CN107586975A - 一种铜铬锆上引连铸的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铜铬锆上引连铸的生产方法，采用工频上引连铸炉，添加纯铬、纯锆，采用氩气保护措施和在线连续加锆的方法，降低铬、锆的烧损，提高锆含量的稳定性，铬的挥发量小于10％，锆的挥发量小于30％，实现了铜铬锆合金的连续化、大规模化生产。

Description

一种铜铬锆上引连铸的生产方法
技术领域
本发明涉及一种有色金属熔炼的生产方法，尤其涉及一种铜铬锆上引连铸的生产方法。
背景技术
铜铬锆合金作为一种高强度、高导电、高软化温度的合金材料，其优异的性能已被广泛地应用在国民经济的许多重要领域。这种材料以铜为基，添加金属铬和金属锆，由于铬和锆在高温熔炼铸造条件下与氧的亲和力极强，在熔炼和铸造过程中极易氧化挥发，因而，生产难度较大。一般情况下需要采用真空熔炼和铸造的方法，以减少氧化和挥发，保证产品最终具有符合要求的化学成分。
专利CN200910242478.4公开了一种真空熔炼铜铬锆合金及其制备加工工艺，专利CN201010173451.7公开了一种铜铬锆合金熔炼用覆盖剂，专利CN201010231893.2公开了一种铜铬锆合金的非真空熔炼方法，专利CN201110037687.2公开了一种高强度高导电率铜合金的制备方法，专利CN200910242478.4公开了一种非真空半连续熔铸铜铬锆合金的方法，专利CN201510986599.5公开了一种铜铬锆合金及其制备方法。现有的铜铬锆制备技术主要集中在真空熔炼、添加铜铬中间合金和铜锆中间合金方面，影响了生产效率、增加了生产成本。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种非真空的铜铬锆上引连铸的生产方法。
本发明的技术方案是：采用工频上引连铸炉，将高纯阴极铜烘干后投放进熔炼装置中，熔炼装置包括熔炼炉、隔仓、保温炉三部分组成，其中熔炼炉温度为1400-1450℃，保温炉温度为1350-1400℃，隔仓安装有在线除气装置，通过在线除气装置向铜液内充入99.996％的氩气，并通过受控的旋转石墨轴和转子，将氩气压入铜液中并打散成微小气泡，使其均匀的分散在铜液中，从而达到除气、脱氧的目的，气源出口压力0.5MPa，流量0.5～1.0Nm3/h，转子转速控制在150～200r/min，通过在线除气装置，使铜液中的氧含量小于3ppm，避免铬、锆元素与铜液中的氧反应。
熔炼炉采用木炭覆盖，隔仓、保温炉采用石墨鳞片覆盖，同时熔炼炉、隔仓、保温炉均采用氩气进行气体保护，防止铬、锆与空气接触，造成烧损。
采用颗粒状的纯铬，加入铜管内，烘干后加入熔炼炉、隔仓、保温炉内。采用纯锆丝，采用在线添加的方法即加入保温炉内。
颗粒状的纯铬的直径小于3mm，铜管直径小于50mm，铜管壁厚大于2mm。
纯锆丝的直径小于3mm，在线添加纯锆丝的速度为1mm/min～2000mm/min，采用在线加料的方法，保证了锆成分的稳定性，其中锆含量的波动范围是0.005～0.01％。
采用牵引机组在保温炉内上引连铸铜杆，铜杆节距为1.5～2.0mm，上引连铸的速度为500～800mm/min，停拉比率为60％-70％，采用小节距、大停拉比率提高铜杆表面质量，避免铜杆拉断。上引连铸直径Ф12.5mm～Ф30mm，结晶器的冷却循环水进水温度小于35℃，结晶器的冷却循环水进水和出水温度差小于8℃。
上引连铸使用的结晶器为陶瓷材质，同时，结晶器内表面镀铬，镀铬层的厚度为0.05～0.2mm。
采用本发明提供的技术方案，铬、锆的挥发量较少，其中铬的挥发量小于10％，锆的挥发量小于30％。
本发明的有益效果在于：
1.采用非真空熔炼的方法，实现了铜铬锆合金的连续化、大规模化生产。
2.采用纯铬、纯锆的金属添加方法，降低了生产成本。
3.采用在线加料的方法，提高了锆含量的稳定性。
4.采用氩气保护，控制氧含量等措施，使铬和锆的挥发量较少。
5.优化上引连铸的工艺参数，采用小节距、大停拉比率的方法，采用镀铬的陶瓷材质的结晶器，保证上引连铸铜杆表面光洁。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步描述。
将高纯阴极铜烘干后投放进熔炼装置中，熔炼炉温度为1400℃，保温炉温度为1350℃，在线除气装置的气源出口压力0.5MPa，流量0.8Nm3/h，转子转速控制在160r/min，使铜液中的氧含量为2ppm。
选用直径2mm的纯铬，按照铬含量1.5％的重量百分比进行称重，然后将其加入铜管中，烘干，在加入熔炼炉、隔仓、保温炉内。其中铜管直径35mm，铜管壁厚2.5mm。
纯锆丝的直径2mm，在线添加纯锆丝的速度为20mm/min，其中锆含量的范围是0.1～0.11％。
采用牵引机组在保温炉内上引连铸铜杆，铜杆节距为1.5～2.0mm，上引连铸的速度为500～800mm/min，停拉比率为60％-70％，采用小节距、大停拉比率提高铜杆表面质量，避免铜杆拉断。上引连铸直径20mm，结晶器的冷却循环水进水温度小于35℃，结晶器的冷却循环水进水和出水温度差小于8℃。
上引连铸使用的结晶器为陶瓷材质，同时，结晶器内表面镀铬，镀铬层的厚度为0.08mm。
采用本发明提供的技术方案，铬、锆的挥发量较少，其中铬的挥发量为8％，锆的挥发量为25％。
上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种铜铬锆上引连铸的生产方法，其特征在于：采用工频上引连铸炉，将高纯阴极铜烘干后投放进熔炼装置中，熔炼装置包括熔炼炉、隔仓、保温炉三部分组成，其中熔炼炉温度为1400-1450℃，保温炉温度为1350-1400℃，隔仓安装有在线除气装置，通过在线除气装置，使铜液中的氧含量小于3ppm，避免铬、锆元素与铜液中的氧反应；熔炼炉采用木炭覆盖，隔仓、保温炉采用石墨鳞片覆盖，同时熔炼炉、隔仓、保温炉均采用氩气进行气体保护，防止铬、锆与空气接触，造成烧损；采用颗粒状的纯铬，加入铜管内，烘干后加入熔炼炉、隔仓、保温炉内；采用纯锆丝，采用在线添加的方法即加入保温炉内；采用牵引机组上引连铸铜杆。
2.如权利要求1所述的一种铜铬锆上引连铸的生产方法，其特征在于：颗粒状的纯铬的直径小于3mm，铜管直径小于50mm，铜管壁厚大于2mm；纯锆丝的直径小于3mm，在线添加纯锆丝的速度为1mm/min～2000mm/min，采用在线加料的方法，保证了锆成分的稳定性，其中锆含量的波动范围是0.005～0.01％。
3.如权利要求1所述的一种铜铬锆上引连铸的生产方法，其特征在于：采用牵引机组在保温炉内上引连铸铜杆，铜杆节距为1.5～2.0mm，上引连铸的速度为500～800mm/min，停拉比率为60％～70％，采用小节距、大停拉比率提高铜杆表面质量，上引连铸直径Ф12.5mm～Ф30mm，结晶器的冷却循环水进水温度小于35℃，结晶器的冷却循环水进水和出水温度差小于8℃。
4.如权利要求1所述的一种铜铬锆上引连铸的生产方法，其特征在于：上引连铸使用的结晶器为陶瓷材质，结晶器内表面镀铬，镀铬层的厚度为0.05～0.2mm。
5.如权利要求1所述的一种铜铬锆上引连铸的生产方法，其特征在于：铬的挥发量小于10％，锆的挥发量小于30％。
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