专利名称：铜熔体过滤脱氧工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种过滤脱氧工艺，特别是一种铜熔体过滤脱氧工艺，属于金属冶炼领域。
背景技术：
铜在熔炼过程中极易氧化，熔炼后期必须对熔体脱氧，脱氧是铜熔体净化的关键技术之一。生产中常采用磷、镁、锂、木炭等脱氧剂脱氧，但残余磷强烈降低铜的导电性能，不能用于导电铜的生产；镁的脱氧产物氧化镁粘度大，易在铜中形成氧化夹杂；锂价格昂贵，不易保存，且用量不当会导致熔体吸氢；木炭密度小，浮于液面，仅能够通过液相扩散传质对整个溶池脱氧，一般用于熔体覆盖和预脱氧。此外，这些常规脱氧技术一般用于含氧量在1000ppm以下的熔体脱氧，若采用氧化法去除铜熔体中的气体和杂质，则熔体中会残余大量的氧化亚铜，此时需采用更加高效的脱氧方法，同时对熔体不产生二次污染。
经文献检索发现，Y.W.CHANG等人在《METALLURGICAL TRANSACTIONS B》VOLUME 20B，ARPIL 1989187~196上发表了“Kinetics of Deoxidation ofLiquid Copper by Graphite Particles during Submerged Injection”一文(“液态铜中喷吹石墨粉脱氧的动力学研究”，《冶金会刊B》，Vol.20B，1989年4月187～196)，该文中提到采用以氮气作为载体，向熔池内喷吹石墨粉的方法对熔体脱氧，该方法虽然脱氧速度快，但它不能应用于普通的“熔炼—保温”两炉连铸系统，而且需配备一套专用的吹气装置，气体流量控制不当易引起液面翻腾，导致熔体重新氧化，作为载体的氮气必须十分干燥，若含微量的水汽会使熔体吸氢。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种铜熔体过滤脱氧工艺，使其在不污染熔体的前提下，采用过滤熔体的方法，迅速降低熔体含氧量，达到稳定生产无氧铜的要求，而且装置简单，成本低廉，无污染。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明方法如下在水平连铸或上引连铸工艺中，将铜熔体过滤脱氧装置安装于保温炉中，使过滤器有孔的侧面对准连接熔炼炉和保温炉的流槽，熔炼炉内流出的熔体全部进入过滤器彻底脱氧，采用石墨或碳化硅结合氮化硅陶瓷作为过滤箱材料，选用的木炭粒度范围为30~50mm，选用的过滤时间为10～60s，熔体中氧含量降至5ppm以下。
以下对本发明作进一步的限定，工艺步骤如下(1)整个生产装置由熔炼炉、流槽、过滤脱氧装置和保温炉组成，熔炼炉和保温炉都采用工频感应加热，它们通过流槽相连，过滤脱氧装置由一个中空的过滤箱体和一个与之相连的连接杆组成，过滤箱体用石墨或碳化硅结合氮化硅陶瓷制造，在箱体的左右侧壁上钻有直径5～30mm的通孔，在过滤箱体的上下底面也有直径5～30mm的通孔，以便过滤脱氧装置浸入或提出熔体。
(2)将煅烧的木炭封装于过滤箱体内，然后将整个过滤装置预热到250～400℃，去除吸附的水分。
(3)选用抗氧化的碳化硅结合氮化硅陶瓷连接杆将预热后的过滤箱体浸没于保温炉中，保证过滤器上表面低于铜液面，防止石墨氧化，并使过滤箱体有孔的侧面对准流槽。
(4)调整保温炉的加热功率，使保温炉内熔体温度保持在1130～1150℃。
(5)熔炼炉内的熔体在液压差的作用下，经流槽进入保温炉，并从过滤箱体的一个侧面流进过滤箱，在木炭的间隙中流动并对保温炉内的熔体进行过滤脱氧，过滤后的熔体从过滤箱的另一个侧面流出。
本发明与现有技术相比，(1)采用了过滤箱过滤铜熔体的工艺净化铜熔体。将铜熔体引入过滤器，增加了熔体与过滤介质的接触面积，使脱氧反应能够迅速进行；(2)采用了石墨或碳化硅结合氮化硅陶瓷作为过滤箱材料，既不污染铜液还参与脱氧；(3)煅烧的块状木炭作为过滤介质和脱氧剂，颗粒间隙不会影响熔体流动，脱氧产物为不溶于铜的气体，且原料来源广、价廉；(4)采用炭化硅结合氮化硅材料制作连接杆，不污染熔体，抗氧化能力强。
具体实施例方式
结合本发明内容提供以下实施例，采用本发明的铜熔体过滤脱氧工艺(1)整个生产装置的熔炼炉和保温炉都采用工频感应加热，(2)将煅烧的木炭封装于过滤箱体内，然后将整个过滤装置预热到250～400℃，(3)选用抗氧化的碳化硅结合氮化硅陶瓷连接杆将预热后的过滤箱体浸没于保温炉中，保证过滤器上表面低于铜液面，并使过滤箱体有孔的侧面对准流槽，(4)调整保温炉的加热功率，使保温炉内熔体保温，(5)熔炼炉内的熔体在液压差的作用下，经流槽进入保温炉，流进过滤箱，在木炭的间隙中流动并对保温炉内的熔体进行过滤脱氧。
本发明可迅速降低熔体中的氧含量，实施例的工艺参数的选择详见下表
权利要求
1.一种铜熔体过滤脱氧工艺，其特征在于，在水平连铸或上引连铸工艺中，将铜熔体过滤脱氧装置安装于保温炉中，使过滤器有孔的侧面对准连接熔炼炉和保温炉的流槽，熔炼炉内流出的熔体全部进入过滤器彻底脱氧，采用石墨或碳化硅结合氮化硅陶瓷作为过滤箱材料，选用的过滤时间为10～60s，熔体中氧含量降至5ppm以下。
2.根据权利要求1所述的铜熔体过滤脱氧工艺，其特征是，以下对本发明的进一步限定，工艺步骤如下(1)选择生产装置，整个生产装置由熔炼炉、流槽、过滤脱氧装置和保温炉组成，熔炼炉和保温炉都采用工频感应加热，它们通过流槽相连，过滤脱氧装置由一个中空的过滤箱体和一个与之相连的连接杆组成，过滤箱体用石墨或碳化硅结合氮化硅陶瓷制造，在箱体的左右侧壁上钻有直径5～30mm的通孔，在过滤箱体的上下底面也有直径5～30mm的通孔；(2)将煅烧的木炭封装于过滤箱体内，然后将整个过滤装置预热到250~400℃，去除吸附的水分；(3)用抗氧化的碳化硅结合氮化硅陶瓷连接杆将预热后的过滤箱体浸没于保温炉中，保证过滤箱体上表面低于铜液面，防止石墨氧化，并使过滤箱体有孔的侧面对准流槽；(4)调整保温炉的加热功率，使保温炉内熔体温度保持在1130~1150℃；(5)熔炼炉内的熔体在液压差的作用下，经流槽进入保温炉，并从过滤箱体的一个侧面流进过滤箱，在木炭的间隙中流动并对保温炉内的熔体进行过滤脱氧，过滤后的熔体从过滤箱的另一个侧面流出。
3.根据权利要求1所述的铜熔体过滤脱氧工艺，其特征是，采用石墨或碳化硅结合氮化硅陶瓷作为过滤箱材料，选用的木炭粒度范围为30~50mm。
全文摘要
一种铜熔体过滤脱氧工艺，属于金属冶炼领域。本发明在水平连铸或上引连铸工艺中，将铜熔体过滤脱氧装置安装于保温炉中，使过滤器有孔的侧面对准连接熔炼炉和保温炉的流槽，熔炼炉内流出的熔体全部进入过滤器彻底脱氧，采用石墨或碳化硅结合氮化硅陶瓷作为过滤箱材料，选用的木炭粒度范围为30～50mm，选用的过滤时间为10～60s，熔体中氧含量降至5ppm以下。本发明在不污染熔体的前提下，采用过滤熔体的方法，迅速降低熔体含氧量，达到稳定生产无氧铜的要求，而且装置简单，成本低廉，无污染。
文档编号C22B15/00GK1555944SQ20031010988
公开日2004年12月22日 申请日期2003年12月30日 优先权日2003年12月30日
发明者孙宝德, 高海燕, 倪红军 申请人:上海交通大学