CN102839289A - 射频电缆带熔铸过程中控制氧含量的操作方法 - Google Patents

射频电缆带熔铸过程中控制氧含量的操作方法 Download PDF

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Abstract

射频电缆带熔铸过程中控制氧含量的操作方法，射频电缆带铸锭各元素按重量百分比含量为Cu≥99.975，P≤0.002，Bi≤0.001，Sb≤0.002，As≤0.002，Fe≤0.002，Ni≤0.002，Pb≤0.002，Sn≤0.002，S≤0.002，Zn≤0.003，O三级，Cd≤0.005；使用煅烧木炭对熔体进行覆盖；实现低温快速熔炼，减少熔体的氧化；对转流系统进行密封，防止吸气氧化；本发明为了节约资金，利用现有的设备三吨、五吨有芯感应电炉生产射频电缆带时掌握的技术，实现了对氧含量的控制，解决了因熔体铸锭中氧含量超标而造成产品报废的问题，保证了产品质量，提高了生产效率。

Description

射频电缆带熔铸过程中控制氧含量的操作方法
技术领域
本发明涉及到一种射频电缆带熔铸过程中控制氧含量的操作方法。
背景技术
射频电缆带对材料的性能，如导电、导热、延展性、机械性能有很高的要求，标准选用是国标二号无氧铜。在生产铸锭的过程中，对合金杂质含量有很严格的要求，特别是氧含量的控制是无氧铜生产技术的关键。无氧铜带的生产国内主要使用有芯感应电炉熔炼。半连续铸造，高纯无氧铜则选用真空电炉熔炼。本公司现有西安电炉所设计的立式三吨熔炼铸造炉组，洛铜设计制造的五吨卧式有芯工频感应电炉、半连续铸造机。在生产射频电缆带时，因熔体铸锭中氧含量超标而造成产品报废的问题，经常发生，生产成本高，生产效率低。
发明内容：
本发明的目的就是要提供一种射频电缆带熔铸过程中控制氧含量的操作方法，它能克服现有以上设备生产射频电缆带所存在的问题。本发明的目的是这样实现的，射频电缆带熔铸过程中控制氧含量的操作方法，其特征在于：射频电缆带铸锭各元素按重量百分比含量为Cu≥99.975，P≤0.002，Bi≤0.001，Sb≤0.002 ，As≤0.002，Fe≤0.002，Ni≤0.002，Pb≤0.002， Sn≤0.002，S≤0.002，Zn≤0.003，O三级，Cd≤0.005；操作步骤如下：
1）、对投炉金属炉料进行把关：所购回的阴极铜切四边;表面有铜锈的，有铜豆的阴极铜要仔细剔除;表面有水分的阴极铜要烘干;生产回收的同等边料需酸洗洁净后使用；有油污、水分的边料需烘干、除油后方可使用；
2）、使用煅烧木炭对熔体进行覆盖，通过高温煅烧，温度控制在800—900℃，时间为4小时，除去木炭中的水分，并保证木炭在使用前的密封，防止木炭返潮吸气；
3）、实现低温快速熔炼，减少熔体的氧化；
A.熔炼温度控制在1100—1280℃
B.合理的原料加工：电铜剪切成合适块度，边料打包，制团保证炉料的装料密度；
C.采用合理的装料与熔化顺序：感应电炉熔炼时应保留必要的基铜，禁止转干铜水；先加少量优质阴极铜铺底，随后加入阴极铜，边料加入时不能直接投入铜水，加在电铜上，以充分烘烤边料中的油污、水分；
D.尽量减少打开炉门次数，保证炉子始终在较高功率下运行，没炉料时分2—3次加完；
4）、合理控制炉内气氛
在熔炼过程中，禁止铜液裸露，保证木炭覆盖厚度；少开炉门，减少空气对流，并对保温炉进行充氮保护，保持炉内还原性气氛，减少氧化的可能性；
5）、采取连续熔炼，保温，铸造的生产方式，减少高温铜液长时间保温，随着时间的延长超过3小时，将增加铜液吸气增氧的可能；
6）、对转流系统进行密封，防止吸气氧化，并注意转流温度的控制，温度控制在1170—1180℃，温度过高则吸气氧化严重，温度过低影响转流流畅。
 7）、充分发挥木炭的扩散脱氧作用：保温炉静置时间必须保证30分钟以上；木炭覆盖厚度150—200mm；充分利用感应体的电磁搅拌力，加快脱氧速度；
8）、磷铜的补充脱氧，射频电缆带对磷含量要求很严；磷严重降低射频电缆带的导电性能；在充分发挥木炭脱氧的基础上，严格控制磷铜的加入量，如用含磷13%的磷铜中间合金，每吨加入量控制在50克以下；
9）、做好结晶器托座的烘干工作，减少水分，避免铸锭头部氧含量超标；
10）、加强铸造过程中金属液面的保护，覆盖剂烟灰必须充分烘干，完全覆盖液面，厚度在3—5mm；看稳液流，防止液面波动；铸造结束时，要加强对液面的覆盖；
11）、选用合理的铸造参数，用中低温铸造，高温放流后，迅速减低炉温，防止高温吸气，铸速不宜过快。
     本发明为了节约资金，利用现有的设备三吨、五吨有芯感应电炉生产射频电缆带时掌握的技术，实现了对氧含量的控制，解决了因熔体铸锭中氧含量超标而造成产品报废的问题，保证了产品质量，提高了生产效率。
具体实施方式：
射频电缆带熔铸过程中控制氧含量的操作方法，其特征在于：射频电缆带铸锭各元素按重量百分比含量为Cu≥99.975，P≤0.002，Bi≤0.001，Sb≤0.002 ，As≤0.002，Fe≤0.002，Ni≤0.002，Pb≤0.002， Sn≤0.002，S≤0.002，Zn≤0.003，O三级，Cd≤0.005。
操作步骤如下：
1）、对投炉金属炉料进行把关：所购回的阴极铜切四边;表面有铜锈的，有铜豆的阴极铜要仔细剔除;表面有水分的阴极铜要烘干;生产回收的同等边料需酸洗洁净后使用；有油污、水分的边料需烘干、除油后方可使用；
2）、使用煅烧木炭对熔体进行覆盖，通过高温煅烧，温度控制在800—900℃，时间为4小时，除去木炭中的水分，并保证木炭在使用前的密封，防止木炭返潮吸气；
3）、实现低温快速熔炼，减少熔体的氧化；
A.熔炼温度控制在1100—1280℃
B.合理的原料加工：电铜剪切成合适块度，边料打包，制团保证炉料的装料密度；
C.采用合理的装料与熔化顺序：感应电炉熔炼时应保留必要的基铜，禁止转干铜水；先加少量优质阴极铜铺底，随后加入阴极铜，边料加入时不能直接投入铜水，加在电铜上，以充分烘烤边料中的油污、水分；
D.尽量减少打开炉门次数，保证炉子始终在较高功率下运行，没炉料时分2—3次加完；
4）、合理控制炉内气氛
在熔炼过程中，禁止铜液裸露，保证木炭覆盖厚度；少开炉门，减少空气对流，并对保温炉进行充氮保护，保持炉内还原性气氛，减少氧化的可能性；
5）、采取连续熔炼，保温，铸造的生产方式，减少高温铜液长时间保温，随着时间的延长超过3小时，将增加铜液吸气增氧的可能；
6）、对转流系统进行密封，防止吸气氧化，并注意转流温度的控制，温度控制在1170—1180℃，温度过高则吸气氧化严重，温度过低影响转流流畅。
7）、充分发挥木炭的扩散脱氧作用：保温炉静置时间必须保证30分钟以上；木炭覆盖厚度150—200mm；充分利用感应体的电磁搅拌力，加快脱氧速度；
8）、磷铜的补充脱氧，射频电缆带对磷含量要求很严；磷严重降低射频电缆带的导电性能；在充分发挥木炭脱氧的基础上，严格控制磷铜的加入量，如用含磷13%的磷铜中间合金，每吨加入量控制在50克以下；
9）、做好结晶器托座的烘干工作，减少水分，避免铸锭头部氧含量超标；
10）、加强铸造过程中金属液面的保护，覆盖剂烟灰必须充分烘干，完全覆盖液面，厚度在3—5mm；看稳液流，防止液面波动；铸造结束时，要加强对液面的覆盖；
11）、选用合理的铸造参数，用中低温铸造，高温放流后，迅速减低炉温，防止高温吸气，铸速不宜过快。
具体操作原理，氧在铜中存在的形式：高温下，液态铜中含有大量的氧，1200℃时，氧的含量可达到1.5%质量分数；液态铜中的氧，通常以有Cu+ 和O有结合离子组成的综合体的形式存在；在氧的浓度达到一定程度时，形成Cu2O；在100℃时，Cu2O的分解压Po2为10.1Kpa；而大气中氧的分解压为21.3Kpa；因此，在大气下熔炼铜时氧化反应是不可避免的；氧化亚铜大量溶解于铜中，其溶解度与炉气中的氧的分压，熔炼温度，保温时间成正比。如果熔体表面覆盖不严密，或者熔体受到强烈搅动时，都将增大铜液氧化的机会。
氧对产品性能的影响：氧几乎不溶于铜，含氧铜凝固时，氧以（Cu+Cu2O）共晶体的形式析出，分布在晶界上，它显著降低铜的塑性和疲劳极限，对铜的导电率影响不大。
铸锭生产中氧的来源:
1）、原料，生产射频电缆带铸锭的主要原料是阴极铜。阴极铜表面的铜豆、铜锈、油污、水分、氧化物中都含有大量的氧。致密的阴极铜中氧含量多在0.004—0.0166%之间。
2）、覆盖剂—木炭，紫铜熔炼过程中常用的覆盖剂为木炭。木炭中含有的主要气体有氮、氧、碳氢化合物和水汽。高温下，木炭中的氧、水汽等气体会析出，进入铜液，而对铜水产生氧化作用。
3）、炉气，非真空熔炼时，炉气是金属中气体的主要来源之一。炉气中所含有的氧、水分都会被铜液直接或间接的吸收，从而对熔体造成氧化。

Claims (2)

1. 射频电缆带熔铸过程中控制氧含量的操作方法，其特征在于：射频电缆带铸锭各元素按重量百分比含量为Cu≥99.975，P≤0.002，Bi≤0.001，Sb≤0.002 ，As≤0.002，Fe≤0.002，Ni≤0.002，Pb≤0.002， Sn≤0.002，S≤0.002，Zn≤0.003，O三级，Cd≤0.005。
2.射频电缆带熔铸过程中控制氧含量的操作方法，其特征在于：操作步骤如下：
1）、对投炉金属炉料进行把关：所购回的阴极铜切四边;表面有铜锈的，有铜豆的阴极铜要仔细剔除;表面有水分的阴极铜要烘干;生产回收的同等边料需酸洗洁净后使用；有油污、水分的边料需烘干、除油后方可使用；
2）、使用煅烧木炭对熔体进行覆盖，通过高温煅烧，温度控制在800—900℃，时间为4小时，除去木炭中的水分，并保证木炭在使用前的密封，防止木炭返潮吸气；
3）、实现低温快速熔炼，减少熔体的氧化；
A.熔炼温度控制在1100—1280℃
B.合理的原料加工：电铜剪切成合适块度，边料打包，制团保证炉料的装料密度；
C.采用合理的装料与熔化顺序：感应电炉熔炼时应保留必要的基铜，禁止转干铜水；先加少量优质阴极铜铺底，随后加入阴极铜，边料加入时不能直接投入铜水，加在电铜上，以充分烘烤边料中的油污、水分；
D.尽量减少打开炉门次数，保证炉子始终在较高功率下运行，没炉料时分2—3次加完；
4）、合理控制炉内气氛
在熔炼过程中，禁止铜液裸露，保证木炭覆盖厚度；少开炉门，减少空气对流，并对保温炉进行充氮保护，保持炉内还原性气氛，减少氧化的可能性；
5）、采取连续熔炼，保温，铸造的生产方式，减少高温铜液长时间保温，随着时间的延长超过3小时，将增加铜液吸气增氧的可能；
6）、对转流系统进行密封，防止吸气氧化，并注意转流温度的控制，温度控制在1170—1180℃，温度过高则吸气氧化严重，温度过低影响转流流畅；
7）、充分发挥木炭的扩散脱氧作用：保温炉静置时间必须保证30分钟以上；木炭覆盖厚度150—200mm；充分利用感应体的电磁搅拌力，加快脱氧速度；
8）、磷铜的补充脱氧，射频电缆带对磷含量要求很严；磷严重降低射频电缆带的导电性能；在充分发挥木炭脱氧的基础上，严格控制磷铜的加入量，如用含磷13%的磷铜中间合金，每吨加入量控制在50克以下；
9）、做好结晶器托座的烘干工作，减少水分，避免铸锭头部氧含量超标；
10）、加强铸造过程中金属液面的保护，覆盖剂烟灰必须充分烘干，完全覆盖液面，厚度在3—5mm；看稳液流，防止液面波动；铸造结束时，要加强对液面的覆盖；
11）、选用合理的铸造参数，用中低温铸造，高温放流后，迅速减低炉温，防止高温吸气，铸速不宜过快。
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