一種高導熱管非真空熔鑄裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種高導熱管非真空熔鑄裝置，包括節流控制式熔煉爐、精煉爐、保溫爐以及結晶器，所述節流控制式熔煉爐包括熔煉爐體、入料口，以及位于所述熔煉爐體底部的流槽，所述流槽的出口端設有節流閥，該節流閥位于所述精煉爐內；所述精煉爐包括精煉爐體，位于所述精煉爐體上方的精煉劑入口，以及位于所述精煉爐體底部的潛流槽；所述精煉爐通過該潛流槽與所述保溫爐的底部連通；所述保溫爐包括保溫爐體，以及位于所述保溫爐體上方的覆蓋劑入口；所述保溫爐體的底部連接所述結晶器。本實用新型的裝置結構簡單，投入少，整個鑄造過程銅液與空氣零接觸，并引入La元素作為精煉劑，真正意義上實現了定量配比用于生產實踐，并實現連續化生產。
【專利說明】一種高導熱管非真空熔鑄裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種高導熱管非真空熔鑄裝置，尤其涉及一種高純度無氧銅非真空熔鑄設備，屬于金屬加工領域。

【背景技術】
[0002]電腦及通訊電子用高導熱管普遍采用高純無氧銅作為管殼材料，高純無氧銅的熱導率僅次于銀，20°C時熱導率大于300W/(m.°C)，導熱性能優良。同時，它還具有延展性好、透氣率低、不產生氫脆、耐腐蝕性能好等優點。
[0003]目前生產高純無氧銅的工藝是真空熔煉，但設備投入大、生產效率底，生產成本高。市場方面，高性能高導熱管產品，國內供應不到25 %，超過75%的比例需要依賴進口。國內部分廠家采用上引鑄造法半連續鑄造法生產高導熱管，產出的產品氧含量> lOppm，并且雜質含量無法有控制，力學性能也無法和進口產品相媲美。
[0004]面對我國高導熱管工藝復雜和原料成本逐步攀升形勢，如何利用企業自身技術改造創新，研究非真空熔煉方法生產高性能高導熱管正成為多數銅加工企業急需解決的問題。
實用新型內容
[0005]本實用新型針對現有技術的不足，提供了一種能夠實現銅液與空氣零接觸，有效控制含氧量，且生產成本低、能耗底、效率高的高導熱管非真空熔鑄裝置。
[0006]本實用新型解決上述技術問題的技術方案如下:一種高導熱管非真空熔鑄裝置，包括節流控制式熔煉爐1、精煉爐2、保溫爐3以及結晶器4，所述節流控制式熔煉爐I包括熔煉爐體11、位于所述熔煉爐體上方的入料口 12，以及位于所述熔煉爐體底部的流槽13，所述流槽13的出口端設有節流閥5，該節流閥5位于所述精煉爐2內；所述精煉爐2包括精煉爐體21，位于所述精煉爐體上方的精煉劑入口 22，以及位于所述精煉爐體底部的潛流槽6 ;所述精煉爐2通過該潛流槽6與所述保溫爐3的底部連通；所述保溫爐3包括保溫爐體31，以及位于所述保溫爐體上方的覆蓋劑入口 32 ;所述保溫爐體31的底部連接所述結晶器4。
[0007]進一步,所述節流閥5位于所述工頻感應精煉爐2的精煉爐體21上方。
[0008]本實用新型裝置的使用方法為:將高純電解銅送入熔煉爐初步熔煉，銅液表面煅燒木炭覆蓋，完全熔化的銅液通過流槽流入精煉爐，精煉爐入中設計有節流閥，來控制液位，銅液表面覆蓋石墨鱗片，通過加入一定配比的稀土 La元素作為精煉劑，進一步脫氧去雜，成分穩定后的銅液，通過潛流槽進入保溫爐，保溫爐銅液表面覆蓋石墨鱗片，通過結晶器連續引鑄。
[0009]通過改進的設備，熔煉爐初步實現銅的熔煉，改變傳統傾倒方式，設計潛流液位控制閥，銅液采用煅燒干燥木炭及石墨鱗片全覆蓋，達到隔絕空氣及脫氧的作用，精煉爐進行靜化提純，靜化后的銅液通過流槽口，流入保溫爐，通過石墨結晶器，經過兩次水冷引鑄，實現熔鑄過程銅液無空氣接觸，通過此方式有效控制材料含氧量，可使含氧量控制在3ppm最佳范圍以內，另外可實現三流同時連續引鑄，效率比傳統熔鑄方式提高40%。
[0010]本實用新型的有益效果是:本實用新型的裝置結構簡單，投入少，整個鑄造過程銅液與空氣零接觸，工藝方法引入La元素作為精煉劑，真正意義上實現了定量配比用于生產實踐，并實現連續化生產。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為一種高導熱管非真空熔鑄裝置結構示意圖。
[0012]1.節流控制式有芯工頻感應熔煉爐
[0013]2.工頻感應精煉爐
[0014]3.工頻感應保溫爐
[0015]4.結晶器
[0016]5.節流閥
[0017]6.潛流槽
[0018]11.熔煉爐體
[0019]12.入料口
[0020]13.流槽
[0021]14.煅燒木炭層
[0022]21.精煉爐體
[0023]22.精煉劑入口
[0024]23.石墨鱗片層
[0025]31.保溫爐體
[0026]32.覆蓋劑入口

【具體實施方式】
[0027]以下結合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的范圍。
[0028]如圖1所示的一種高導熱管非真空熔鑄裝置，包括節流控制式有芯工頻感應熔煉爐1、工頻感應精煉爐2、工頻感應保溫爐3以及結晶器4，節流控制式有芯工頻感應熔煉爐I包括熔煉爐體11、位于所述熔煉爐體上方的入料口 12，以及位于所述熔煉爐體底部的流槽13，所述流槽13的出口端設有節流閥5，該節流閥5位于工頻感應精煉爐2內；工頻感應精煉爐2包括精煉爐體21,位于所述精煉爐體上方的精煉劑入口 22,以及位于所述精煉爐體底部的潛流槽6 ;工頻感應精煉爐2通過該潛流槽6與工頻感應保溫爐3的底部連通；工頻感應保溫爐3包括保溫爐體31，以及位于所述保溫爐體上方的覆蓋劑入口 32 ;保溫爐體31的底部連接所述結晶器4。節流閥5位于所述工頻感應精煉爐2的精煉爐體21上方。本實施例所采用的節流控制式熔煉爐為節流控制式有芯工頻感應熔煉爐，精煉爐為工頻感應精煉爐，保溫爐為工頻感應保溫爐。
[0029]采用本實用新型所述高導熱管非真空熔鑄裝置時，工藝流程如下:
[0030]1、加料熔煉[0031 ] 有芯工頻感應熔煉爐升溫，選用的高純陰極銅板，通過入料口加料，熔煉溫度控制在1160?1200°C，銅液表面均勻覆蓋150?200mm經煅燒干燥的木炭(煅燒木炭層14)，待全部熔化后，經過流槽流入節流閥，由節流閥控制精煉爐液位。
[0032]2、精煉爐精煉
[0033]銅液進入精煉爐，銅液上方需覆蓋100?150mm石墨鱗片(石墨鱗片層23)，用于隔絕空氣及脫氧的作用。精煉爐溫度控制在1160?1180°C之間。
[0034]3、添加稀土 La，微化晶粒，去除雜志
[0035]精煉過程從精煉爐的入料口按比例加入0.06?0.08%稀土 La元素，La元素原料的純度要達到99.99%，按照設計的工藝要求進行5?Smin凈化穩定，去除雜質元素。
[0036]4、保溫爐成分穩定過程
[0037]精煉去雜后銅液通過潛流槽移流到保溫爐，溫度控制1150?1170°C之間，保溫爐銅液表面同樣覆蓋100?150mm石墨鱗片(石墨鱗片層23)，并取樣化驗，銅含量穩定到99.99% 以上，氧含量 <3ppm，雜質元素 Bi〈0.0001%,Fe<0.001，Pb〈0.0005%, S<0.0015 時，
方可引鑄。
[0038]5、連續引鑄
[0039]保溫爐設計三流同時引鑄，銅液通過石墨結晶器，并經過二次水冷結晶引鑄，牽引系統實現拉-停-退-停-拉控制過程替代振動鑄造效果，拉速控制在150?300mm/min范圍。
[0040]實施上述非真空熔鑄方案，產出的產品性能優良，各項指標:Cu>99.99 %，0〈0.0003%,Bi<0.0001%,Fe<0.001，Pb〈0.0005%, S<0.0015，晶粒度 0.005-0.01/mm，熱導率>360W/(m.°C )，相比傳統真空熔鑄技術產出的產品，雜質含量極低，傳熱效率高，力學性能更加優益，后續彎曲、壓扁等再加工，銅管表面光滑無凹陷。
[0041]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種高導熱管非真空熔鑄裝置，包括節流控制式熔煉爐(I)、精煉爐(2)、保溫爐(3)以及結晶器(4)，其特征在于，所述節流控制式熔煉爐(I)包括熔煉爐體(11)、位于所述熔煉爐體上方的入料口(12)，以及位于所述熔煉爐體底部的流槽(13)，所述流槽(13)的出口端設有節流閥(5)，該節流閥(5)位于所述精煉爐(2)內；所述精煉爐(2)包括精煉爐體(21)，位于所述精煉爐體上方的精煉劑入口(22)，以及位于所述精煉爐體底部的潛流槽(6);所述精煉爐(2)通過該潛流槽(6)與所述保溫爐(3)的底部連通；所述保溫爐(3)包括保溫爐體(31)，以及位于所述保溫爐體上方的覆蓋劑入口(32);所述保溫爐體(31)的底部連接所述結晶器(4)。
2.根據權利要求1所述的高導熱管非真空熔鑄裝置，其特征在于，所述節流閥(5)位于所述精煉爐(2)的精煉爐體(21)上方。
【文檔編號】B22D11/10GK203960312SQ201420356114
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年6月30日 優先權日:2014年6月30日
【發明者】趙欽海, 彭永聰, 曲紹文, 李文嬌, 陳大勇 申請人:山東中佳新材料有限公司