专利名称：一种用于智能高压开关柜的高纯度无氧铜杆的加工方法
技术领域：
本发明涉及金属加工领域，尤其涉及一种用于智能高压开关柜的用于智能高压开关柜的高纯度无氧铜杆的加工方法。
背景技术：
随着我国经济的快速发展，社会对具有高导电性能的无氧铜的需求也越来越大。智能高压开关柜、导电排、发电机组线圈及其他导电线都需要大量的无氧铜杆作为制作材料。因此，无氧铜杆的市场将十分广阔，具有巨大的市场潜力。目前，美国、日本和澳大利亚等国的无氧铜杆生产工艺较为先进，但市场价格非常昂贵。而我国的无氧铜生产技术水平与上述国家还有差距，不能满足社会发展的需要。因此，要研发一种新的用于智能高压开关柜的高纯度无氧铜杆的加工方法。当前技术人员对无氧铜杆的生产工艺研究较多，但是还没有实质性的进步。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术的上述缺陷，提供用于智能高压开关柜的用于智能高压开关柜的高纯度无氧铜杆的加工方法。为解决上述问题，本发明解决其技术问题可采用的技术方案是:
用于智能高压开关柜的用于智能高压开关柜的高纯度无氧铜杆的加工方法，它包括以下步骤:
步骤一、清除阴极铜表面的铜豆和铜绿，并将所述阴极铜分割成段，每段阴极铜的重量为30 40公斤，并将所述阴极铜烘干；
步骤二、将烘干的阴极铜以及除氧剂分批次加入熔化仓中进行熔化，熔化温度为1150^1160 V，所述阴极铜和除氧剂的重量比为100:0.01 0.004，所述除氧剂由40-55重量份数的镧、2(T25重量份数的铈、15 30重量份数的六硼化钙和5 10重量份数的镨组成，在熔化的铜液表面覆盖一层5至10厘米的隔氧层，所述隔氧层由烘干的木炭、食盐和隐晶质石墨组成，其中所述木炭的粒径为10-20mm，所述木炭、食盐和隐晶质石墨的重量比为6:2:2，所述熔化仓中设有电磁震动器，以将所述除氧剂均匀分散于铜液中；
步骤三、溶化后的铜液引入保温仓，所述保温仓的温度为1150°C，于所述熔化仓和保温仓的连通处设有过滤器，以将除氧剂和被氧化后的除氧剂氧化物除去，所述保温仓的铜液表面覆盖一层隔氧层，所述隔氧层由鳞片石墨和足球烯组成，所述鳞片石墨和足球烯的重量比为100:5，所述隔氧层的厚度为5-10厘米；
步骤四、用牵引机组合式上引铜杆，引出的铜杆有双头绕杆机卷绕成盘。优选地，在所述的用于智能高压开关柜的高纯度无氧铜杆的加工方法中，所述除氧剂还包括3-5重量份数 的氟化钙。优选地，在所述的用于智能高压开关柜的高纯度无氧铜杆的加工方法中，所述除氧剂由40重量份数的镧、20重量份数的铈、30重量份数的六硼化钙和5重量份数的镨组成。优选地，在所述的用于智能高压开关柜的高纯度无氧铜杆的加工方法中，所述牵引机具有多个牵引速度不同的档位，可根据铜杆尺寸的不同设定不同的牵引速度，当铜杆的直径为8-10毫米时，牵引功率为90-120V，当铜杆的直径为16-20毫米时，牵引功率为50-60V,当铜杆的直径为20-25毫米时，牵引功率为40-50V。优选地，在所述的用于智能高压开关柜的高纯度无氧铜杆的加工方法中，向所述熔化仓和保温仓的铜液上方注入氮气。优选地，在所述的用于智能高压开关柜的高纯度无氧铜杆的加工方法中，在上引铜杆时，在结晶器前端安装过滤装置，以除去铜液中的残渣。本发明的所述的用于智能高压开关柜的高纯度无氧铜杆的加工方法具有除氧效果好，成品铜杆的含氧量低于5ppm;除杂效率高，磷和硫的含量均低于3ppm。其他有益效果将在具体实施方式
部分详细叙述。应当认识到，本发明以上各方面中的特征可以在本发明的范围内自由组合，而并不受其顺序的限制一只要组合后的技术方案落在本发明的实质精神内。
下面将结合附图及实施例对本发明用于智能高压开关柜的高纯度无氧铜杆的加工方法作进一步说明，附图中:
图1是本发明用于智能高压开关柜的高纯度无氧铜杆的加工方法的加工流程图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
，进一步阐明本发明，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读本发明之后，本领域的技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请的权利要求所限定的范围。如图1所示，本发明公开了用于智能高压开关柜的用于智能高压开关柜的高纯度无氧铜杆的加工方法。在实施例一中，该方法包括如下步骤:
步骤一、清除阴极铜表面的铜豆和铜绿，并将阴极铜分割成段，每段阴极铜的重量为3(T40公斤，并将阴极铜烘干；阴极铜的含铜量一般应保持在99.98%以上，以保证原料的品质。另外，如果原料存放较长时间，其表面可能生成铜绿或铜豆，可以首先采用机械方法去除，随后用酸洗，最后用清水冲洗，冲洗后的原料应在低温下烘干，以除去水分，并且原料不会被氧化。步骤二、将烘干的阴极铜以及除氧剂分批次加入熔化仓中进行熔化，熔化温度为1155°C，阴极铜和除氧剂的重量比为100:0.01除氧剂由40重量份数的镧、20重量份数的铈:20重量份数的六硼化钙:5重量份数的镨组成，在熔化的铜液表面覆盖一层5至10厘米的隔氧层，隔氧层由烘干的木炭和隐晶质石墨组成，其中木炭的粒径为10-20_，木炭、食盐和隐晶质石墨的重量比为6:2:2，熔化仓中设有电磁震动器，以将除氧剂均匀分散于铜液中。向熔化仓的铜液中注入氮气。在该步骤中，技术人员对除氧剂和隔氧层进行了深入的研究，提出了一种新的除氧剂。本发明采用镧、铈、镨和六硼化钙的组合物作为除氧剂。其中镧、铈和镨不仅可以迅速除去铜液中的氧和二氧化碳，还可以催化碳的氧化反应。氧化镧的密度远小于铜液的密度，所以能够浮在铜液上，便于清除。六硼化钙不但具有很强的脱氧能力，也可以很有效地除去铜熔体中的磷、硫等杂质。该除氧剂整体具有极好的除氧和除杂性能，具体数据在下文列表示出。另外，技术人员同样对隔氧层进行了设计，提出了一种新的隔氧层，该隔氧层由木炭、食盐和隐晶质石墨组成，整体厚度为5-10厘米。木炭的颗粒之间被隐晶质石墨、食盐填充，更有利于隔开氧气和水蒸气。与现有技术的仅用木炭、或木炭和烟灰作为隔氧层相比，能够降低隔氧层的厚度(现有技术的隔氧层至少在10以上，一般为15厘米至20厘米)，增加熔化炉的容积，提高生产效率。另外，由于除氧除杂效率的提高，除氧剂的用量比现有技术也大幅减小。步骤三、溶化后的铜液引入保温仓，所述保温仓的温度为1150°C，于熔化仓和保温仓的连通处设有过滤器，以将除氧剂和被氧化后的除氧剂氧化物除去，所述保温仓的铜液表面覆盖一层隔氧层，所述隔氧层由鳞片石墨和足球烯组成，所述鳞片石墨和足球烯的重量比为100:5，所述隔氧层的厚度为5-10厘米。发明人通过在石墨中添加足球烯，提高了隔氧层的隔氧能力，增强了隔氧性能，能够降低隔氧层的厚度，节约生产成本。在进一步的实施例中，通过该过渡仓来保持铜液的温度平衡，提高结晶的品质。步骤四、用牵引机组合式上引铜杆，引出的铜杆有双头绕杆机卷绕成盘。在该实施例及其他实施例中，牵引机具有多个牵引速度不同的档位，可根据铜杆尺寸的不同设定不同的牵引速度，当铜杆的直径为8-10毫米时，牵引功率为90-120V，当铜杆的直径为16-20毫米时，牵引功率为50-60V，当铜杆的直径为20-25毫米时，牵引功率为40-50V。对成品的铜杆进行质量检测，其中氧的含量为约为4.5ppm,磷和硫的含量为1.8ppm。在本发明的实施例二中，除氧剂还包括3重量份数的氟化钙，其余步骤与实施例一相同。在本发明的实施例三中，除氧剂由40重量份数的镧、20重量份数的铈、30重量份数的六硼化钙和5重量份数的镨组成，其余步骤与实施例一相同。实施例一及其他实施例中，向熔化仓和保温仓的铜液中注入氮气，以进一步防止氧气和水蒸气的进入。在实施例四中，在上引铜杆时，在结晶器前端安装过滤装置，以除去铜液中的残洛，其余步骤与实施例一相同。在本发明实施例五中，除氧剂由45重量份数的镧、25重量份数的铈、30重量份数的六硼化钙和10重量份数的镨组成。在本发明实施例六中，除氧剂由50重量份数的镧、20重量份数的铈、20重量份数的六硼化钙、5重量份数的镨和5重量份数的氟化钙组成。在本发明实施例七中，除氧剂由55重量份数的镧、20重量份数的铈、25重量份数的六硼化钙和5重量份数的镨组成。在本发明实施例八中，除氧剂由55重量份数的镧、25重量份数的铈、40重量份数的六硼化钙和5重量份数的镨组成。实施例一至三、五至八生产的成品铜杆的参数如下:
权利要求
1.一种用于智能高压开关柜的高纯度无氧铜杆的加工方法，其特征在于，它包括以下步骤: 步骤一、清除阴极铜表面的铜豆和铜绿，并将所述阴极铜分割成段，每段阴极铜的重量为30 40公斤，并将所述阴极铜烘干； 步骤二、将烘干的阴极铜以及除氧剂分批次加入熔化仓中进行熔化，熔化温度为1150 1160°C，所述阴极铜和除氧剂的重量比为IOO: 0.0I 0.004，所述除氧剂由40-55重量份数的镧、2(T25重量份数的铈、15 30重量份数的六硼化钙和5 10重量份数的镨组成，在熔化的铜液表面覆盖一层5至10厘米的隔氧层，所述隔氧层由烘干的木炭、食盐和隐晶质石墨组成，其中所述木炭的粒径为10-20mm，所述木炭、食盐和隐晶质石墨的重量比为6:2:2，所述熔化仓中设有电磁震动器，以将所述除氧剂均匀分散于铜液中； 步骤三、溶化后的铜液引入保温仓，所述保温仓的温度为1150°C，于所述熔化仓和保温仓的连通处设有过滤器，以将除氧剂和被氧化后的除氧剂氧化物除去，所述保温仓的铜液表面覆盖一层隔氧层，所述隔氧层由鳞片石墨和足球烯组成，所述鳞片石墨和足球烯的重量比为100:5，所述隔氧层的厚度为5-10厘米； 步骤四、用牵引机组合式上引铜杆，引出的铜杆有双头绕杆机卷绕成盘。
2.根据权利要求1所述的用于智能高压开关柜的高纯度无氧铜杆的加工方法，其特征在于:所述除氧剂还包括3-5重量份数的氟化钙。
3.根据权利要求1所述的用于智能高压开关柜的高纯度无氧铜杆的加工方法，其特征在于:所述除氧剂由40重量份数的镧、20重量份数的铈、30重量份数的六硼化钙和5重量份数的镨组成。
4.根据权利要求1或2所述的用于智能高压开关柜的高纯度无氧铜杆的加工方法，其特征在于:所述牵引机具有多个牵引速度不同的档位，可根据铜杆尺寸的不同设定不同的牵引速度，当铜杆的直径为8-10毫米时，牵引功率为90-120V，当铜杆的直径为16-20毫米时，牵引功率为50-60V，当铜杆的直径为20-25毫米时，牵引功率为40-50V。
5.根据权利要求4所述的用于智能高压开关柜的高纯度无氧铜杆的加工方法，其特征在于:向所述熔化仓和保温仓的铜液上方注入氮气。
6.根据权利要求4所述的用于智能高压开关柜的高纯度无氧铜杆的加工方法，其特征在于:在上引铜杆时，在结晶器前端安装过滤装置，以除去铜液中的残渣。
7.根据权利要求1所述的用于智能高压开关柜的高纯度无氧铜杆的加工方法，其特征在于:熔化仓和保温仓之间的过渡仓。
全文摘要
本发明公开了一种用于智能高压开关柜的高纯度无氧铜杆的加工方法，该加工方法包括原材料的预处理、电解原料铜、引入保温仓并结晶和上引铜杆并卷绕成卷四个步骤，在电解原料铜时加入了新的除氧剂和隔氧层。本发明的用于智能高压开关柜的高纯度无氧铜杆的加工方法能有效地去除铜液中的氧和杂质，降低成品铜杆中的氧含量和硫、磷等杂质的含量，使铜杆的品质达到国际先进水平的有益效果。
文档编号B22D11/14GK103084555SQ20121056027
公开日2013年5月8日 申请日期2012年12月21日 优先权日2012年12月21日
发明者孙大军 申请人:江苏中容铜业有限公司