一种应用于上引连铸法的吹气脱氧装置制造方法及图纸

技术编号:15999104 阅读:42 留言:0更新日期:2017-08-15 14:01
本实用新型专利技术涉及一种应用于上引连铸法的吹气脱氧装置,包括高压惰性气体发生装置、石墨管,所述石墨管的一端与高压惰性气体发生装置的气体输出管连通,其另一端伸入保温炉内;所述石墨管伸入保温炉内的一端设有石墨盖体,石墨盖体上分布有高压惰性气体喷出口。采用本实用新型专利技术所述的吹气脱氧装置用于高温铜液脱氧方法的优点:脱氧效果好,用于上引连铸生产的无氧铜杆,其含氧量≤5ppm;使用惰性气体,大大减少了脱氧时间,降低了生产成本,且对环境无污染;吹气装置的惰性气体流量可调节,能进行工艺参数的设定,可获得高品质铜产品;结构简单、操作容易、成本低,适用于普通工业生产。

Blowing and deoxidizing device applied to upward casting method

Blow - the utility model relates to a device used in continuous casting method, including high pressure inert gas generator, graphite tube, gas output end of the graphite tube and high pressure inert gas generator of the pipe, the other end is inserted into the holding furnace; one end of the furnace is provided with insulation into graphite cover body the graphite tube, graphite cover on the distribution of high pressure inert gas jet. Using blowing deoxidizing device of the utility model has the advantages for high temperature molten copper deoxidizing method: good deoxidizing effect, for copper bar continuous casting production, the oxygen content of less than 5ppm; the use of inert gas, greatly reducing the deoxidation time, reduce the production cost, and no pollution to the environment; flow rate of inert gas blowing the device can be adjusted to the setting of process parameters, can obtain high quality copper products; has the advantages of simple structure, easy operation, low cost, suitable for general industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种应用于上引连铸法的吹气脱氧装置
本技术涉及上引连铸法生产铜材的装置,更具体的涉及上引连铸法生产铜材使用的吹气脱氧装置。
技术介绍
上引连铸法是铜材加工生产的主要方法,铜材的铸型成型是在连铸机结晶器内的石墨模中完成的,其铸型原理是保温炉内的高温铜液从石墨模底部进入石墨模,高温铜液在石墨模内连续水冷冷却成铜杆后被牵引出结晶器,完成铜杆的铸型。保温炉内熔融状态下的高温铜液有较强的吸气能力,熔体吸气在铸造过程中会造成铜杆产生气孔、疏松等缺陷,且高温铜液易与气体中的氧结合生成氧化物Cu2O,凝固结晶后的Cu2O分布在铜晶粒边界上,容易引起铜的“氢脆”,降低铜杆的塑性,使铜杆很难进行冷加工,而且氧在铜杆中是杂质元素,降低铜的导电率,严重影响铜杆的性能。为降低熔炼过程中高温铜液中的气体尤其是氧含量,上引连铸法采用木炭覆盖的扩散脱氧方法,木炭的主要成分是碳,具有对熔体保温、防止吸气和脱氧等多种作用:木炭在高温铜液表面燃烧生成还原性气体CO,它在铜溶液中的溶解度很小,且不与铜发生反应,形成保护膜,使空气不能接触铜液,起到防止吸气、生成氧化物的作用;其次具有还原作用,木炭的氧化物CO可使铜液表面的氧化物Cu2O还原,起到扩散脱氧的作用;木炭是疏松多孔的物质,当具有一定厚度时,靠自身燃烧的热量起保温作用。但即使在木炭覆盖工艺最佳的状态下,铸型铜杆内氧含量只能控制在20ppm以下,且氧含量不稳定。随着电子、电力和通讯行业的发展,尤其是磁控元件都需要采用高纯低氧的无氧铜杆,要求氧含量≤5ppm。该脱氧方法不能满足高品质无氧铜杆对含氧量的要求,所以必须采用更有效的脱氧方法和装置来降低高温铜液内的氧含量。常用其他高温铜液脱氧的方法有化学脱氧法、真空脱氧法:1、化学脱氧法:在金属铜熔炼时加入脱氧剂,利用其化学活性高于金属铜的特点,将熔融铜液中的氧原子置换出来,降低铜液中的氧含量。该脱氧方法的缺点是脱氧剂会形成新的杂质污染,且脱氧能力有限。2、真空脱氧法:铜液在真空中熔炼,通过降低熔炼时的气体分压,使铜液中的氧溢出,降低氧含量。该脱氧方法脱氧效果好,但设备投资大,工艺繁杂,产量有限,不适用于普通工业生产。
技术实现思路
本技术克服了现有技术中的不足,在于提供一种脱氧效果好、结构简单、成本低的应用于上引连铸法的吹气脱氧装置。本技术的具体技术方案如下:一种应用于上引连铸法的吹气脱氧装置,包括高压惰性气体发生装置、石墨管,所述石墨管的一端与高压惰性气体发生装置的气体输出管连通,其另一端伸入保温炉内;所述石墨管伸入保温炉内的一端设有石墨盖体,石墨盖体上分布有高压惰性气体喷出口。依照本技术的一个方面,所述高压惰性气体喷出口有8-10个,均匀分布在石墨盖体的四周。依照本技术的一个方面,所述高压惰性气体喷出口为圆形,其直径为2-3mm。依照本技术的一个方面,所述高压惰性气体发生装置的气体输出管上设有减压阀、压力表、流量表。依照本技术的一个方面,所述高压惰性气体发生装置为高压氩气瓶。依照本技术的一个方面,所述气体输出管与石墨管通过通孔螺栓连通。依照本技术的一个方面,所述石墨管的外径为50-80mm,内径为8-10mm。本技术采用一种吹气脱氧装置来降低高温铜液中的氧含量,向高温铜液中吹入惰性气体,惰性气体既不溶解于铜液,也不与铜液发生反应,惰性气体在铜液中形成大量气泡,气泡内的惰性气体分压为零,而溶于气泡附近的铜液中的氧分压远大于零,铜液中的氧在惰性气体气泡内外的分压差使氧不断向气泡扩散,随着气泡的上升和逸出而排出到大气中,从而达到脱氧的目的。向铜液中吹入惰性气体还有助于熔体中其他气体的溢出和夹杂物的上浮,吹入的惰性气体能加快铜液搅动,使铜液成分更加均匀,同时扩大了熔融铜液中二氧化碳和木炭的接触面积,加快了二氧化碳的扩散速度,增加了保护气体一氧化碳的数量。采用本技术所述的吹气脱氧装置用于高温铜液脱氧方法的优点:1.脱氧效果好,用于上引连铸生产的无氧铜杆,其含氧量≤5ppm。2.使用惰性气体,大大减少了脱氧时间,降低了生产成本,且对环境无污染。3.吹气装置的惰性气体流量可调节,能进行工艺参数的设定,可获得高品质铜产品。4.结构简单、操作容易、成本低,适用于普通工业生产。附图说明图1为本技术吹气脱氧装置的结构示意图。具体实施方式下面将结合附图对本技术作进一步说明,本技术未提及部分均为现有技术。本技术所述的“保温炉”用来加热、保温和存储高温铜液。参见图1,一种应用于上引连铸法的吹气脱氧装置,包括高压惰性气体发生装置1、石墨管6,所述石墨管6的一端与高压惰性气体发生装置1的气体输出管5a连通,其另一端伸入保温炉12内;保温炉的上方设有保温炉盖8,用于保温炉的保温和隔气。所述石墨管6伸入保温炉12内的一端设有石墨盖体13,石墨盖体13上分布有高压惰性气体喷出口14,高压惰性气体由高压惰性气体喷出口14进入高温铜液10中。高压惰性气体发生装置优选为高压氩气瓶,存储惰性气体,存储氩气时氩气的纯度≥99.99%;高压氩气瓶的气体输出管5a上设有减压阀2、压力表3、流量表4,减压阀2将氩气降低到给定压力,压力表3用来显示气体输出管中氩气的气压,流量表4用于测量氩气的体积流量;气体输出管5a通过通孔螺栓5与石墨管6螺纹紧密连接,将氩气通入到石墨管6内的惰性气体通道7内。从节省石墨管的材料成本考虑,优选的石墨管6的外径为50-80mm,内径为8-10mm;石墨管插入高温铜液10中,插入深度根据保温炉的深浅而定,石墨木炭层9覆盖在高温铜液10上面,起隔氧、保温作用。高压惰性气体喷出口有8-10个,均匀分布在石墨盖体的四周;氩气从石墨盖体四周的气体喷出口14均匀、快速喷射进入高温铜液,在喷出口处形成射流;在高速气流的冲击下,搅动高温铜液混入气流,将气体分割成大量细小的气泡11,气泡从高温铜液通过时,高温铜液中的氧由于气泡内外的分压差使其不断向气泡内扩散,这些气泡向上运动,将高温铜液中的氧随气泡溢出而带入大气,降低铜液中的氧含量。高压惰性气体喷出口为圆形,其直径为2-3mm。圆形喷出口既方便加工、又能够最大程度的减小高压惰性气体从喷出口喷出时的阻力。将圆形喷出口的直径设为2-3mm,惰性气体从该喷出口喷出形成的射流最适宜搅动高温铜液混入气流。本技术所述的吹气脱氧装置的上部固定在保温炉的上方,下部石墨管和石墨盖体插入高温铜液中,惰性气体自高压惰性气体发生装置1出来,通过气体输出管输送进入到石墨管内的惰性气体通道,最后由底端石墨盖体上的高压惰性气体喷出口吹出。由于惰性气体压力很高,远大于高压惰性气体喷出口处铜液静压力、大气压力及表面张力之和,惰性气体以相当高的速度喷射进入铜液,在高压惰性气体喷出口处形成射流。在高速气流的冲击下,搅动铜液混入气流,将气体分割成大量细小的气泡,气泡从铜液中通过时,铜液中的氧由于气泡内外的分压差使其不断向气泡内扩散,这些气泡向上运动,将铜液中的氧随气泡溢出而带入大气,降低铜液中的氧含量。同时,气泡与铜液中的其它气体和夹杂氧化物相遇时,气体由于分压差进入气泡被排出大气外,夹杂氧化物被气泡吸附随气泡上浮到熔体表面。为提高净化效果,吹入的惰性气体产生的气泡数量越多,气泡半径越小,分本文档来自技高网
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一种应用于上引连铸法的吹气脱氧装置

【技术保护点】
一种应用于上引连铸法的吹气脱氧装置,其特征在于包括高压惰性气体发生装置、石墨管,所述石墨管的一端与高压惰性气体发生装置的气体输出管连通,其另一端伸入保温炉内;所述石墨管伸入保温炉内的一端设有石墨盖体,石墨盖体上分布有高压惰性气体喷出口。

【技术特征摘要】
1.一种应用于上引连铸法的吹气脱氧装置,其特征在于包括高压惰性气体发生装置、石墨管,所述石墨管的一端与高压惰性气体发生装置的气体输出管连通,其另一端伸入保温炉内;所述石墨管伸入保温炉内的一端设有石墨盖体,石墨盖体上分布有高压惰性气体喷出口。2.根据权利要求1所述的应用于上引连铸法的吹气脱氧装置,其特征在于所述高压惰性气体喷出口有8-10个,均匀分布在石墨盖体的四周。3.根据权利要求2所述的应用于上引连铸法的吹气脱氧装置,其特征在于所述高压惰性气体喷出口为圆形,其直径为2-...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐恒雷杨卫良梁鑫宇
申请(专利权)人:上海康成铜业集团有限公司
类型:新型
国别省市:上海,31

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