二次冷卻，充分保證冷卻強度和均勻性，同時選用了拉一停一反推一停的鑄造制度，最終使生產的無氧銅錠質量均一，含氧量小于5ppm。權利要求1、一種無氧銅水平連鑄連體爐隧道式流動熔液高效除氣方法，其特征在于在無氧銅水平連鑄連體爐的隧道式通道9下設置一個能產生細微氣泡的耐火材料制成的細微氣泡發生器7，并通過設置于細微氣泡發生器底部的氬氣通道向細微氣泡發生器內通入氬氣，調節氬氣的壓力為148-300百帕，流量為0.0043-0.0083/分。2、根據權利要求1所述的一種無氧銅水平連鑄連體爐隧道式流動熔液高效除氣方法，其特征在于所述細微氣泡發生器7采用泡沫鎂磚或多孔粘土磚制成，或采用石墨制作。3、根據權利要求1所述的一種無氧銅水平連鑄連體爐隧道式流動熔液高效除氣方法，其特征在于所述細微氣泡發氣器的幾何尺寸為230mmX115mmX65mmo全文摘要本發明涉及一種無氧銅水平連鑄連體爐隧道式流動熔液高效除氣方法，其特征在于在無氧銅水平連鑄連體爐的隧道式通道9下設置一個能產生細微氣泡的耐火材料制成的細微氣泡發生器7，并通過設置于細微氣泡發生器底部的氬氣通道向細微氣泡發生器內通入氬氣，調節氬氣的壓力為148-300百帕，流量為0.004³-0.008³/分。本發明方法投資小、成本低、易于實現規模生產、除氣效果顯著。文檔編號B22D1/00GK101234411SQ20081002059公開日2008年8月6日申請日期2008年2月4日優先權日2008年2月4日發明者銘陳申請人:江陰天奮科技有限公司