一种水平连续铸造高导高强铜合金圆棒的装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102343424A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102343424A(43)申请公布日2012.02.08(21)申请号201110286393.3(22)申请日2011.09.23(71)申请人大连理工大学地址116100辽宁省大连市凌工路2号(72)发明人李廷举王同敏李维源张剑付亚波曹志强卢一平(74)专利代理机构大连理工大学专利中心21200代理人梅洪玉(51)Int.Cl.B22D11/049(2006.01)C22C1/02(2006.01)C22C9/00(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称一种水平连续铸造高导高强铜合金圆棒的装置及方法(57)摘要本发明公开了一种非真空条件下水平电磁连铸制备铬锆铜合金棒坯的装置，属于新材料制备技术领域。本发明提出了非真空条件下，采用多熔池保温加热炉，集熔炼炉、精炼炉、保温炉于一体；缩短石墨内衬的长度，在保温炉与石墨内衬端部之间形成大直径、带锥度的熔池，其外部设置电磁装置，使进入石墨内衬的铜液温度均匀，消除铸坯的裂纹缺陷，能够连续、稳定地生产大直径、超过45m的棒坯。本发明所涉及的方法，具有工艺稳定、成本低廉、操作方便等优点，所制备的棒坯表面无裂纹、凝固组织均匀、内部无气孔和夹渣、元素分布均匀，适用于制备高速铁路用接触导线等行业的坯料。CN10234ACCNN110234342402343443A权利要求书1/1页1.一种非真空条件下水平电磁连铸制备铬锆铜合金棒坯的装置，其特征为：采用多熔池保温加热炉，熔炼炉(11)、精炼炉(10)、保温炉(9)集于一体；在熔炼炉(11)内熔化原料铜和部分铜-铬合金，得到的熔体放入到精炼炉(10)内精炼后，进入保温炉(9)内，调整温度和最终成分。在保温炉(9)与石墨内衬(3)端部之间形成大直径、带锥度的熔池(7)，缩短石墨内衬的长度约三分之一；其外部设置电磁装置(5)，使进入石墨内衬(3)的铜液温度均匀，消除铸坯的裂纹缺陷，实现铬锆铜合金非真空下的连续熔炼和铸造。2.利用权利要求1所述装置的方法，其特征在于以下步骤：步骤一：将工业阴极铜板、铬铜和锆铜中间合金在熔化炉(11)中熔炼，在精炼炉(10)内调整成分和除杂，在保温炉(9)内保持温度恒定；成分化验合格后进行铸造；步骤二：利用水平连铸的牵引机(2)将棒坯(1)拉出后，冷却系统(4)加大冷却水量，开动电磁场(5)，棒坯正常牵引。2CCNN110234342402343443A说明书1/2页一种水平连续铸造高导高强铜合金圆棒的装置及方法技术领域[0001]本发明属于新材料制备技术领域，涉及一种制备铬锆铜合金的工艺。背景技术[0002]铬锆铜合金中的Cr和Zr元素容易氧化，尤其是锆元素在非真空、非保护气氛条件下根本无法加入，通常采用真空熔炼、真空铸造的方法制备该合金。真空熔铸的条件为：选择高品质的原料，减少氧及硫等有害杂质；尽可能缩短流槽长度，减少熔铸过程中的挥发；减少铸造时间防止熔体氧化等。由于真空熔铸生产成本较高，铸锭成分不均匀，不能实现连续式、超长铸锭的生产，使铬锆铜合金的使用受到限制。[0003]为了开发钢铁铸造用结晶器的铬锆铜合金板材，宝钢集团研究了非真空熔炼、真空铸造技术，成功生产了重达2500kg板材的铸锭。为了控制合金成分及防止Cr和Zr元素的挥发，先在真空条件下熔炼铬铜、锆铜中间合金，在非真空条件下通过感应电炉对合金进行熔炼，然后进行铬锆铜合金的真空铸造。具体工艺流程为：原材料和中间合金-感应电炉熔炼-真空铸造-脱模-铸锭加工-检验。该工艺生产的铸锭存在较多的气孔、砂眼、缩孔等局部缺陷，且不能实现连续铸造，不适合熔铸长度达45m的棒坯。所以，开发一种非真空条件下铬锆铜棒坯的熔铸新技术显得尤为迫切。[0004]中国专利《电磁搅拌熔炼制备铬锆铜合金线杆的设备》，专利号200810156230.1，涉及电磁搅拌熔炼制备铬锆铜合金线杆的设备，在熔炼炉部分的外侧配置有电磁搅拌器，在熔炼炉部分的下部设有熔炼炉感应器；在保温炉部分的下部设有保温炉感应器，上引系统安装在保温炉部分的上方。在非真空条件下，实现连续制备含有易氧化、难加入元素锆的铬锆铜合金线杆；该工艺的缺点是依靠上引法实现Φ30mm小杆径的制备，不能实现直径Φ87mm、长度45m棒坯的制备。[0005]专利ZL02221779.7提供一种铜合金水平连铸电磁搅拌装置，在石墨结晶器外侧设置水套，在水套内安装电磁搅拌线圈，改善铸坯的晶粒组织。[0006]专利ZL02149110.0和ZL02119403.3都是在水平连铸铜管坯的石墨结晶器外侧设置水套，在水套内安装电磁搅拌线圈，改善铸坯的晶粒组织。[0007]到目前为止，现有的技术还不能在非真空下水平连续铸造大