一种水平连铸制备B级铜锭的方法技术

本发明专利技术公开了一种水平连铸制备B级铜锭的方法，其特征在于：包括以下制备步骤：1)备料：按照所需成分配备原料，原料包括：电解板、59

【技术实现步骤摘要】
一种水平连铸制备B级铜锭的方法


[0001]本专利技术属于铜合金
，具体涉及一种水平连铸制备B级铜锭的方法。

技术介绍

[0002]铅黄铜具有非常优秀的切削加工性，良好的冷热铸造性能，易切削，加工工件表面光洁，被广泛用于电子电讯、家电、航空、五金饰品以及卫浴水暖产品，尤其在家装的卫浴产品使用量非常大，随着我国城镇化进程的推进以及房地产市场的高速发展，我国卫浴市场也得到迅速发展，据国家有关部门统计，每年用于生产卫浴阀门的铜锭以20％以上的速度递增，普通卫浴产品需求量将更大。现行卫浴产品主要是水暖部件，阀门，花洒等。我国常用的卫浴用铜锭的原材料为紫铜，锌，铅，硅，铝，加工回料等，生产工艺主要为重力浇铸，其优势为：1、便于除杂，具备敞开空间可以随着结晶过程进行，杂质在结晶前沿聚集，类似区域精炼；2、操作方便，采用重力流动进入模具，自然冷却成型。因此重力浇铸适用于对于杂质要求含量较低的B级铜锭，但该方法存在成本高，效率低，不能连续化生产，工艺流程长等问题。
[0003]B级铜锭主要用于卫浴、阀门等水暖部件，常规的生产工序为熔炼
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重力浇铸
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修边
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抛光
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检验
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打包
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入库，工序长，铸造完成后需要重新加料，模具清理等，如果采用水平连铸工艺生产B级铜锭，在作业方面浇铸，修边，抛光，模具清理，喷涂脱模剂均可以省去，作业环境可以得到很大的改善，效率可大大提高，成本显著降低，但因为水平连铸不具备供杂质上浮的敞开空间，因此如果熔炼过程中除杂不完全，杂质会夹在晶界区域、枝晶交叉区域，难以排除到铸锭表面，在后期的抛光后，抛光硬质点的数量较多，达不到B级铜锭的要求。
[0004]因此，通过水平连铸制备B级铜锭的方法还需要进一步改进。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种满足B级铜锭要求的水平连铸制备B级铜锭的方法。
[0006]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种水平连铸制备B级铜锭的方法，其特征在于：包括以下制备步骤：
[0007]1)备料：按照所需成分配备原料，原料包括：电解板、59
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1除铁末、0#锌、1#铅、铝块、镁块、铝硼合金、精炼剂、除渣剂、硼砂、细化剂；
[0008]2)熔炼：
[0009](1)加电解板熔化；
[0010](2)电解板熔化后，将59
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1除铁末混和硼砂加入熔炼炉中，打压打到550～650V，待59
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1除铁末全部熔化后，打高压750～850V，温度升高到1100℃～1150℃，加入除渣剂后开始快速捞渣，捞渣完成后电压打到550～650V，温度降低到950℃～1000℃；
[0011](3)待59
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1除铁末全部熔化后，电压降低到450～540V，温度降低到900℃～950℃，
依次加入铝块、1#铅、0#锌；其中，铝块在该阶段全部加入；
[0012](4)化验补料，待成分合格后，电压打到750～850V，大喷火3～10秒，降低电压到550～650V，温度在1000～1100℃；
[0013](5)铜水转入保温炉，将精炼剂用钟罩压入铜水，反应完成后取出；
[0014](6)分别加入镁块和铝硼合金，并充分搅拌；
[0015](7)用钟罩压入细化剂，搅拌20～40秒；
[0016](8)电压打到750～850V，升温大喷火，持续3～10秒，电压降低到350～450V，温度降低到950～1000℃，保温炉静止5～15min；
[0017](9)电压打到550～650V，甩杯合格且温度达到1050℃～1070℃进行拉铸，不合格继续精炼直到合格为止；
[0018]3)拉铸：温度合格后铜水流入结晶器开始拉铸得到铜锭，拉铸速度1～10mm/min、节距3～10mm、停顿1～3s；
[0019]所述铜锭的质量百分比组成为，Cu：59％～60％，Al：0.5％～0.8％，Sn+Fe≤1.0％，As≤0.02％，Pb：1.0％～1.8％，Si≤0.02％，Ni≤0.2％，Mn≤0.02％，Bi≤0.02％，余量为Zn余量，其他杂质在0.01％以内。
[0020]作为优选，所述硼砂的添加量为原料总质量的0.01～0.03％，镁块的添加量为原料总质量的0.001～0.003％，铝硼合金的添加量为原料总质量的0.005～0.015％。镁块主要作用除气和氧化夹渣，镁形成氧化镁和杂质氧化物形成杂质盐，最后浮在熔体表面，镁的加入量高于0.003％，会增加材料的脆性，不利用氢氧平衡，导致氢析出形成气孔，低于0.001％基本没有作用。
[0021]铝硼合金和硼砂均作用于细化晶粒，铝硼，硼砂熔化后电离出硼，硼可以作为结晶核心，异质形核，细化晶粒，铝硼合金高于0.015％会增加铜水的黏度，低于0.005％作用效果弱，硼砂高于0.03％会使炉灰的板结，导致炉灰机械夹渣增加，同时熔体带入杂质几率增加，低于0.01％细化效果一般。
[0022]作为优选，所述步骤3)中，结晶器外侧铜套内加一次冷却水，在距离棒坯出结晶器30mm～80mm处设二次冷却水；一次冷却水的水温为10℃～30℃，冷却水的流量为2～8m3/h，二次冷却水的水温为10℃～30℃，冷却水的流量为2～8m3/h。通过两次冷却水的控制一方面进一步细化铸锭的晶粒，晶粒细化可以降低杂质在基体存在的几率，因为晶粒细化消除了枝晶空隙，消除了杂质夹杂在枝晶空隙而无法排除到铸锭表面的可能性，晶粒细化后杂质随着结晶过程会排挤到铸棒表面。
[0023]作为优选，所述步骤3)中得到铜锭的微观组织为：铸锭边部区域以及中心区域均为等轴晶区，边部区域晶粒度为15μm以下，中间区域的晶粒度为50μm以下。
[0024]传统水平连铸得到铜锭的微观组织为：铸锭边部区域为等轴晶区，中心区域为等轴晶区，铸锭边部区域与中心区域之间的中间区域为柱状晶，边部区域晶粒度相对较小，但中间区域为粗度的柱状晶，晶粒粗大，易造成结晶过程中排杂困难。本申请得到的铜锭消除了粗大柱状晶，且不存在枝晶空隙，晶粒得到细化，实现了杂质随着结晶过程排挤到铸棒表面，减少了杂质存在在铜锭内。
[0025]作为优选，所述铜锭的规格为Φ15～80mm，所述边部区域为距离铜锭表面2～5mm以内的区域，剩余区域为所述中间区域。
[0026]作为优选，所述步骤3)中得到的铜锭抛光后，在100mm2区域面积上的硬质点以及气孔的总数量在5个以内。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：通过控制水平连铸的加料顺序以及工艺参数制备铜锭，铜锭产品抛光质量好，无流星尾巴及凹陷凸起缺陷，成品表面光滑、细致，有利于后期电镀操作；铜锭抛光后，在100mm2区域面积上，硬质点以及气孔的数量在5个以内，等级达到B级锭标准，满足生产环保卫浴用铜锭使用要求，而且缩短工序，连续作业，具有更高的利润本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水平连铸制备B级铜锭的方法，其特征在于：包括以下制备步骤：1)备料：按照所需成分配备原料，原料包括：电解板、59
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1除铁末、0#锌、1#铅、铝块、镁块、铝硼合金、精炼剂、除渣剂、硼砂、细化剂；2)熔炼：(1)加电解板熔化；(2)电解板熔化后，将59
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1除铁末混和硼砂加入熔炼炉中，打压打到550～650V，待59
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1除铁末全部熔化后，打高压750～850V，温度升高到1100℃～1150℃，加入除渣剂后开始快速捞渣，捞渣完成后电压打到550～650V，温度降低到950℃～1000℃；(3)待59
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1除铁末全部熔化后，电压降低到450～540V，温度降低到900℃～950℃，依次加入铝块、1#铅、0#锌；其中，铝块在该阶段全部加入；(4)化验补料，待成分合格后，电压打到750～850V，大喷火3～10秒，降低电压到550～650V，温度在1000～1100℃；(5)铜水转入保温炉，将精炼剂用钟罩压入铜水，反应完成后取出；(6)分别加入镁块和铝硼合金，并充分搅拌；(7)用钟罩压入细化剂，搅拌20～40秒；(8)电压打到750～850V，升温大喷火，持续3～10秒，电压降低到350～450V，温度降低到950～1000℃，保温炉静止5～15min；(9)电压打到550～650V，甩杯合格且温度达到1050℃～1070℃进行拉铸，不合格继续精炼直到合格为止；3)拉铸：温度合格后铜水流入结晶器开始拉铸得到铜锭，拉铸速度1～10mm/min、...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳好，方惠康，孙立成，舒孟洋，
申请(专利权)人：宁波金田铜业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：