含易氧化合金元素铜合金的非真空水平连铸的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及含易氧化合金元素铜合金的非真空水平连铸的方法及装置，包括中频无芯感应熔炼炉、中频感应保温炉和结晶器，在中频感应保温炉上方安装易氧化合金元素送料装置。制备时，先将原料加入到中频无芯感应熔炼炉中升温，覆盖木炭，待熔化后升温至１２００℃～１４００℃，除氧造渣后将熔体经流槽转移到中频感应保温炉中，流槽和中频感应保温炉中均通入保护气体，保温炉中的熔体采用木炭覆盖；在熔体转移的同时，将易氧化合金元素通过内充保护气体的石墨管送入中频感应保温炉，石墨管外围的保护罩中通入保护气体，熔体温度在１１００℃～１３００℃；进行水平连铸，铸造过程超过３０分钟时进行二次合金化，实现含易氧化合金元素的铜合金的非真空连续铸造。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种铜合金非真空水平连铸方法，尤其涉及一种含易氧化 合金元素铜合金的非真空水平连铸方法及其装置，属于有色金属制备技术 领域。
技术介绍
某些含易氧化合金元素的铜合金如Cu-Cr-Zr、 CuTi合金，具有优良的 性能。Cu-Cr-Zr合金具有高强度、高导电率的特点，可以应用于电子引线 框架、电气化铁路机车导线、大型结晶器等，具有良好的市场前景；CuTi 合金具有极高的强度、弹性性能，是理想的高强、高弹环保铜合金材料。目前工业生产中Cu-Cr-Zr、 CuTi合金的制备普遍采用真空熔炼方法， 真空制备生产方式存在如下问题①真空熔炼设备投资较大，设备占地面 积较大；②采用真空设备进行半连续铸造，铸造过程需要真空，生产效率 较低，不适应大规模生产，限制了Cu-Cr-Zr等合金的产业化生产与应用。近几年，国内也开始研究Cu-Cr-Zr、 CuTi合金非真空技术，相关的报 道和专利也层出不穷，但对于工业化大规模生产(如〉lt熔炼炉)的设备 和方法较少提及。如今铜加工行业及下游应用市场的反馈信息表明， Cu-Cr-Zr、 CuTi合金非真空制备技术推广及其产品具有很大的经济效益和 社会效益。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种含易氧化合金元 素铜合金的非真空水平连铸的方法及装置，适用于制备较大巻中的含易氧化金属元素的铜合金材料及制品。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现含易氧化合金元素铜合金的非真空水平连铸的装置，包括熔炼炉、保 温炉和结晶器，结晶器与保温炉相衔接，特点是所述熔炼炉为中频无芯 感应熔炼炉，所述保温炉为中频感应保温炉，中频无芯感应熔炼炉的流口 高度高于中频感应保温炉，中频无芯感应熔炼炉的流口通过流槽与中频感 应保温炉相连通；在中频感应保温炉上方安装易氧化合金元素送料装置， 所述易氧化合金元素送料装置包含石墨管、耐火材质保护罩和送料轮，所 述石墨管伸入中频感应保温炉中，所述送料轮与石墨管驱动连接，送料轮 可驱动石墨管上下运动，在石墨管的外围安装耐火材质保护罩；另外，所 述石墨管和流槽还接入保护气体管路。进一步地，上述的含易氧化合金元素铜合金的非真空水平连铸的装 置，其中，所述耐火材质保护罩接入保护气体管路。更进一步地，含易氧化合金元素铜合金的非真空水平连铸的方法，特 点是首先将原料加入到中频无芯感应熔炼炉中升温，并覆盖木炭，继续 加热至金属全部熔化，升温至120(TC 140(TC，除氧造渣后将熔体经流槽 转移到中频感应保温炉中，流槽和中频感应保温炉中均通入保护气体，中 频感应保温炉中的熔体采用木炭覆盖；在熔体从流槽转移进入中频感应保 温炉的同时，将配比好的易氧化合金元素通过内充保护气体的石墨管连续 送入中频感应保温炉，石墨管外围的耐火材质保护罩中亦通入保护气体，保温加热使熔体温度在110(TC 130(TC;最后进行水平连铸，铸造过程超 过30分钟时进行二次合金化以稳定合金成分。再进一步地，上述的含易氧化合金元素铜合金的非真空水平连铸的方法，其中，所述保护气体为CO、 N2、 Ar中的一种或几种的的混合气体。本专利技术技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在本专利技术在水平连续铸造设备的基础上，设置一套易氧化合金元素送料装置，有效地添加合金元素，使用覆盖剂保护中频无芯感应熔炼炉及中频 感应保温炉内的熔体，采用气氛保护工艺和二次合金化工艺，实现含易氧化合金元素的铜合金的非真空连续铸造，从而实现CuCrZr、 CuTi等铜合 金的非真空产业化制备。附图说明下面结合附图对本专利技术技术方案作进一步说明 图1:本专利技术装置的结构示意图。 图中各附图标记的含义见下表附图 标记含义附图 标记含义附图 标记含义1中频无芯感应 熔炼炉2中频感应保温 炉石墨管4耐火材质保护 罩送料轮6木炭7结晶器8流槽具体实施例方式提供一种铜合金非真空水平连铸方法及装置，采用该方法及装置能够 在气氛保护环境下实现易氧化合金元素的连续添，实现合金成分的调整与 控制，从而实现易氧化铜合金的高效、连续化生产。如图1所示，含易氧化合金元素铜合金的非真空水平连铸的装置，主要包括熔炼炉l、保温炉2、流槽和结晶器7，其中，熔炼炉l采用中频无 芯感应熔炼炉，保温炉2采用中频感应保温炉，中频无芯感应熔炼炉l的 流口高度高于中频感应保温炉2，中频无芯感应熔炼炉1的流口通过流槽 8与中频感应保温炉2相连通，中频感应保温炉2与结晶器7相衔接；在 中频感应保温炉2上方安装易氧化合金元素送料装置，易氧化合金元素送 料装置包含石墨管3、耐火材质保护罩4和送料轮5，石墨管3伸入中频感应保温炉2中，送料轮5与石墨管3驱动连接，送料轮5可驱动石墨管 3上下运动，在石墨管3的外围安装耐火材质保护罩4;另外，石墨管3 和耐火材质保护罩4以及流槽8均接入保护气体管路。易氧化合金元素送料装置安装在中频感应保温炉上方，易氧化合金元 素送料装置中石墨管3的高度可以上下调节，石墨管3内可通入保护气体， 防止送料过程熔体受到污染；石墨管外装有保护罩4，保护罩材质为耐火 材料，保护罩4内可通入保护气体，以延长石墨管3的使用寿命。运用上述装置进行含易氧化合金元素铜合金的非真空连续制备时，首 先将原料加入到中频无芯感应熔炼炉1中升温，并覆盖木炭，继续加热至 金属全部熔化，升温至1200°C 1400°C，除氧造渣后将熔体经流槽8转移 到中频感应保温炉2中，流槽8和中频感应保温炉2中均通入保护气体 (CO、 N2、 Ar中的一种或几种的的混合气体)，中频感应保温炉2中的熔 体采用木炭6进行覆盖；在熔体从流槽转移进入中频感应保温炉的同时， 将配比好的易氧化合金元素通过内充保护气体的石墨管3连续送入中频感 应保温炉2，石墨管外围的耐火材质保护罩4中亦通入保护气体，保温加 热使熔体温度在1100。C 130(rC;最后进行水平连铸。在铜合金水平连铸设备基础上，通过安装易氧化合金元素送料装置， 采用覆盖剂与保护气氛双重保护工艺及二次合金化工艺，实现含易氧化合 金元素铜合金的连续生产。合金元素可以采用线材形式连续送入，也可以 采用棒料或颗粒形式添加。中频无芯感应熔炼炉及中频感应保温炉中的熔 体采用煅烧木炭作为覆盖剂，另外流槽、保温炉、易氧化合金元素送料装 置采用保护气体实施辅助性保护。合金熔体充分熔化后，升温至工艺温度， 除氧、造渣、静置，进行初步合金化，成分检验合格后熔体转移。熔体通 过流槽从熔炼炉转移至保温炉，流槽内通入保护性气氛，保护气氛可以是 CO、 N2、 Ar，或者几种气体的混合物。通过易氧化合金元素送料装置向保 温炉中添加易氧化合金元素，静置均匀后，开始半连续铸造。实施例l: CiiCrZr合金非真空制备首先将电解铜投入中频无芯感应熔炼炉1中加热，覆盖木炭，待电解 铜部分熔化时加入Cr或者CuCr中间合金，继续加热至金属全部熔化，升 温至1200°C 1400°C，除氧造渣，取样分析，Cr元素含量达标后将熔体 经流槽8转移到中频感应保温炉2中；在熔体从流槽8转移进入中频感应保温炉2的同时，将配比好的易氧 化合金元素(如Zr、 Mg、 Si、 Ti等)通过内充保护气氛的石墨管3连续 送入中频感应保温炉2，石墨管外层的耐火材质保护罩4中亦通入保护性 气体本文档来自技高网...

【技术保护点】
含易氧化合金元素铜合金的非真空水平连铸的装置，包括熔炼炉、保温炉和结晶器，结晶器与保温炉相衔接，其特征在于：所述熔炼炉为中频无芯感应熔炼炉，所述保温炉为中频感应保温炉，中频无芯感应熔炼炉的流口高度高于中频感应保温炉，中频无芯感应熔炼炉的流口通过流槽与中频感应保温炉相连通；在中频感应保温炉上方安装易氧化合金元素送料装置，所述易氧化合金元素送料装置包含石墨管、耐火材质保护罩和送料轮，所述石墨管伸入中频感应保温炉中，所述送料轮与石墨管驱动连接，送料轮可驱动石墨管上下运动，在石墨管的外围安装耐火材质保护罩；另外，所述石墨管和流槽还接入保护气体管路。

【技术特征摘要】
1.含易氧化合金元素铜合金的非真空水平连铸的装置，包括熔炼炉、保温炉和结晶器，结晶器与保温炉相衔接，其特征在于所述熔炼炉为中频无芯感应熔炼炉，所述保温炉为中频感应保温炉，中频无芯感应熔炼炉的流口高度高于中频感应保温炉，中频无芯感应熔炼炉的流口通过流槽与中频感应保温炉相连通；在中频感应保温炉上方安装易氧化合金元素送料装置，所述易氧化合金元素送料装置包含石墨管、耐火材质保护罩和送料轮，所述石墨管伸入中频感应保温炉中，所述送料轮与石墨管驱动连接，送料轮可驱动石墨管上下运动，在石墨管的外围安装耐火材质保护罩；另外，所述石墨管和流槽还接入保护气体管路。2. 根据权利要求1所述的含易氧化合金元素铜合金的非真空水平连 铸的装置，其特征在于所述耐火材质保护罩接入保护气体管路。3. 含易氧化合金元素铜合金的非真空...

【专利技术属性】
技术研发人员：李华清，向朝建，陈忠平，朱永兵，
申请(专利权)人：苏州有色金属研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]