[发明专利]一种铜合金上引连铸管坯的生产方法

说明书

本发明提供了一种主要用于铜合金上引连铸管坯的制造方法，技术涉及凝固学原理和有色金属加工工业技术领域。产品主要用于冷凝器制造工业。

本发明的目的在于提供一种高密度、无缺陷的优质上引连铸合金铸管坯生产方法，以期解决铜合金水平连铸铸管过程中存在的偏芯、组织疏松、晶粒不均匀性等问题，配套在线自动控制的最终仪器检验系统，保证铸管直接用于拉伸管材的目的，省去挤压、轧管两高能耗工序，最终实现节能、环保、优质、低成本的目标。

目前国内冷凝管生产制造技术，仍采用立式半连铸和水平连铸提供铸坯，铸坯经挤压机挤压制成半成品管坯，管坯经酸洗后在轧管机上轧制到拉伸所需要的尺寸，再经拉伸、精整制成各种成品管材。此工艺路线生产流程长能耗大、生产成本高，技术已明显落后于当今科学技术发展的要求，寻求节能、低成本冷凝管生产技术势在必行。本发明征对铜合金熔铸工序进行阐述。

在有色金属加工行业熔炼和铸造(简称熔铸)方法，分水平连铸，立式半连铸和上引连铸。立式半连铸其熔铸过程是在同一台电炉上完成的，结晶器是立式安装，铸锭过程是间断性不连续的。在熔炼合金时，易氧化元素熔炼损失大，合金成分不易控制，能耗量大；在铸锭时，铸锭表面易出现麻面、横裂和漏挂，铸锭内部易出现裂纹和疏松缺陷，铸锭质量波动性大，熔模具消耗高，要求操作人员须具备一定的技能，工作环境不尽理想，熔铸成品率低。目前国内基本采用此工艺路线为挤压机提供铜合金铸锭。水平连铸其熔炼和铸造过程分别在两台单体电炉上进行，结晶器水平安装，铸造过程可实现连续化生产。该方法可提供铸棒、线、管坯。但铸管坯易出现偏芯、裂纹、组织疏松、晶粒不均匀和桔皮等缺陷，熔体在转炉时金属损失大，要求操作者须具有良好的生产操作技能，同时生产批量必须具备上一定规模时，才能体现出质量与成本优势。上引连铸其熔炼和铸造过程是在一台连体炉上同时进行，该过程可实现连续化生产，适宜纯铜金属生产，采用此方法可生产小于φ16mm线坯和小于φ30mm管坯，目前管坯仅在纯铜上应用，且质量不宜保证；而合金类铸管坯目前还未发现公开的相关信息资料。

上述三种方法，水平连铸和上引连铸是今后该行业发展的方向，而立式半连铸由于其独特工艺特性，在生产大规格铸锭方面仍具有一定的优势。但在生产小规格品种上，尤其在管坯生产上与上引连铸相差甚远，相比较立式半连铸生产周期长，工序繁杂，金属单耗高，能耗大，生产过程无法实现自动化，加之操作人员劳动强度大，环境不尽理想。而水平连铸由于其铸管易产生偏芯、裂纹、结晶晶粒不均匀等缺陷，要求生产人员具有丰富的生产技能，故限制了在国内的广泛应用。

以下所述上引连铸合金管坯方法，是指未经压力加工变形的半成品铸管坯。

本发明在吸收水平连铸工艺工装特点的基础上，结合上引连铸工艺特点，对上引平面式有芯炉型结构进行必要的改进，采用特制结晶器和特制加料装置，及专用保护套，确保铸管坯结晶组织均匀、细密、无疏松、无裂纹。该方案炉体结构为熔炼炉炉膛上平面高出保温炉炉膛上平面尺寸100-500mm之间，两炉体组成高低式联体炉结构，在熔炉与导流装置下侧处配置一隔热块，保证熔炼炉感应体不致过热而生产故障；在熔炼炉与保温炉炉膛之间配制可调导流装置，实现熔炼合金化与铸管过程的单独完成。该结构从炉型结构上为生产铜合金提供了设备保证，解决了上引连铸平面式炉型熔炼合金化学成分不均匀性的问题。