上引法连铸的工艺与设备
2013-05-16  来自: 新乡市奔腾电工设备有限公司浏览次数:1177

  一、随着电气工业的蓬勃发展,对电线电缆制品的质量要求也随之提高,需要使用更多的杂质含量少,含氧量低的高纯铜,高纯铜的特点在于高导电率、高密度、极优的塑性和良好的抗疲劳强度。


  目前世界上普遍采用的生产高纯铜的方法有铜的连铸连轧法(Continuous Casting and Rolling)、浸涂法(Dipforming)和上引法(UP-Casting)。上引法与连铸连轧和浸涂法相比,其特点是:

  1. 由于拉轧工艺与铸造工艺不是连续的,拉轧是在常温下进行的,不需气体保护,铜材也不会被氧化。因此设备投资小,厂房布置也灵活。

  2. 单机产量变化范围大,年产量可以从几百吨到几万吨,可供不同规模的厂家选用不同型号的上引机组。此外,由于连铸机是多头的,可以很容易地通过改变铸造规格(铸杆直径),来改变单位时间的生产量,因此其产量可视原材料的供应情况和产品的需求情况来决定,便于组织生产,节约能源。

  3. 只需更换结晶器和改变石墨模的形状,即可生产铜管,铜排等异型铜材,并可在同一机器上生产不同规格、品种的铜材,灵活机动,这可说是上引法的大特点了。

  4. 如果采用分体炉,即熔化和保温在二个感应炉中进行,则就比较容易实现用上引法生产合金铜材。


  二、工艺原理上引法连铸铜杆的基本特点是"无氧",即氧含量在10ppm以下,在电解铜熔化,铜液转移,结晶成型的整个工艺过程中,采用木碳还源和鳞片石墨覆盖、隔氧等措施。氧在熔融铜液中是以氧化铜(CuO)和氧化亚铜(CuO2)的形式存在的,木碳(C)在高温下与其作用,可以脱氧,使其氧含量小于10ppm,反应方程式如下: 

  CuO+CuO2+C→Cu+CuO+CO→2Cu+CO2↑在反应过程中产生的CO保护气氛和鳞片石墨的隔氧作用,使铜液在熔化腔向保温腔的转移及结晶过程中,铜液不再被氧化。


  三、设备简介电解铜经剪切(或整块),用人工(或机械)加入工频感应熔化炉(或连体炉的熔化部分),熔化是在木碳覆盖保护下进行的,熔融的铜液经过一段时间的静止还原脱氧并达到的温度后,通过有CO气体保护的流槽(或连体炉的溢流口)经过渡腔(铜液在此进一步还原脱氧、清除渣质),进而平稳地流入保温炉(或连体炉的保温腔),铜液的温度由热电偶测量,温度值由仪表显示。炉子输入功率可以根据设定的温度自动调节,也可根据铜液的实际温度电动调节,以控制铜液的温度在的范围内。


  连铸机固定于保温炉的上方,有6头、8头、多至20多头等多种形式,分两排各自固定在连铸机的两侧,每根铸杆有上、下两对辊轮间歇向上牵引、辊轮由一台(或多台)直流电动机(或步进电机或伺服电机)驱动,每根结晶器可单独装拆而不影响其他结晶器的正常工作。根据保温炉内铜液液位的高低,连铸机可上、下自行运动,以保证结晶器和保温炉内铜液液位相对位置恒定。每根铸杆都有一控制器和挠杆机,铸杆经导轮装置从连铸机引到控制器和挠杆成圈,成圈完毕后把铸杆剪断,并把成圈铸杆吊运走,供下道工序加工。


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