專利名稱：一種純銅冶煉脫氧方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種純銅冶煉脫氧方法。
背景技術(shù)：
純銅是一種重要的有色金屬，具有優(yōu)良的綜合性能，如導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐蝕性及良好的工藝性，廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)部門(mén)。純銅的熔點(diǎn)較高為1083℃，與氫、氧有很強(qiáng)的親和力。在升溫熔化過(guò)程中，氫熔解在銅液中，而氧與銅生成Cu2O；在降溫凝固過(guò)程中，氫的溶解度降低，在排出的過(guò)程中與氧結(jié)合以H2O的形式析出，容易導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生裂紋、氣孔等缺陷。另外雜質(zhì)元素特別是P、Fe、Si與As，會(huì)顯著降低純銅鑄件的電導(dǎo)率。因此，純銅熔煉基本采用氧化性氣氛中熔煉，從而必須阻止氫氣的進(jìn)入，但是此種方法熔煉后的銅液中含有大量的氧氣，故必須進(jìn)行脫氧處理。為了獲得高質(zhì)量的純銅液體，必須選擇合理的脫氧劑和脫氧工藝，使得脫氧后的氧的殘留量不僅能夠保證鑄件的力學(xué)性能，同時(shí)脫氧劑產(chǎn)生的雜質(zhì)也不能對(duì)銅液不產(chǎn)生污染。有人公開(kāi)了的純銅脫氧幾種方法，如公開(kāi)號(hào)CN1555944A的《銅熔體過(guò)濾脫氧工藝》，公開(kāi)號(hào)CN1415768A的《一種生產(chǎn)超低氧銅的精煉技術(shù)》，公開(kāi)號(hào)CN1403230A的《在電磁場(chǎng)下銅液脫氧方法》，但這些方法都有不同程度的存在對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改造或者購(gòu)買新的設(shè)備，從而增加生產(chǎn)成本，或者工藝過(guò)于復(fù)雜導(dǎo)致實(shí)用性和適用性大幅降低。而傳統(tǒng)的脫氧方式往往是雖然能夠滿足脫氧，卻導(dǎo)致銅液污染，降低產(chǎn)品的物理性能。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有純銅脫氧方法的上述不足，本發(fā)明提供一種在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上，無(wú)需進(jìn)行升級(jí)改造，即可獲得優(yōu)良脫氧效果的方法，同時(shí)工藝過(guò)程簡(jiǎn)便，對(duì)銅液不造成污染。
本發(fā)明能是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
在純銅熔煉的過(guò)程中保持氧化性氣氛，阻止銅液吸氫。根據(jù)銅液重量及工藝要求，加入適量的CaB6混合粉末，將CaB6混合粉末準(zhǔn)備好，根據(jù)所需鑄件的壁厚選擇加入CaB6混合粉末的溫度，在出爐前將CaB6混合粉末包裝壓入銅液底部，使其充分反應(yīng)，從而將銅液中的氧氣去除。等待反應(yīng)結(jié)束后，將干燥的石墨管插入銅液中，吹入氬氣3～5min。從而獲得良好的銅液，即可澆注。
具體要求如下1、本發(fā)明采用CaB6混合粉末作為脫氧劑，其成分(質(zhì)量)配比為CaB6≥88％，C≤11％，雜質(zhì)≤1％；2、CaB6混合粉末脫氧劑的粒度為60目-150目(公制目)。
3、CaB6混合粉末脫氧劑的加入量每100kg純銅溶液加入240g～260g的CaB6混合粉末。
4、將CaB6混合粉末脫氧劑裝在純銅管內(nèi)(純度T2)，每只純銅管裝入的CaB6混合粉末脫氧劑一般不應(yīng)超過(guò)650g，把純銅管的兩端壓緊密封。封裝采用規(guī)格為Φ40×3mm，長(zhǎng)度300±10mm的純銅管。
5、根據(jù)每爐純銅熔化量，計(jì)算出CaB6混合粉末脫氧劑的加入量，準(zhǔn)確稱重后，將CaB6混合粉末脫氧劑裝入純銅管，兩端壓緊密封。
6、CaB6混合粉末脫氧劑的加入方式在純銅液體出爐時(shí)，把包裝CaB6混合粉末脫氧劑的純銅管用放入爐內(nèi)，用石墨半園(可方便快捷的壓入)壓棒壓入熔煉爐底部，使純銅管內(nèi)的CaB6混合粉末脫氧劑和熔煉爐內(nèi)的銅液充分反應(yīng)。
6、根據(jù)純銅鑄件的厚薄選擇CaB6混合粉末脫氧劑的加入溫度。
薄壁鑄件(壁厚小于13mm) 1250℃±10℃；中型鑄件(壁厚13mm-38mm)1220℃±10℃；厚壁鑄件(壁厚38mm以上) 1190℃±10℃；7、CaB6混合粉末脫氧劑與銅液反應(yīng)時(shí)發(fā)生較為劇烈的沸騰現(xiàn)象，并伴隨氣體排除。目測(cè)沸騰停止后(反應(yīng)時(shí)間會(huì)持續(xù)1～3min)，即為反應(yīng)結(jié)束。此時(shí)，將干燥的石墨吹氣管插入銅液中，吹入氬氣3～5min，此時(shí)脫氧完畢，可獲得氧含量不大于5ppm的銅液，扒渣后即可澆注。
8、本發(fā)明的脫氧原理為，通過(guò)加入CaB6混合粉末脫氧劑，銅液中發(fā)生如下反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)脫氧過(guò)程CaB6+10Cu2O＝CaO+3B2O3+20Cu10Cu2O+C＝Cu+CO↑通過(guò)上述反應(yīng)，CaO、3B2O3進(jìn)入渣中，CO不溶于銅液中，上升排除，完成脫氧工序的反應(yīng)過(guò)程，接下來(lái)對(duì)銅液吹入氬氣，在銅液“沸騰”的過(guò)程中加速渣子的集中上浮和氣體的聚集溢出，從而獲得良好的銅液。
本純銅冶煉脫氧方法是在純銅液中加入脫氧劑，包括以下次序的步驟(一)、純銅在熔煉爐熔化加熱到1180℃-1260℃時(shí)，把密封在純銅管內(nèi)的CaB6混合粉末脫氧劑用石墨半園壓棒壓入熔煉爐底部，使純銅管內(nèi)的CaB6混合粉末脫氧劑和熔煉爐內(nèi)的銅液充分反應(yīng)，CaB6混合粉末脫氧劑的成分配比(重量)為CaB6≥88％，C≤11％，雜質(zhì)≤1％；粒度為公制60目-150目；CaB6混合粉末脫氧劑的加入量為每100kg純銅溶液加入240g～260g；(二)、CaB6混合粉末脫氧劑與銅液反應(yīng)結(jié)束后，將干燥的石墨管插入銅液中，吹入氬氣3～5min，取樣檢測(cè)表明，銅液中的氧氣含量降低至5ppm以下。
本純銅冶煉脫氧方法不僅可有效的除去銅液中的氧氣，而且脫氧的殘留物以渣子和氣體的形式排除，不對(duì)銅液產(chǎn)生污染，進(jìn)而解決了傳統(tǒng)的脫氧技術(shù)所面臨的局限(如Cu-P脫氧殘留物降低鑄件物理性能，而青木脫氧的脫氧效果較差)。因此獲得的銅液具有良好的綜合性能。而且本純銅冶煉脫氧方法操作簡(jiǎn)單，只用現(xiàn)有的銅熔煉爐及相關(guān)設(shè)備，無(wú)需新置或改裝設(shè)備即可進(jìn)行純銅冶煉脫氧，工藝成本低。


圖1是本發(fā)明采用的純銅管外形圖。
圖2是沿圖1中A-A線的剖視圖。
上述圖中1、純銅管2、緊壓密封端3、脫氧劑
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本純銅冶煉脫氧方法的具體實(shí)施方式
，但本純銅冶煉脫氧方法的具體實(shí)施方式
不局限于下述的實(shí)施實(shí)例。
實(shí)施例一本實(shí)施例鑄造的是壁厚10～12mm的空心銅冷卻板，用于煉鐵企業(yè)，屬本申請(qǐng)所說(shuō)的薄壁鑄件。把純度為99.95％的電解銅板260kg，加入到熔煉爐中熔煉，1250℃時(shí)，把內(nèi)裝650g CaB6混合粉末的純銅管用石墨棒壓到熔煉爐底，使純銅管內(nèi)的CaB6混合粉末脫氧劑和熔煉爐內(nèi)的銅液充分反應(yīng)，反應(yīng)完畢用進(jìn)行吹氬3min，扒渣。經(jīng)分析，銅液中的氧氣含量為4.4ppm，出爐鑄入高爐銅冷卻板的成型模中。
實(shí)施例二本實(shí)施例鑄造的是壁厚26mm的扇形導(dǎo)電塊，用于發(fā)電企業(yè)，屬本申請(qǐng)所說(shuō)的中型鑄件。把純度為99.95％的電解銅板480kg，加入到熔煉爐中熔煉，1220℃時(shí)，把兩只內(nèi)裝600g CaB6混合粉末(共計(jì)1200g)的純銅管用石墨壓棒依次壓到熔煉爐底，使純銅管內(nèi)的CaB6混合粉末脫氧劑和熔煉爐內(nèi)的銅液充分反應(yīng)，反應(yīng)完畢用進(jìn)行吹氬4min，扒渣。經(jīng)分析，銅液中的氧氣含量為4.7ppm，出爐鑄入高爐銅冷卻板的成型模中。
實(shí)施例三本實(shí)施例鑄造的是壁厚72mm的導(dǎo)電塊，用于煉鋼企業(yè)，屬本申請(qǐng)所說(shuō)的厚壁鑄件。把純度為99.95％的電解銅板210kg，加入到熔煉爐中熔煉，1190℃時(shí)，把內(nèi)裝525克CaB6混合粉末脫氧劑的純銅管用石墨壓棒壓到熔煉爐底，使純銅管內(nèi)的CaB6混合粉末和熔煉爐內(nèi)的銅液充分反應(yīng)，反應(yīng)完畢用進(jìn)行吹氬3min，扒渣。經(jīng)分析，銅液中的氧氣含量為4.1ppm，出爐鑄入高爐銅冷卻板的成型模中。
上述三個(gè)實(shí)施例所用的內(nèi)裝CaB6混合粉末脫氧劑的純銅管的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1、圖2，裝入CaB6混合粉末脫氧劑3的純銅管1的兩端壓緊密封，成緊壓密封端2。三個(gè)實(shí)施例用的純銅管1的規(guī)格為Φ40×3mm，長(zhǎng)度300±10mm。
權(quán)利要求
1.一種純銅冶煉脫氧方法，它包括以下次序的步驟(一)、純銅在熔煉爐熔化加熱到1180℃-1260℃時(shí)，把密封在純銅管內(nèi)的CaB6混合粉末脫氧劑用石墨半園壓棒壓入熔煉爐底部，使純銅管內(nèi)的CaB6混合粉末脫氧劑和熔煉爐內(nèi)的銅液充分反應(yīng)；CaB6混合粉末脫氧劑的成分配比(重量)為CaB6≥88％，C≤11％，雜質(zhì)≤1％；粒度為公制60目-150目；CaB6混合粉末脫氧劑的加入量為每100kg純銅溶液加入240g～260g；(二)、CaB6混合粉末脫氧劑與銅液反應(yīng)結(jié)束后，將干燥的石墨管插入銅液中，吹入氬氣3～5min，銅液中的氧氣含量降低至5ppm以下。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種純銅冶煉脫氧方法，它包括以下次序的步驟1.純銅在熔化加熱到1130℃－1250℃時(shí)，把密封在純銅管內(nèi)的CaB
文檔編號(hào)C22B9/10GK101082083SQ20071006204
公開(kāi)日2007年12月5日 申請(qǐng)日期2007年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月1日
發(fā)明者苗建軍, 李興, 芮少鋒 申請(qǐng)人:太原鋼鐵(集團(tuán))有限公司