一種銅電渣重熔工藝的製作方法

2023-05-02 23:29:36

專利名稱：：一種銅電渣重熔工藝的製作方法
技術領域：
：本發明屬於金屬銅的生產領域，特別涉及一種銅電渣重熔工藝。(二)
背景技術：
銅具有良好的導電、導熱、耐腐蝕等工藝性能，被廣泛應用於機械、造船等領域。但是普通銅鑄錠或者銅連鑄坯中的雜質和粗大、疏鬆的鑄態組織常導致銅在熱加工過程中開裂，導致了銅熱加工出材率降低；另外，一些機械零件需要大的銅錠來製造，當所需的銅錠超出冶煉銅的坩堝的容量時，就會造成冶煉的困難。因此如何提高銅純淨度、改善其鑄態組織、提高其高溫塑性以提高銅熱加工出材率以及以小銅錠生產大銅錠便成了當前銅加工領域急需解決的問題。(三)
發明內容本發明的目的在於提供一種銅電渣的重熔工藝，製備出的銅純淨度高、鑄態組織好、高溫塑性強，解決了銅熱加工出材率低的問題。同時本發明還進一步提供了可採用小銅錠生產出大銅錠的方法。本發明採用的技術方案如下一種銅電渣重熔工藝，採用下列重量百分比組成的渣系CaF255-65%、MgF,或NaF15-25%、BaCl215-25%,渣料在重熔前充分乾燥。電渣重熔要求渣系熔點比合金熔點低100-20(TC,銅的熔點較低，在1080。C左右，銅電渣重熔時應採用熔點在900-IOO(TC之間的渣系。選取本發明捐_渣料在重熔前一般採用烘烤乾燥，也可將重熔用渣料預熔後冷卻，降低渣中水分含量，以減少銅電渣重熔過程中增氫、增氧，防止銅錠底部出現氣孔。較好的，重熔在氮氣保護下進行，可大大降低爐氣中的含溼量，使產品中含氫、氧量降至最低。由於千燥氮氣是制氧站副產品，利用千燥氮氣保護重熔只需增加一臺壓縮機即可，電渣重熔成本得以降低。在電渣重熔過程中，大氣中的氧會從大氣中通過渣池轉移至金屬熔池中，加上銅自耗電極本身的氧含量以及電渣重熔時銅自耗電極受熱氧化，氧化銅會轉移進渣中，這些因素都會增加電渣錠中的氧含量。為減少電渣重熔過程中增氧，可在重熔過程中加入脫氧劑。選擇脫氧劑的要求是應考慮到金屬對這種元素要求的嚴格性，本發明選用金屬鋁、金屬RE、鋯鐵、碳粉、電石或者銅鎂合金作為脫氧劑，加入量為0.3-1.5Kg/噸銅電渣，在重熔過程中採用機械連續加入或者人工間斷加入方式，加入以5-15分鐘/次為宜；也可以將脫氧金屬加工成①5-20mm線材，掛在結晶器壁上隨電極坯一同熔化脫氧。若自耗電極脫氧良好，重熔過程中可不加脫氧劑，在電渣重熔過程中可沾渣觀察渣色，若渣色不白，可在重熔時持續加入脫氧劑脫氧；若渣色為白色，重熔過程中可不力口月兌lL齊〕。銅的比重為8900kg/nr',比鋼重13%,導熱係數為0.089cal/cms°C，是鋼的三到五倍，因此電渣銅時熔化率比鋼大，具體電渣重熔過程中控制熔化率(Kg/小時)=(1.0-1.5)x結晶器直徑(,)，可保證銅電渣錠表面光滑，避免銅電渣錠表面形成眾多麻坑，出現銅渣不分現象。電渣錠是在一層渣皮的包裹中凝固成型的，渣皮具有良好的絕熱作用，降低了電渣錠的冷卻強度。若抽錠重熔銅時對抽出部分吹風、噴水霧或者噴水冷卻，可進一步提高銅電渣錠的緻密度、細化晶粒。此種情況下控制熔化率(Kg/小時)=(1.5-10)x結晶器直徑(醒)，以確保電渣錠表面光潔。抽錠結晶器設計高度為結晶器直徑的1.2-2倍，錐度(結晶器下口半徑和上口半徑之差對結晶器高度的比值)控制在0.2-2%之間。錐度過小，電渣錠表面易出現翻皮，鍛造前需打磨處理，增加後期工作量；錐度過大，抽錠時易漏渣，導致重熔過程不能正常進行。抽錠可採取連續抽錠或者斷續抽錠，斷續抽錠所得電渣錠表面較好。進一步，電渣重熔時可以採取交替重熔的方法，用較小的銅錠重熔出較大的銅錠以滿足設備製造的要求。本發明相對於現有技術，有以下優點利用本發明重熔工藝生產的銅熱加工性能好，同時能利用多根小銅錠生產出一根大銅錠，滿足設備製造的要求。具體實施例方式以下以具體實施例來說明本發明的技術方案，但本發明的保護範圍不限於此真空自耗爐用結晶器的內筒體為銅錠鍛制，有些內筒體的重量達6-7噸，需要8噸以上的銅錠鍛制。以下實施例即採用兩支①590mm的連鑄坯為自庫毛電極，每支重量約4.2噸，重熔製備一支①820mm的8噸的電渣4t。實施例l-7分別選用表1中各實施例對應的渣系。由於MgP、和BaCl2中均含有結晶水,因此電渣重熔前先在40(TC溫度下烘烤20小時除去水分。電渣重熔銅時熔化率以及對應結晶器直徑分別見表1;在結晶器壁上掛鋁條脫氧，加鋁量為0.5kg/噸重熔金屬，電渣重熔前後銅中氧含量變化見表2，組織變化情況見表3。表1tableseeoriginaldocumentpage5表2電渣重熔前後氧含量變化tableseeoriginaldocumentpage6權利要求1.一種銅電渣重熔工藝，其特徵在於，採用下列重量百分比組成的渣系CaF255-65％、MgF2或NaF15-25％、BaCl215-25％；渣料在重熔前充分乾燥。2.如權利要求1所述的銅電渣重熔工藝，其特徵在於，重熔在氮氣保護下進行。3.如權利要求1或2所述的銅電渣重熔工藝，其特徵在於，電渣重熔過程中連續或者間斷加入金屬鋁、金屬RE、鋯鐵、碳粉、電石或者銅鎂合金作為脫氧劑，加入量為0.3-1.5Kg/噸銅電渣。4.如權利要求3所述的銅電渣重熔工藝，其特徵在於，控制重熔熔化率(Kg/小時)=(1.0-1.5)x結晶器直徑(鵬)。5.如權利要求3所述的銅電渣重熔工藝，其特徵在於，重熔過程中抽錠生產電渣錠，並對抽出部分吹風、噴水霧或者噴水進行二次冷卻；重熔過程中控制重熔熔化率Ug/小時)=(1.5-3.0)x結晶器直徑(,)。6.如權利要求5所述的銅電渣重熔工藝，其特徵在於，抽錠結晶器的設計高度為結晶器直徑的1.2-2倍，錐度為0.2-2%。7.如權利要求5或6所述的銅電渣重熔工藝，其特徵在於，抽錠採取斷續抽錠方式。全文摘要本發明屬於金屬銅的生產領域，特別涉及一種銅電渣重熔工藝。所述重熔工藝採用下列重量百分比組成的渣系CaF255-65％、MgF2或NaF15-25％、BaCl215-25％；渣料在重熔前充分乾燥。利用本發明重熔工藝生產的銅熱加工性能好，同時能利用多根小銅錠生產出一根大銅錠，滿足設備製造的要求。文檔編號C22B9/16GK101302582SQ200810140489公開日2008年11月12日申請日期2008年7月4日優先權日2008年7月4日發明者熊長聚,高宏生申請人:中原特鋼股份有限公司