CN204094084U - 一种制备高纯度无氧铜的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种制备高纯度无氧铜的装置，包括工频保温炉、结晶器，以及引锭杆，所述结晶器的一端与所述工频保温炉密封连接，所述引锭杆穿设于所述结晶器的另一端；所述工频保温炉外侧壁以及所述结晶器外侧壁上分别设有保温炉电磁感应器和结晶器电磁感应器。本实用新型通过在保温炉和结晶器外壁加装电磁感应器进行电磁搅拌，利用电磁感应器进行搅拌实现铜液中杂质和气体的快速上浮(排除)，提高铜坯的纯净度，明显提高铜材的导热、塑性性能和强度，制得的无氧铜导热率能满足使用要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种制备高纯度无氧铜的装置，属于生产金属加工领域。
背景技术
铜材是国民经济中重要的金属材料，在信息、电子、电力、汽车、制冷、军工等行业中应用广泛。具有高导热、低含气及优良机械性能的无氧铜材料更是电子等领域的基本材料。在铜加工的基本流程中，决定铜材内在质量和性能的关键阶段为熔铸过程的除氧、除杂。传统的铜制备技术基本采用小容量感应炉熔炼和半连铸生产，铜坯氧含量高，表面质量差，内部孔隙率高，组织多粗大柱状晶，物理和机械性能较差，产品档次低，应在熔炼和连铸技术方面有新的突破。
目前，高纯无氧铜除氧除杂的提纯方法主要是通过加入杂质金属来减少活性氧含量，或在真空条件下加热达到除杂的目的。
CN 102994786A公开了一种制备高导电率无氧铜的方法及化料装置，将高纯电解铜块清洗干净后，烘干，装入石墨坩埚中，抽真空，启动主加热器，使铜块熔化成铜液；启动悬置在石墨坩埚内的石墨搅拌器，使其在石墨坩埚内上下往复运动搅拌，得液态无氧铜。该方法使用机械方式搅拌铜液，结构运行实现困难，搅拌效果差，制备的无氧铜杂质含量高。
CN 1978092A公开了一种水平连铸电磁搅拌技术，它包括对电磁搅拌器进行冷却的水处理系统、产生低频电源的电控系统和可设定和调整搅拌参数的工控系统。电磁搅拌是在结晶器后回温区布置二冷区电磁搅拌器，达到扩 大铸坯等轴晶区的目的，再加凝固末端电磁搅拌，以改善铸坯的成分偏析、中心裂纹、分层等组织缺陷，提高铸坯中心等轴晶率(中心等轴晶区直径与铸坯直径百分比)。该技术只对二冷区和凝固末端施加电磁感应，不能实现铜液中杂质和气体的快速上浮(排除)，制备的无氧铜纯度较低。
CN 2526110Y公开了一种铜合金水平连铸电磁搅拌结晶装置，它能对结晶区域的液体金属进行有效搅拌，提高或改善铜合金晶相组织，加强细化作用。该装置只对结晶器施加电磁感应，只能实现无氧铜晶粒的细化，不能有效的除氧除杂。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术的不足，提供一种可制备高纯度无氧铜的装置。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种制备高纯度无氧铜的装置，包括工频保温炉、结晶器，以及引锭杆，所述结晶器的一端与所述工频保温炉密封连接，所述引锭杆穿设于所述结晶器的另一端；所述工频保温炉外侧壁以及所述结晶器外侧壁上分别设有保温炉电磁感应器和结晶器电磁感应器。
进一步，所述结晶器由石墨模具和水冷铜套组成。
进一步，所述制备高纯度无氧铜的装置还包括与所述引锭杆连接的拉坯机构、位于所述保温炉一侧的熔炼炉、用于控制温度的控温设备，以及用于供电的电源。
保温炉电磁感应器线圈匝数为80匝，采用4.75×3mm(裸线)的丝包扁铜线缠绕而成，结晶器电磁感应器线圈匝数为30匝，采用4.75×1.8mm(裸线)的丝包扁铜线缠绕而成。
本实用新型的工作原理是：在保温炉和连铸结晶器中对铜液进行连续的电磁搅拌，使铜液内部形成较强烈的还原性动力学条件，实现铜液中杂质和气体的快速上浮(排除)，提高铜坯的纯净度；利用电磁连铸在管坯表面形成向内的电磁力，部分抵消铜液的静压力，从而降低管坯初始凝壳与结晶器间的滑动摩擦力，以及铜坯表层的温度梯度，达到改善结晶机制，细化组织，减少铜坯中柱状晶区厚度，提高等轴晶率，减轻或消除管坯表面振痕与热裂等铸造缺陷，提高其内部和表面质量的目的。
本实用新型的有益效果是：本实用新型所述装置制备无氧铜等轴晶率高，管坯表面振痕与热裂等铸造缺陷消除，致密度大幅提高，氧和其他气体含量大幅降低，导热、塑性性能和强度明显提高。
附图说明
图1为一种制备高纯度无氧铜的装置结构示意图。
1.工频保温炉
2.结晶器
3.引锭杆
4.结晶器电磁感应器
5.保温炉电磁感应器
6.水冷铜套
7.石墨模具
8.铜液。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解 释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如图1所示的一种制备高纯度无氧铜的装置，包括工频保温炉1、结晶器2，以及引锭杆3，所述结晶器2的一端与所述工频保温炉1密封连接，所述引锭杆3穿设于所述结晶器2的另一端；所述工频保温炉1外侧壁以及所述结晶器2外侧壁上分别设有保温炉电磁感应器5和结晶器电磁感应器4。
本实用新型的制备高纯度无氧铜的装置还有另一种实施方式，包括工频保温炉1、结晶器2，以及引锭杆3，所述结晶器2的一端与所述工频保温炉1密封连接，所述引锭杆3穿设于所述结晶器2的另一端；所述工频保温炉1外侧壁以及所述结晶器2外侧壁上分别设有保温炉电磁感应器5和结晶器电磁感应器4；所述结晶器2由石墨模具7和水冷铜套6组成。
使用本实用新型的制备高纯度无氧铜的装置进行生产时，制备步骤为：
1、熔炼和转炉：
选用的高纯阴极铜不允许有铜豆、铜锈、油、水，应组织致密。同时还必须切掉阴极铜的挂耳和四个边并在真空条件下加热到800℃～900℃，保温3h。选用覆盖剂木炭，在真空工频感应熔化炉中，在1130℃～1140℃下，熔化为铜液并在保护气体氮气保护下，转入工频保温炉。
2、保温炉电磁搅拌：
铜液进入工频保温炉启动电磁感应器，保温炉感应圈电流设定为130～150A，磁场强度500～600Gs，电磁搅拌频率设定为10～12Hz。
3、拉锭
保温达到1150℃时开始由引锭杆拉坯，并启动水冷系统，当拉坯速度为降低拉坯速度到1.5～2m/min时，启动结晶器电磁感应器，结晶器电磁搅 拌器电流设定为22～27A，磁场强度800～900Gs，电磁搅拌频率设定为l0～12Hz，得到无氧铜管坯。
本方法制备的无氧铜管坯，密度8.94～8.95g/cm3，铜含量99.97～99.99％，氧含量3～10×10-6，其他化学成分符合TUO标准；力学性能与经过热挤压的初加工材相当，硬态加工材的相对导热率高于100％。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种制备高纯度无氧铜的装置，包括工频保温炉、结晶器，以及引锭杆，所述结晶器的一端与所述工频保温炉密封连接，所述引锭杆穿设于所述结晶器的另一端；其特征在于，所述工频保温炉外侧壁以及所述结晶器外侧壁上分别设有保温炉电磁感应器和结晶器电磁感应器。
2.根据权利要求1所述的制备高纯度无氧铜的装置，其特征在于，所述结晶器由石墨模具和水冷铜套组成。
3.根据权利要求1所述的制备高纯度无氧铜的装置，其特征在于，所述制备高纯度无氧铜的装置还包括与所述引锭杆连接的拉坯机构，位于所述保温炉一侧的熔炼炉，用于控制温度的控温设备，以及用于供电的电源。
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| CN201420357661.5U CN204094084U (zh) | 2014-06-30 | 2014-06-30 | 一种制备高纯度无氧铜的装置 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN112570481A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-03-30 | 江阴电工合金股份有限公司 | 一种防起电弧合金铜的连续化生产装置及其制造工艺 |
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2014
- 2014-06-30 CN CN201420357661.5U patent/CN204094084U/zh not_active Expired - Fee Related
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