水平连铸法制备卫浴黄铜管的工艺方法技术

本发明专利技术公开了水平连铸法制备卫浴黄铜管的工艺方法。其将铜、锌等经熔炼、保温冷却、水平连铸、切割、去除氧化层、轧管退火步骤，制备成生产所需的黄铜管。本发明专利技术具备如下优点：产品内部组织晶粒为细小、均匀的等轴晶，抗拉强度大抗高温软化强度高，抗腐蚀能力强，且工艺简单易控制，适合工业化推广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化工领域，具体涉及。
技术介绍
近年来，随着建筑业的发展，以卫生洁具用管为代表的高档黄铜管的发展十分迅猛。尤其是出口韩、日、欧、美等国家和地区的外贸卫浴管市场极为看好。黄铜管具备坚固、耐腐蚀的特性，而成为现代承包商在所有住宅商品房的自来水管道、供热、制冷管道安装的首选。铜管融众多优点于一身:黄铜管质地坚硬，具有一般金属的高强度，不易腐蚀，且耐高温、耐高压，可在多种环境中使用；同时又比一般金属易弯曲、易扭转、不易裂缝、不易折断，并具有一定的抗冻胀和抗冲击能力，因此建筑中的供水系统中铜水管一经安装，使用起来安全可靠，甚至无需维护和保养。该产品以尺寸偏差、机械性能、表面质量和直度要求严格为主要特点，加工难度大，对工艺装备的水平要求也比较高。目前，国内生产规模小、产品质量不稳定，许多卫浴管件公司所用的铜管依赖进口。连铸是将液体金属经过一组特殊的冷却和支撑装置连续地浇铸成一定断面形状铸坯的过程。水平连铸是常用的一种连铸工艺，因其铸坯的牵引方向与地平面平行，故称之为水平连铸。与传统铸造技术相比有以下优点:(I)节约工序、缩短流程；与模铸相比，其省掉了 1旲铸的脱1旲、整1旲、铸淀均热和开还等工序，基建投资可节约40%,占地面积减少30%,劳动力节省75%，缩短产品生产周期，提高生产效率；(2)提高金属收得率:模铸的切头切尾损失为10%-20%，而连铸的切头切尾损失仅为1%_2%，故可提高金属收得率，减少原料的浪费，降低成本；(3)降低能量消耗:连铸省掉了均热炉的再加热工序，可使能量消耗减少1/4 一 1/2铸坯直接轧制，能量消耗还可进一步降低，而且缩短了加工周期；(4)生产过程机械化和自动化程度高；(5)铸坯质量好:可以生产多种金属和合金，而且型材品种多，由于金属被迅速冷却，结晶致密，组织均匀，可以获得质量好的铸坯；(6)水平连铸机设备高度低，无需建高大厂房，特别适用于中小型车间；(7)水平连铸机设备结构简单，设备重量比弧形机少40%，故基建投资较省；由于设备水平放置，安装维修方便；(8)中间包与结晶器连成一个整体，避免了二次氧化，铸坯的纯洁度较高，可以浇铸的金属和合金范围大；(9)与弧形连铸相比，水平连铸结晶器的静压力较高，凝固坯壳与结晶器表面接触好，结晶器的冷却强度大，且不易产生铸坯鼓肚，铸坯成分偏析小；(10)铸坯是按水平方向拉出的，无需矫直机构，因此可浇铸难于变形的高合金铸坯；(11)特别适用于生产优质小断面铸坯。然而由于设备，影响水平连铸铸坯质量的因素(如铸造温度，结晶器以及牵引速度等)等很多方面的影响，生产的铜管会出现很多缺陷:表面粗糙、沟槽、偏心、粗拉道、间断性液穴小坑、波浪状重叠、内壁氧化、气孔、缩孔、夹渣和内部裂纹等，为了改善铸坯的质量，提高产品的成材率，降低产品的加工成本，就需要对水平连铸工艺进行一些研究，掌握缺陷是由于什么原因造成的，缺陷和工艺参数之间的关系，通过调整水平连铸的各个工艺参数来提高产品质量。水平连铸生产卫浴黄铜管的过程受到很多因素的影响，是一个复杂的过程。因此产品的质量就是多种因素综合影响的结果，影响产品质量的因素可以分为两类:一是与水平连铸工艺本身有关的影响因素，二是与工人操作有关的因素，水平连铸工艺本身的影响因素，包括:原材的加入量，加料顺序及方法，熔化炉、保温炉的温度及覆盖剂，流槽的密封及氮气保护，结晶器的设计，循环冷却水系统，拉坯速度及拉坯模式等，在这众多的影响因素中，各因素相互联系、相互制约，为研究增加了较大的难度。铜管坯水平连铸过程中产生的缺陷大致可以分为三类:表面缺陷、内部缺陷和形状缺陷。表面缺陷又分为外表面缺陷和内表面缺陷，外表面缺陷有表面裂纹，表面粗糙和沟槽等:内表面缺陷有粗拉道，间断性液穴小坑，波浪状重叠和内壁氧化等；内部缺陷有气孔，缩孔，夹渣和内部裂纹等；形状缺陷有偏心、椭圆和壁厚偏差等。因而寻求一种科学合理的加工工艺，有效整合工艺步骤，确定工艺各参数(加料量、加料顺序、熔铸温度、结晶冷凝水压力、拉铸速度等)，在黄铜管的生产实践中具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有技术存在的上述不足，目的是提供，该方法确定了科学合理的工艺步骤和工艺参数，简化并规范了工艺操作；确定了原辅料组分和用量，有效提升产品性能。实现上述目的的技术方案是: ，具体步骤为: 熔炼:将熔铸炉升温至100-15(TC，保温lh，再升温至700-80(TC，将电解铜加入熔铸炉熔炼30-60min ;再加入铜磷合金进行脱氧除杂，熔炼40_90min ;最后加入锌和微量元素，将熔铸温度控制在1040-126(TC，熔炼25-40min得熔液，并在铜-锌合金熔液表面覆盖130-170mm厚的木炭层隔氧保 温；其中，铜磷合金中铜的质量分数占88-82%，磷的质量分数占12-18% ；电解铜、铜磷合金、锌、微量元素的质量比为60-70:0.010-0.013:40-30:0.01-0.02,微量元素为镍、砷、秘、铺、猛、硒中的一种或多种； 保温冷却:熔液通过流槽导入保温炉保温，取样分析成份合格后，进入结晶器冷却结晶，控制熔液流速10-15mm/s，结晶器内冷凝水压控制在0.2-0.4Mpa ； 水平连铸:熔液结晶后，由牵引机水平牵引连续铸造，得黄铜管坯，控制拉铸速度210-280mm/min ； 切割:黄铜管坯通过与牵引机联用的一体式锯切机进行切割，长度精度控制在O-1cm ；去除氧化层:再经无心车床车表面去除氧化层，控制车床进料速度1700-2500mm/min，出料速度 1700-2500mm/min，主轴转速 420_540r/min ； 轧管退火:最后经切割轧机轧管得半成品；半成品经通过式退火炉退火即得成品。合理的铸造温度是保证良好铸锭质量的前提。在一定温度范围内，熔液温度越高，其粘度越小，流动性越好；反之，则流动性越差。但温度过高，熔体吸气氧化严重，形成的铸锭晶粒粗大，也容易产生疏松、缩孔与气孔等缺陷，再则会增加Cu和Zn的烧损，造成成材率下降。当然温度也不能选择过低，过低的铸造温度会使靠近结晶器壁的金属液过早地形成凝壳，若后来形成的凝壳不能很好地与其熔合在一起，便会形成冷隔；另外，过低的铸造温度，会使熔体的流动性变差，生成的熔渣及非金属杂质不易上浮，如果粘在石墨套内壁，会使凝壳表面和石墨内壁的摩擦阻力增大，拉坯过程易造成横裂。同时，为延长熔铸炉的使用寿命，熔铸炉升温过程需要循序渐进，若一次性升温至高温，容易造成对熔铸炉的损伤。黄铜管坯水平连铸的工艺过程包括:熔炼，结晶和牵引三道主要工序，熔炼是能否正常生产的前提，合理的熔炼工艺才能生产出优质洁净的铜液，铜液的优劣与原料和原料添加顺序相关，本申请中先添加电解铜，再添加铜磷合金，最后添加锌，避免过早加入锌导致锌的挥发浪费，同时确保铜磷合金有效起到除杂脱氧的作用，确保成品的品质优良；优质的铜液是获得良好结晶组织的基础，组织良好的管坯是正常牵引的保障，牵引程序和速度又反过来影响管坯的结晶凝固过程，也决定最终水平连铸管坯的质量。为了获得优质的管坯，必须制定合理的熔炼工艺参数，控制好结晶过程和循环冷却水系统，选择合适的牵引程序和参数。本专利技术的优点在于:确定了合理的熔铸温度梯度，在确保熔铸炉的低损耗本文档来自技高网...

【技术保护点】
水平连铸法制备卫浴黄铜管的工艺方法，其特征在于：具体步骤包括熔炼、保温冷却、水平连铸、切割、去除氧化层、轧管退火。

【技术特征摘要】
1.水平连铸法制备卫浴黄铜管的工艺方法，其特征在于:具体步骤包括熔炼、保温冷却、水平连铸、切割、去除氧化层、轧管退火。2.水平连铸法制备卫浴黄铜管的工艺方法，其特征在于:具体步骤为: 熔炼:将熔铸炉升温至100-15(TC，保温lh，再升温至700-80(TC，将电解铜加入熔铸炉熔炼30-60min ;再加入铜磷合金进行脱氧除杂，熔炼40_90min ;最后加入锌和微量元素，将熔铸温度控制在1040-126(TC，熔炼25-40min得熔液，并在铜-锌合金熔液表面覆盖130-170mm厚的木炭层隔氧保温；其中，铜磷合金中铜的质量分数占88-82%，磷的质量分数占12-18% ；电解铜、铜磷合金、锌、微量元素的质量比为60-70:0.010-0.013:40-30:0.01-0.02 ； 保温冷却:熔液通过流槽导入保温炉保温，取样分析成份合格后，进入结晶器冷却结晶，控制熔液流速10-15mm/s，结晶器内冷凝水压控制在0.2-0.4Mpa ； 水平连铸:熔液结晶后， 由牵引机水平牵引连续铸造，得黄铜管坯，控制拉铸速度210-280mm/min ； 切割:黄铜管坯通过与牵引机联用的一体式锯切机进行切割，长度精度控制在O-1cm ；去除氧化层:再经无心车床车表面去除氧化层，控制车床进料速度1700-2500mm/min，出料速度 1700-2500mm/min，主轴转速 420_540r/min ； 轧管退火:最后经切割轧机轧管得半成品；半成品经通过式退火炉退火即得成品。3.根据权利要求2所述的水...

【专利技术属性】
技术研发人员：李家德，
申请(专利权)人：江西鸥迪铜业有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36