鉻鋯銅合金線杆的製備工藝的製作方法

2023-05-31 02:55:46

專利名稱：：鉻鋯銅合金線杆的製備工藝的製作方法
技術領域：
：本發明涉及製備鉻鋯銅合金線杆的工藝，特別涉及一種非真空短流程製備鉻鋯合金線杆的工藝，屬於有色金屬加工
技術領域：
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背景技術：
：鉻鋯銅合金由於具有較高的強度及導電性能，其棒型線產品在電子、電力、汽車、輕工、交通等行業中有廣泛應用，具有廣泛的市場應用前景。但由於Zr在大氣中很容易氧化燒損，非真空生產鉻鋯銅合金線杆較為困難。合金的非真空製備和短流程的生產方法可達到節能、降耗、保護環境的目的，具有極好的社會效益；鉻鋯銅合金線杆在非真空條件下生產，具有較高附加值。目前國內很多廠家都在尋求非真空製備鉻鋯銅合金的設備及工藝，較多的非真空製備鉻鋯銅合金的方法採用更加密閉的熔鑄設備，再輔之以惰性氣體進行保護製備。完全密閉的非真空熔鑄設備及工藝存在以下缺陷①加料困難，目前密封非真空熔煉設備的設計很多是在感應爐上加蓋進行保護，爐蓋上開加料口和觀察窗，由於這些窗口都比較小，因此不利於大量連續的加料和觀察；②不能很好的實現更加連續的製備，大多數非真空熔煉鉻鋯銅合金還不能夠實現連續化的生產，因為設備原因通常是熔化一爐鑄造一爐，需停下來打開爐蓋加料；③沒有熔體攪拌設備，不能獲得成分較為均勻穩定的合金。
發明內容本發明的目的是克服現有技術存在的不足，提供一種製備鉻鋯合金線杆的的工藝，在非真空條件下，實現鉻鋯銅合金線杆的連續短流程生產。本發明的目的通過以下技術方案來實現鉻鋯銅合金線杆的製備工藝，特點是包括以下步驟——①感應熔煉將工業電解銅加入感應熔煉爐中升溫熔化，同時上面覆蓋石墨粉和木炭，形成木炭與石墨粉的複合覆蓋層；啟動感應熔煉爐外側的電磁攪拌器進行電磁攪拌、輔助脫氧處理；待工業電解銅完全熔化後加入銅鉻中間合金和鋯絲，升溫熔化；②電磁攪拌加入銅鉻中間合金和鋯絲後，利用電磁攪拌使熔體成分均勻；(D熔體轉移上移感應熔煉爐與感應保溫爐之間的擋板，使感應熔煉爐與感應保溫爐相通，感應熔煉爐中的熔體在重力作用轉入到感應保溫爐中，並在感應保溫爐的熔體上面覆蓋石墨粉和木炭，形成木炭與石墨粉的有厶霜芏f^.④調整溫度調整感應保溫爐的熔體溫度至1200°C1250°C;(D連續上引啟動上引系統，穩定連續上引鉻鋯銅合金線杆，在上引過程中，不斷按合金配比及燒損量向感應熔煉爐中投放新爐料。進一歩地，上述的鉻鋯銅合金線杆的製備工藝，步驟①中所形成的木炭與石墨粉的複合覆蓋層，其厚度大於120mm。更進一步地，上述的鉻鋯銅合金線杆的製備工藝，步驟③中所形成的木炭與石墨粉的複合覆蓋層，其厚度大於120mm。再進一步地，上述的鉻鋯銅合金線杆的製備工藝，步驟⑤的上引速度控制在1.21.8m/min。本發明技術方案突出的實質性特點和顯著的進步主要體現在本發明製備鉻鋯銅合金線杆的工藝，在非真空感應熔煉爐中進行，通過覆蓋劑嚴密的覆蓋來保證易氧化元素的氧化燒損，設備及工藝非常簡單。充分利用了電磁攪拌的作用，工業電解銅熔化後，通過電磁攪拌使熔體與覆蓋的石墨木炭結合脫氧，避免原料帶入的氧與加入的易氧化元素發生作用；待加入易氧化燒損合金元素Zr、Cr後，通過電磁攪拌實現熔體成分的均勻。通過熔煉爐爐體側面擋板開閉合爐體，實現熔煉爐熔體與保溫爐熔體的分隔作用，阻止成分調製室熔體與上引部分熔體對流，減少上引結晶器部分液面波動。在上引過程中，按合金配比及燒損率不斷向熔煉爐中連續投放新爐料，實現連續上引備合金線杆。經濟效益和社會效應非常顯著，廣泛適用於製備含有易氧化、難加入元素鋯的鉻鋯銅合金線杆，應用前景十分看好。下面結合附圖對本發明技術方案作進一步說明圖1:本發明工藝設備的結構示意圖；圖2:本發明的工藝流程示意圖。圖中各附圖標記的含義見下表tableseeoriginaldocumentpage5具體實施例方式本發明製備鉻鋯銅合金線杆所採用的工藝設備如圖l所示，包括爐體1及上引系統7，在爐體1的中部設有擋板6將其隔分為熔煉爐5和保溫爐10，熔煉爐5的爐底高於保溫爐10的爐底，熔化及成分調製時，熔煉爐液面高於保溫爐液面，成分調製好後熔煉爐液體轉入保溫爐；在熔煉爐5的外側配置有電磁攪拌器2，在熔煉爐5的下部設有烙煉爐感應器12，在熔煉爐5的上方蓋有熔煉爐爐蓋3，熔煉爐5為成分調製室，在其中添加易氧化燒損元素Zr、Cr等元素，爐外側電磁攪拌器2用於攪拌，使成分均勻；在保溫爐10的下部設有保溫爐感應器11，保溫爐10的上方蓋有保溫爐爐蓋8，上引系統7安裝在保溫爐IO上部。其中，擋板6採用耐火材料製作，底端呈圓弧形結構，在爐體1上與擋板6底端相對應的部位開有圓弧形凹槽，爐體1上的圓弧形凹槽與擋板6的底端相配。擋板6可上下移動開閉合爐體，其底端的圓弧凹槽，閉合時可有效阻止熔煉爐熔體與保溫爐熔體對流，減少上引結晶器處液面波動，待保溫爐10成分調製完畢，轉入保溫爐10進行上引連鑄。具體製備時，其工藝如圖2所示，詳細過程為(1)感應熔煉首先按合金成分配製爐料，將擋板6閉合，向感應熔煉爐5中加入工業電解銅升溫熔化，同時上面覆蓋石墨粉和木炭，形成木炭與石墨粉的複合覆蓋層4;啟動感應熔煉爐外側的電磁攪拌器2進行電磁攪拌、輔助脫氧處理；待工業電解銅完全熔化後加入銅鉻中間合金和鋯絲，升溫熔化；其中，複合覆蓋層的厚度大於120mm(木炭厚度大於100mm，石墨粉厚度大於20mm)，木炭和石墨粉的複合覆蓋，確保銅熔體與氧的隔絕，避免加入的Zr、Cr元素氧化燒損；電磁攪拌的作用是，在銅熔化後，通過電磁攪拌熔體翻滾與木炭結合，一定程度脫氧；待銅完全熔化後，提高銅熔體溫度加入Zr、Cr元素，Zr、Cr元素由加料設備直接加入熔體中。(2)電磁攪拌加入銅鉻中間合金和鋯絲後，利用電磁攪拌使熔體成分均勻；電磁攪拌的作用是，通過電磁攪拌熔體翻滾，避免Zr浮在液面，使熔體中Zr、Cr元素均勻一致。(3)熔體轉移進行成分檢測待成分達標後，上移感應熔煉爐與感應保溫爐之間的擋板6，使感應熔煉爐5與感應保溫爐10相通，感應熔煉爐中的熔體在重力作用轉入到感應保溫爐中，並在感應保溫爐的熔體上面覆蓋石墨粉和木炭，形成木炭與石墨粉的複合覆蓋層9,覆蓋層9的厚度大於120mm。(4)調整溫度調整感應保溫爐的熔體溫度至1200°C1250°C。(5)連續上引啟動上引系統7，穩定連續上引鉻鋯銅合金線杆；在上引的同時，向感應熔煉爐中加入新的工業電解銅在舊的絡鋯銅熔體中熔化，待完全熔化後按新料配比和燒損補充添加Zr、Cr元素，在正式運行後，一般按照配比和燒損率添加新料，不必每次進行成分的檢測，循環實現連續化製備鉻鋯銅合金線杆。實施例l分別按表l取工業電解銅、銅鉻中間合金、鋯絲，配製2000kg爐料。首先感應熔煉，投料2000kg升溫熔化，覆蓋石墨粉和木炭，待快熔化完開始電磁攪拌，輔助脫氧；完全熔化後加入銅鉻中間合金和鋯絲升溫熔化。並進行電磁攪拌，不僅在熔化工業電解銅時電磁攪拌，在加入銅鉻中間合金和鋯絲後也進行電磁攪拌，使加入合金熔體成分均勻。然後熔體轉移，待成分達標後將熔體轉入到保溫爐，在正式運行後，一般按照配比和燒損率添加新料，不必每次進行成分的檢測。繼而調整溫度，轉入熔體後調整溫度至一個合適的範圍，鉻鋯銅合金上引的溫度為120(TC125(TC。進行連續上引，上引Ol2mm線杆，上引的速度控制在1.21.8m/min;確保過程循環，通過在上引過程中不斷按合金配比及燒損量投放新爐料，本實施例爐子每次補充2000kg，實現連續上引鉻鋯銅合金線杆。本發明工藝很好的保護易氧化金屬元素，本實施例中各元素的熔損率見表l。表l原料工業電解銅Cu-25Cr鋯絲加入質量/kg200036.83.7鑄錠元素CuCrZr含量/wt0/。餘量-0.430.15燒損率/%《1.06.518.9實施例2分別按表l取工業電解銅、銅鉻中間合金、鋯絲，配製3000kg爐料。首先感應熔煉，投料3000kg升溫熔化，覆蓋石墨粉和木炭，待快熔化完開始電磁攪拌，輔助脫氧；完全熔化後加入銅鉻中間合金和鋯絲升溫熔化。並進行電磁攪拌，不僅在熔化工業電解銅時電磁攪拌，在加入銅鉻中間合金和鋯絲後也進行電磁攪拌，使加入合金熔體成分均勻。然後熔體轉移，待成分達標後將熔體轉入到保溫爐，在正式運行後，一般按照配比和燒損率添加新料，不必每次進行成分的檢測。繼而調整溫度，轉入熔體後調整溫度至一個合適的範圍，鉻鋯銅合金上引的溫度為1200°C1230°C。進行連續上引，上引013mm線杆，上引的速度控制在1.41.6m/min;確保過程循環，通過在上引過程中不斷按合金配比及燒損量投放新爐料，本實施例爐子每次補充3000kg，實現連續上引鉻鋯銅合金線杆。本發明工藝很好的保護易氧化金屬元素，本實施例中各元素的熔損率見表2。表2原料工業電解銅Cu誦25Cr鋯絲加入質量/kg300049.15.15鑄錠元素CuCrZr含量/wt"/。餘量0.380.14燒損率/%《1.07.919.3實施例3分別按表l取工業電解銅、銅鉻中間合金、鋯絲，配製4000kg爐料。首先感應熔煉，投料4000kg升溫熔化，覆蓋石墨粉和木炭，待快熔化完開始電磁攪拌，輔助脫氧；完全熔化後加入銅鉻中間合金和鋯絲升溫熔化。並進行電磁攪拌，不僅在熔化工業電解銅時電磁攪拌，在加入銅鉻中間合金和鋯絲後也進行電磁攪拌，使加入合金熔體成分均勻。然後熔體轉移，待成分達標後將熔體轉入到保溫爐，在正式運行後，一般按照配比和燒損率添加新料，不必每次進行成分的檢測。繼而調整溫度，轉入熔體後調整溫度至一個合適的範圍，輅鋯銅合金上引的溫度為1220°C1250°C。進行連續上引，上引014mm線杆，上引的速度控制在1.21.5m/min;確保過程循環，通過在上引過程中不斷按合金配比及燒損量投放新爐料，本實施例爐子每次補充4000kg，實現連續上引鉻鋯銅合金線杆。本發明工藝很好的保護易氧化金屬元素，本實施例中各元素的熔損率見表3。表3tableseeoriginaldocumentpage9綜上所述，本發明製備含有易氧化、難加入元素鋯的鉻鋯銅合金線杆的工藝，在非真空感應熔煉爐中進行，僅通過覆蓋劑嚴密的覆蓋來保證易氧化元素的氧化燒損，設備及工藝非常簡單。充分利用了電磁攪拌的作用，工業電解銅熔化後，通過電磁攪拌使熔體與覆蓋的石墨木炭結合脫氧，避免原料帶入的氧與加入的易氧化元素發生作用；待加入易氧化燒損合金元素Zr、Cr後，通過電磁攪拌實現熔體成分的均勻。通過熔煉爐爐體側面擋板開閉合爐體，實現熔煉爐熔體與保溫爐熔體的分隔作用，可阻止成分調製室熔體與上引部分熔體對流，減少上引結晶器部分液面波動。在上引過程中，按合金配比及燒損率不斷向熔煉爐中連續投放新爐料，實現連續上引製備鉻鋯銅合金線杆；取得了良好的經濟效益。以上僅是本發明的具體應用範例，對本發明的保護範圍不構成任何限制。凡採用等同變換或者等效替換而形成的技術方案，均落在本發明權利保護範圍之內。權利要求1.鉻鋯銅合金線杆的製備工藝，其特徵在於包括以下步驟——①感應熔煉將工業電解銅加入感應熔煉爐中升溫熔化，同時上面覆蓋石墨粉和木炭，形成木炭與石墨粉的複合覆蓋層；啟動感應熔煉爐外側的電磁攪拌器進行電磁攪拌、輔助脫氧處理；待工業電解銅完全熔化後加入銅鉻中間合金和鋯絲，升溫熔化；②電磁攪拌加入銅鉻中間合金和鋯絲後，利用電磁攪拌使熔體成分均勻；③熔體轉移上移感應熔煉爐與感應保溫爐之間的擋板，使感應熔煉爐與感應保溫爐相通，感應熔煉爐中的熔體在重力作用轉入到感應保溫爐中，並在感應保溫爐的熔體上面覆蓋石墨粉和木炭，形成木炭與石墨粉的複合覆蓋層；④調整溫度調整感應保溫爐的熔體溫度至1200℃～1250℃；⑤連續上引啟動上引系統，穩定連續上引鉻鋯銅合金線杆，在上引過程中，感應熔煉爐繼續按配比熔煉鉻鋯銅熔體。2.根據權利要求1所述的鉻鋯銅合金線杆的製備工藝，其特徵在於步驟①中所形成的木炭與石墨粉的複合覆蓋層，其厚度大於120mm。3.根據權利要求1所述的鉻鋯銅合金線杆的製備工藝，其特徵在於歩驟③中所形成的木炭與石墨粉的複合覆蓋層，其厚度大於120mm。4.根據權利要求1所述的鉻鋯銅合金線杆的製備工藝，其特徵在於步驟⑤的上引速度控制在1.21.8m/min。全文摘要本發明涉及鉻鋯銅合金線杆的製備工藝，首先將工業電解銅加入感應熔煉爐中升溫熔化，同時上面覆蓋石墨粉和木炭；啟動電磁攪拌器進行電磁攪拌、輔助脫氧處理；待工業電解銅完全熔化後加入銅鉻中間合金和鋯絲，升溫熔化，並利用電磁攪拌使熔體成分均勻；繼而上移感應熔煉爐與感應保溫爐之間的擋板，感應熔煉爐中的熔體在重力作用轉入到感應保溫爐中，並在熔體上面覆蓋石墨粉和木炭；調整熔體溫度至1200℃～1250℃；然後啟動上引系統，連續上引鉻鋯銅合金線杆，在上引過程中，不斷向熔煉爐中投放新爐料。本發明在非真空條件下，利用電磁攪拌作用，通過覆蓋劑嚴密覆蓋，製備含有易氧化、難加入元素鋯的鉻鋯銅合金線杆，工藝十分簡潔。文檔編號B22D21/00GK101376166SQ20081015623公開日2009年3月4日申請日期2008年9月25日優先權日2008年9月25日發明者向朝建,曹興民,朱永兵,李華清,郭富安申請人:蘇州有色金屬研究院有限公司