專利名稱：一種高純高導銅材連續(xù)熔煉裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高純高導銅材連續(xù)熔煉裝置，屬于有色金屬鑄造技術領域。
背景技術：
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(yōu)良的加工性能和焊接性能，被廣泛應用于電工、電子、通訊和電真空器件等領域。但是，銅在高溫熔煉時容易“吸氣”，與氧結合形成氧化亞銅，凝固結晶后氧化亞銅分布于晶界處，銅中氧含量的升高使銅的導電率下降，不能達到100%以上的導電率。無氧銅對氧含量有嚴格的要求，如果氧含量聞，對廣品質量有下列不利的影響I.與銅生成Cu2O脆性相，形成Cu-Cu2O共晶體，以網(wǎng)絡組織分布在晶界上，導致銅 桿的機械性能下降，在后續(xù)加工中容易造成斷裂現(xiàn)象。2.導致無氧銅桿導電率下降。3.在氫氣中退火時產(chǎn)生裂紋或氣泡。采用常規(guī)的熔煉鑄造方法生產(chǎn)的純銅材料中氧含量一般大于50ppm，而隨著電工、電子、通訊等行業(yè)的發(fā)展，尤其是電真空器件等使用的高純度高導電低氧含量的銅材，則要求氧含量< 5ppm,導電率大于101%IACS。目前無氧銅的生產(chǎn)方法主要有以下三種第一種真空爐熔煉。真空熔煉是將熔煉爐及鑄造設備設置在密閉鋼殼內，然后抽真空，使銅的熔煉和鑄造保持在真空狀態(tài)下進行，以達到隔絕空氣和排氧的目的，但這種方法設備復雜，操作不便，成材率較低，不宜形成連續(xù)化大批量的生產(chǎn)。第二種半連續(xù)鑄造非真空爐熔煉。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，質量不穩(wěn)定。第三種上引連續(xù)鑄造。上引法生產(chǎn)無氧銅是采用常規(guī)的熔煉爐將銅熔化后，牽引桿由上自下通過牽引裝置的夾緊輥和石墨管結晶器后插入銅液中，然后夾緊輥夾緊，利用牽引裝置將牽引桿自下而上按照一定的速度進行牽引將銅提出并通過石墨管結晶器凝固結晶，由于銅凝固結晶時收縮，形成瞬間的負壓，利于銅液凝固時氧的排放，而實現(xiàn)降低氧的目的。但是該方法僅能有限的將氧含量控制在IOppm左右，不能降低到5ppm以下。

實用新型內容本實用新型的目的在于提供了一種高純高導銅材連續(xù)熔煉裝置，本實用新型生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)過程穩(wěn)定，產(chǎn)品質量好，氧含量彡5ppm，導電率彡101%IACS。為了達成上述目的，本實用新型的技術方案是一種高純高導銅材連續(xù)熔煉裝置，包括熔煉爐、保溫爐和除氣裝置，所述的熔煉爐和保溫爐之間安裝有隔倉；所述的隔倉上部安裝有除氣裝置；所述的除氣裝置包括機架，所述的機架上垂直套裝有主軸；所述的主軸通過旋轉接頭與主軸電機相連；所述的主軸下端套裝有金屬轉桿；所述的金屬轉桿上套裝有石墨轉桿；所述的主軸與隔熱裝置活動相連；所述的隔熱裝置通過升降絲桿與升降電機相連。所述的隔倉包括第一隔倉、第二隔倉和第三隔倉；所述的熔煉爐通過第一流溝與第一隔倉相連；所述的第一隔倉通過第二流溝與第二隔倉相連；所述的第二隔倉通過第三流溝與第三隔倉相連；所述的第三隔倉通過第四流溝與保溫爐相連。一種高純高導銅材連續(xù)熔煉方法，包括如下步驟1)以其表面無銅豆、酸跡缺陷的優(yōu)質陰極銅為原料，，切除掛耳后放入熔煉爐進行熔煉；2)將步驟I)熔煉好的銅液通過第一流溝流入隔倉中的第一隔倉，接著通過第二流溝進入第二隔倉；在第二隔倉內的銅液通過連續(xù)除氣裝置上的石墨轉桿向銅液中充入計量的惰性氣體并打散成微小氣泡，使其均勻的分散在銅液中；由于小氣泡中氫、氧分壓為零，銅液中的氧、氫分壓高，基于氫氣與氧氣在氣泡內外分壓力之差，使熔于熔體中的氫與氧不斷向氣泡擴散，并隨著氣泡的上升與逸出而排到大氣中，從而達到除氣的目的；然后使銅液流經(jīng)第三流溝后進入第三隔倉；3)將步驟2)中除氣后的銅液通過第三隔倉上的第四流溝流入保溫爐中；4)在保溫爐中的銅液利用牽引機組離合式真空上引銅桿，然后銅桿進入收線裝置。所述的步驟I)中熔煉爐內的溫度為1150°C 1160°C，采用烘干的木碳覆蓋，保證熔煉爐的還原氣氛；所述的木炭粒度為30mm 50mm,覆蓋厚度IOOmm 150mm。所述的步驟2)中隔倉的總尺寸長X寬X高為720 X 600 X 690mm，所述的第一流溝、第二流溝、第三流溝、第四流溝的尺寸分別為120X100X110，第三流溝高出爐底100 400mmo所述的步驟2)中的惰性氣體采用99. 996%的氬氣或99. 996%氮氣或氮氣比例為30% 70%的氮氣與一氧化氮的混合氣體中的一種；氣源出口的壓力為0. 5MPa，流量為I I. 25Nm3/h，轉子轉速為 50 150r/min。所述的步驟3)中保溫爐內的溫度為1140°C 1150°C，采用石墨磷片覆蓋，其覆蓋厚度為30mm 40mmn所述的第四流溝和保溫爐前端安裝泡沫陶瓷過濾板裝置，具有除渣作用。所述的除渣裝置為泡沫陶瓷過濾板，在上引銅桿時起到除渣的效果。所述的步驟4)中牽引機組的引桿速度為500 1500mm/min，引桿直徑為^12. 5mm 0>30mm，冷卻循環(huán)出水溫度為35°C 50°C。本實用新型的有益效果為本實用新型采用連續(xù)熔煉裝置，生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)過程穩(wěn)定，通過在熔化爐和保溫爐之間增設隔倉，隔倉II內安裝連續(xù)除氣裝置，不僅可保證充分的除氣和脫氧效果，還可以保證保溫爐液面的穩(wěn)定性，生產(chǎn)的無氧銅氧含量低和導電率高，氧含量彡5ppm，導電率彡101%IACS。

圖I是本實用新型的結構示意圖；圖2是本實用新型不帶除氣裝置的結構示意圖；圖3是圖2的俯視圖。
具體實施方式
實施例I[0029]如圖I、圖2、圖3所示的一種高純高導銅材連續(xù)熔煉裝置，包括熔煉爐I、保溫爐2和除氣裝置4，所述的熔煉爐I和保溫爐2之間安裝有隔倉3 ;所述的隔倉3上部安裝有除氣裝置4 ;所述的除氣裝置4包括機架8，所述的機架8上垂直套裝有主軸5 ;所述的主軸5通過旋轉接頭9與主軸電機10相連；所述的主軸5下端套裝有金屬轉桿6 ;所述的金屬轉桿6上套裝有石墨轉桿7 ;所述的主軸5與隔熱裝置11活動相連；所述的隔熱裝置11通過升降絲桿12與升降電機13相連。所述的隔倉3包括第一隔倉14、第二隔倉15和第三隔倉16 ;所述的熔煉爐I通過第一流溝17與第一隔倉14相連；所述的第一隔倉14通過第二流溝18與第二隔倉15相連；所述的第二隔倉15通過第三流溝19與第三隔倉16相連；所述的第三隔倉16通過第四流溝20與保溫爐2相連。本實施例的一種高純高導銅材連續(xù)熔煉方法，包括如下步驟1)以其表面無銅豆、酸跡缺陷的優(yōu)質陰極銅為原料，切除掛耳后放入熔煉爐I進行熔煉；其中熔煉爐I內的溫度為1150°C 1160°C，采用烘干的木碳覆蓋，保證熔煉爐的還原氣氛；所述的木炭粒度為30mm 50mm，覆蓋厚度IOOmm 150mm。2)將步驟I)熔煉好的銅液通過第一流溝17流入隔倉3中的第一隔倉14，接著通過第二流溝18進入第二隔倉15 ;在第二隔倉15內的銅液通過連續(xù)除氣裝置4上的石墨轉桿7向銅液中充入計量的惰性氣體并打散成微小氣泡，使其 均勻的分散在銅液中；所述的惰性氣體采用99. 996%的氬氣或99. 996%氮氣或氮氣比例為30% 70%的氮氣與一氧化氮的混合氣體中的一種；氣源出口的壓力為O. 5MPa，流量為I I. 25Nm3/h,轉子轉速為50 150r/min。由于小氣泡中氫、氧分壓為零,銅液中的氧、氫分壓高，基于氫氣與氧氣在氣泡內外分壓力之差，使熔于熔體中的氫與氧不斷向氣泡擴散，并隨著氣泡的上升與逸出而排到大氣中，從而達到除氣的目的；然后使銅液流經(jīng)第三流溝19后進入第三隔倉16 ;所述的隔倉3的總尺寸長X寬X高720 X 600 X 690mm，所述的第一流溝17、第二流溝18、第三流溝19、第四流溝20的尺寸分別為長X寬X高=120X100X110，且第三流溝19高出爐底100 400mm。3)將步驟2)中除氣后的銅液通過第三隔倉16上的第四流溝20流入保溫爐2中；保溫爐2內的溫度為1140°C 1150°C，采用石墨磷片覆蓋，其覆蓋厚度為30mm 40mm。其中第四流溝20和保溫爐2前端安裝除渣裝置泡沫陶瓷過濾板，在上引銅桿時起到除渣的效果。4)在保溫爐中的銅液利用牽引機組離合式真空上引銅桿，然后銅桿進入收線裝置。牽引機組的引桿速度為500 1500mm/min，引桿直徑為Φ12. 5mm Φ30πιπι，冷卻循環(huán)出水溫度為35°C 50°C。本實施例采用連續(xù)熔煉裝置，生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)過程穩(wěn)定，通過在熔化爐和保溫爐之間增設隔倉，隔倉II內安裝連續(xù)除氣裝置，不僅可保證充分的除氣和脫氧效果，還可以保證保溫爐液面的穩(wěn)定性，生產(chǎn)的無氧銅氧含量低和導電率高，氧含量< 5ppm，導電率彡 101%IACS。
權利要求1.一種高純高導銅材連續(xù)熔煉裝置，其特征在于包括熔煉爐(I)、保溫爐(2)和除氣裝置(4)，所述的熔煉爐(I)和保溫爐(2)之間安裝有隔倉(3);所述的隔倉(3)上部安裝有除氣裝置(4);所述的除氣裝置(4)包括機架(8)，所述的機架(8)上垂直套裝有主軸(5);所述的主軸(5)通過旋轉接頭(9)與主軸電機(10)相連；所述的主軸(5)下端套裝有金屬轉桿出)；所述的金屬轉桿(6)上套裝有石墨轉桿(7);所述的主軸(5)與隔熱裝置(11)活動相連；所述的隔熱裝置(11)通過升降絲桿(12)與升降電機(13)相連。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種高純高導銅材連續(xù)熔煉裝置，其特征在于所述的隔倉(3)包括第一隔倉(14)、第二隔倉(15)和第三隔倉(16);所述的熔煉爐(I)通過第一流溝(17)與第一隔倉(14)相連；所述的第一隔倉(14)通過第二流溝(18)與第二隔倉(15)相連；所述的第二隔倉(15)通過第三流溝(19)與第三隔倉(16)相連；所述的第三隔倉(16)通過第四流溝20與保溫爐(2)相連。
專利摘要本實用新型公開了一種高純高導銅材連續(xù)熔煉裝置，包括熔煉爐、保溫爐和除氣裝置，所述的熔煉爐和保溫爐之間安裝有隔倉；所述的隔倉上部安裝有除氣裝置；所述的除氣裝置包括機架，所述的機架上垂直套裝有主軸；所述的主軸通過旋轉接頭與主軸電機相連；所述的主軸下端套裝有金屬轉桿；所述的金屬轉桿上套裝有石墨轉桿；所述的主軸與隔熱裝置活動相連；所述的隔熱裝置通過升降絲桿與升降電機相連。本實用新型采用連續(xù)熔煉裝置，生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)過程穩(wěn)定，通過在熔化爐和保溫爐之間增設隔倉，隔倉Ⅱ內安裝連續(xù)除氣裝置，不僅可保證充分的除氣和脫氧效果，還可以保證保溫爐液面的穩(wěn)定性，生產(chǎn)的無氧銅氧含量低和導電率高，氧含量≤5ppm，導電率≥101%IACS。
文檔編號C22B15/14GK202519320SQ20122005424
公開日2012年11月7日 申請日期2012年2月20日 優(yōu)先權日2012年2月20日
發(fā)明者姚幼甫, 徐高磊, 駱越峰 申請人:紹興市力博電氣有限公司