CN218192451U - 一种高纯无氧铜锭坯的生产装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高纯无氧铜锭坯的生产装置，通过设置熔化炉，熔化炉通过流槽连接静置还原脱氧箱，所述静置还原脱氧箱通过分流器连接浇铸保温箱，浇铸保温箱出液处设置结晶装置，所述流槽内设置刮渣齿；所述熔化炉，静置还原脱氧箱，浇铸保温箱为全连续立式铸造可以生产高纯度无氧铜。

Description

一种高纯无氧铜锭坯的生产装置

技术领域

本实用新型涉及铜锭坯的生产装置领域，特别涉及一种高纯无氧铜锭坯的生产装置。

背景技术

无氧铜是指不含氧也不含任何脱氧剂残留物的纯铜，但实际上还是含有非常微量氧和一些杂质，按标准规定，氧的含量不大于0.003%，杂质总含量不大于0.05%，铜的纯度大于99.95%,无氧铜制品主要用于电子工业，常制成无氧铜板、无氧铜带、无氧铜线等铜材。

制备无氧铜关键技术在于,1是控制大气的，氧气，水分、氢气等的进入，2是如何逐渐地将电解铜及融化后铜液中的氧减少到理想的含量，目前大多都是直接将要熔炼的铜放到熔炼炉里，这对铜的熔炼效果并不好，效率太慢，另外溶液从熔炉到结晶装置的过程当中，溶液不能完全从熔炉当中流出，不少溶液残留在熔炉内，形成残渣，对熔炉的清理照成很大困难，为此，提出一种高纯无氧铜锭坯的生产装置。

发明内容

有鉴于此，本实用新型希望提供一种高纯无氧铜锭坯的生产装置，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，至少提供一种有益的选择。

本实用新型实施例的技术方案是这样实现的：一种高纯无氧铜锭坯的生产装置，包括熔化炉，熔化炉通过流槽连接静置还原脱氧箱，所述静置还原脱氧箱通过分流器连接浇铸保温箱，浇铸保温箱出液处设置结晶装置，所述流槽内设置刮渣齿；

所述熔化炉，静置还原脱氧箱，浇铸保温箱为全连续立式铸造。

进一步，熔化炉设置进气管所述进气管为单向式密闭管，防止回气。

进一步，所述刮渣齿的与流槽横截面等宽，其长度略伸出熔化炉与流槽连接处切面，以便刮渣齿能将熔炉内的溶液刚进入流槽时，过滤掉。

进一步，流槽上设置气体接入装置和排气装置，所述气体接入装置向流槽和静置还原脱氧箱输送惰性气体。

进一步，体结晶器液穴为扁平形状。

进一步：在熔化炉内设有炭反应层，所述炭反应层，采用阔叶植物缎烧成的木炭，木炭的粒度在60-80mm。

进一步，熔化炉内的底部设置一斜面，底斜面与流槽密封连接，从而当流槽打开时，熔化炉内的溶液能靠势能滑入流槽内，使熔化炉内没有剩余溶液。

本实用新型实施例由于采用以上技术方案，其具有以下优点：

无氧铜在熔炼中用的脱氧剂是碳， 其化学反应式是

由于在熔炼温度下，铜表面很容易被炉气中的氧氧化生成Cu2O,反应生成的Cu2O对铜的力学性能破坏作用较大。这是由于二氧化铜在凝固阶段析出时，以低熔点的共晶体分布在晶界处，从而使铜产生热脆性。如果合金中含有氢。则二氧化铜的危害就更大。因为二氧化铜与氢在凝固阶段同时大量析出，并在晶界处迅速反应，Cu2O+H2=2Cu+H2O反应生成水蒸气。一方面导致凝固时铸锭组织疏松产生大量大量气孔；另一方面导致晶粒间大量显微裂纹产生，晶粒结合力大大降低，从而使纯铜变脆。因此，铜及铜合金熔炼必须首先彻底去除Cu2O，而在进气管加入P-Cu中间合金即起到除去Cu2O的目的。

加入适量脱氧剂P进行脱氧，减少熔体含气量，P规定范围0.0005%~0.001%。P的脱氧反映为:

气态产物五氧化二磷从铜液中逸出，熔炉状态的磷酸铜进入溶渣。虽然P的脱氧效果好，但是如果铜中残留磷量过高，会显著降低其导电性，所以应严格控制P的含量。

熔体达到出炉温度1220-1240摄氏度时，增加精炼过程。浇注前熔体静置4-5分钟，以利于某些气体和熔渣上浮，并使木炭的扩散脱氧作用能过充分地进行，进一步提高熔体质量。精炼过程可使密度小的Cu2不断向熔池表面扩散并与覆盖熔体的木炭中的碳及其产生的一氧化碳等气体反映，对铜有脱氧作用。

覆盖熔体的木炭的扩散脱气反应为

生成的CO和CO2从熔体中逸出，还原出来的铜留在液体中由现有的埋流浇注改为分流浇注，对铜水进行分流，使结晶器内铜水温度均匀，排出气体充分。所谓埋流浇注即浇注管埋入液面下，当埋入液面下较深时，易加大结晶体内熔体的温度梯度，使液穴加深变尖。用分流浇注可使结晶器内的熔体温度均匀，温度梯度减小，溶液变得潜而平。实际生产中，希望液穴扁平，应为这样有利于防止铸锭产生裂纹，气孔、疏松等缺陷。

加入P-Cu中间合金不仅起到脱氧作用，而且减小了熔体的粘度，增加了熔体的流动性，熔体的各液层之间存在着内摩擦，妨碍液体的流动。内摩擦阻力是液态金属的物理特性之一，即液态金属的粘度，其大小对于熔体在锭模的流动性、充型能力、熔体中气体、非金属夹杂物、熔渣的上浮，以至于金属的补缩均有明显的影响。P-Cu中间合金的加入，不仅改善了熔体质量,而且改善了结晶组织。

而且在流槽横截面设置等宽刮渣齿3并且其长度略伸出熔化炉与流槽连接处切面，以便刮渣齿能将熔炉内的溶液刚进入流槽时，过滤掉，从而使从熔化炉流出的溶液更加纯洁。

上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本实用新型进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构图；

图2为本实用新型的流槽剖面示意图

1:熔化炉；2:预热处理箱； 3：传感装置； 4、5：进气管； 6：炉渣门 7：气体接入装置；8：铸造平台；9：铸锭： 10： 结晶器； 11：静置还原脱氧箱 12：浇铸保温箱，13：分流器；14：流槽； 15：炭反应层；16：排气装置 30：刮渣齿。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

如图1-2所示，本实用新型实施例提供了一种高纯无氧铜锭坯的生产装置，包括熔化炉1，熔化炉1通过流槽14连接静置还原脱氧箱11，所述静置还原脱氧箱11通过分流器13连接浇铸保温箱12，浇铸保温箱12出液处设置结晶装置10，所述流槽内设置刮渣齿30；

所述熔化炉1，静置还原脱氧箱11，浇铸保温箱12为全连续立式铸造。

进一步，熔化炉1设置进气管4，5，所述进气管4，5为单向式密闭管，防止回气。

进一步，所述刮渣齿30的与流槽横截面等宽，其长度略伸出熔化炉与流槽连接处切面，以便刮渣齿能将熔炉内的溶液刚进入流槽时，过滤掉。

进一步，流槽上设置气体接入装置7和排气装置16，所述气体接入装置向流槽和静置还原脱氧箱输送惰性气体。

进一步，体结晶器10液穴为扁平形状。

进一步：在熔化炉内设有炭反应层15，所述炭反应层15，采用阔叶植物缎烧成的木炭，木炭的粒度在60-80mm。

进一步，熔化炉内的底部设置一斜面，底斜面与流槽密封连接，从而当流槽打开时，熔化炉内的溶液能靠势能滑入流槽内，使熔化炉内没有剩余溶液。

本实用新型在工作时，首先要对无氧铜的工艺要求做出检查限定：

1、N2的成分：O2＜5vpm，H2O＜2vpm。

2、保证炉膛内有，还原性气体，正压。

3、覆盖剂要在600-800摄氏度之间煅烧除去有害成分。

4、炉膛内炭质覆盖剂厚度保证在150-200mm以上，采用阔叶植物缎。烧成的木炭木炭的粒度不宜过小，一般在粒宽60mm到80mm。

5、不得加入P、Mg等活泼物质等沉淀脱氧剂。

6、精炼温度一般控制在1160-1200摄氏度之间。

7、电解铜进炉前被预热到一定温度。

工艺流程为：电铜处理，电解铜预热，熔化脱氧，静止还原脱氧，分流，结晶器内结晶凝固，检查锯切，锭坯。不同的生产工艺可能工序上有所差异，可以结合企业设备情况及产品的质量要求简化或强化局部工序。

待溶解的铜放置预热处理箱内，对铜进行加热处理，此时熔化炉也加热，在预热处理箱内对铜初步进行脱氧处理，将表面氧化物杂质等排出熔化炉，等到熔化炉内温度达到800摄氏度时，铜进入熔化炉内，通过一个进气管，向熔化炉内逐步加入惰性气体N2,CO,铜在熔化炉内与炉内的碳覆盖剂，惰性气体发生反应，并逐步融化，在逐步融化过程中，通过另一进气管加入加入P-Cu中间合金，当温度达到熔点后铜完全融化为铜液，在继续加热到1260摄氏度时，停止加热并保持5到10分钟左右，在熔化炉内的脱氧工作基本完成。炉内的温度变化可以由传感装置反馈。

熔炉内融化的铜液通过流槽流入静置还原脱氧箱内， 当铜液流过流槽时，流槽内的刮渣齿能将铜液表面的炉渣清理掉，使静置还原脱氧箱内的铜业更加纯净，流槽上还设置气体接入装置，及排气装置，气体接入装置向流槽内送入惰性气体，惰性气体通过流槽进入静置还原脱氧箱，使铜液在转移过程中不发生反应，还原脱氧箱内的铜液进行二次脱氧后通过进入分流器进入浇注保温箱，分流器是对铜水进行分流，使结晶器内铜液温度均匀，排出气体充分，分流可使温度梯度减小，溶液变得潜而平。分流后的溶液进入结晶器进行结晶，结晶器的液穴设置为扁平状，这样会使结晶器出的溶液变得潜而平，这样有利于防止铸锭产生裂纹，气孔、疏松等缺陷，结晶器出来的锭到平台进行切割。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种高纯无氧铜锭坯的生产装置，包括熔化炉（1），熔化炉(1)通过流槽(14)连接静置还原脱氧箱(11)，所述静置还原脱氧箱(11）通过分流器（13）连接浇铸保温箱（12），浇铸保温箱(12)出液处设置结晶装置(10)，其特征在于，所述流槽内设置刮渣齿(30)；

所述熔化炉(1)，静置还原脱氧箱(11)，浇铸保温箱(12）为全连续立式铸造。

2.根据权利要求书1所述的一种高纯无氧铜锭坯的生产装置，其特征在于：熔化炉（1）设置进气管（4，5），所述进气管（4，5）为单向式密闭管，防止回气。

3.根据权利要求书1所述的一种高纯无氧铜锭坯的生产装置，其特征在于：所述刮渣齿（30）的与流槽横截面等宽，其长度略伸出熔化炉与流槽连接处切面，以便刮渣齿能将熔炉内的溶液刚进入流槽时，过滤掉。

4.根据权利要求书1所述的一种高纯无氧铜锭坯的生产装置，其特征在于：流槽（14）上设置气体接入装置(7)和排气装置(16)，所述气体接入装置向流槽和静置还原脱氧箱输送惰性气体。

5.根据权利要求书1所述的一种高纯无氧铜锭坯的生产装置，其特征在于：体结晶器(10)液穴为扁平形状。

6.根据权利要求书1所述的一种高纯无氧铜锭坯的生产装置，其特征在于：在熔化炉内设有炭反应层(15)，所述炭反应层(15），采用阔叶植物缎烧成的木炭，木炭的粒度在60-80mm。

7.根据权利要求书1所述的一种高纯无氧铜锭坯的生产装置，其特征在于：熔化炉（1）内的底部设置一斜面，底斜面与流槽（14）密封连接，从而当流槽打开时，熔化炉内的溶液能靠势能滑入流槽内，使熔化炉内没有剩余溶液。

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