[发明专利]矿热电炉用紫铜瓦新工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种导电器件的制造方法，具体涉及一种在金属硅、硅铁、电石等生产企业的矿热炉设备中广泛用作导电器件的铜瓦的制造方法。

背景技术

矿热炉设备因工作环境为高温状态，铜瓦表面易被氧化；同时由于铜瓦与电极之间接触不完全，易发生间歇性瞬间强脉冲放电而灼伤铜瓦表面。故铜瓦为易损导电器件。传统使用的是铸造铜瓦，在铸造成型过程中，金属要经过从液态到固态的结晶过程和铸件继续冷却的温度梯度过程，在这些过程将伴生各种铸造缺陷(如组织疏松、气孔、夹渣、裂纹等)无法根除，造成在使用过程中易出现漏水、断裂、掉块等缺陷，影响其使用寿命；铸造过程中亦造成铜瓦内部组织不均匀，晶粒较大，致密性差，影响其机械性能和导电率；另外为了将氧化亚铜中的铜还原出来就必须脱氧，无论加入哪一种脱氧剂，都将影响到铜的纯度，大大降低了其导电率。总之，传统的铸造铜瓦无法改善导电率、电阻率、机械性能等方面的性能指标，亦造成使用厂家矿热炉中铜瓦易漏水、断裂、掉块等一系列缺陷，大大影响着铜瓦的使用寿命，使矿热炉厂家因铜瓦问题常常耗电量严重超标并不间断停产，造成了大量的人力、物力、财力的严重浪费。另外生产铸造铜瓦的设备落后，大部分生产厂家均采用焦碳炉坩埚熔炼，环境污染严重，工人的劳动强度大，劳动环境恶劣，生产率低下。

发明内容

为了提高铜瓦的机械性能和导电率，降低电阻率，本发明提供一种制造矿热电炉用紫铜瓦的新工艺。

矿热电炉用紫铜瓦新工艺是在原铸造铜瓦成熟的生产工艺基础上，以无氧轧坯替换铸坯，以高纯阴极铜摄入微量锂盐替换原用的黄铜及铜合金；在成型加工工序中以打深孔取代了原铸造铜瓦内通水的无缝钢管；采用压力机冷压加工内圆弧面并用镗床精加工内弧面的方法。其步骤是：

1、原材料采用高纯阴极铜；

2、冶炼浇铸：在200KVA/1.5T工频感应炉预热到300℃—400℃后逐层缓慢放入电解铜进行熔炼。经过约4h左右电解铜完全熔化后表面填入木炭并保证完全覆盖，依靠木炭在铜中燃烧达到脱氧的目的，并进一步升温达到1150℃后将微量锂盐压入铜水底部，迅速均匀搅拌并排气除渣后，打开浇注口将铜水浇入固定有模具的浇铸机中，冷却后成为定尺铸坯；

3、定尺热轧：将冷却后的铸坯在锯床上切制成定尺铜瓦铸坯，并采用感应加热炉加热，用辊轧机将铸坯反复热轧；

4、轧制毛坯粗加工：利用铣边机和圆盘锯床将轧坯四周按尺寸要求切铣成长方体；

5、钻深孔：在长方体上部两侧向下各钻一竖孔，在长方体底部的侧面钻一横孔，横孔与两个竖孔钻通，形成U形通水道；

6、成形加工：

(1)导电接头成形：用镗床和铣床，在两个竖孔所处的位置上加工，形成两个导电接头，

(2)冷压成弧：按照所要制造的铜瓦的弧面半径选用胎模，将轧坯经压力机冷压成所需要的弧形，

(3)精加工铜瓦内弧面和铜瓦压紧孔：用镗床精加工出准确的铜瓦内弧面的弧面半径，使之与矿热炉电极半径相吻合；并用镗床加工铜瓦压紧孔，

(4)导电接头弯制：利用胎具冷弯导电接头成预定的角度，

7、铜瓦冷却水道密封：把铜瓦通水道的横孔端头加工成带内螺纹的台状孔，先采用铆接方式压入一个与横孔端头过盈配合的堵头，利用过盈接触密封；再将铜垫片放入端面密封台上，压紧住堵头密封；最后把螺纹堵头的螺纹上涂上耐高温胶，然后旋入孔中，并压紧在铜垫片上。

8、成品检验、水压实验：按图纸要求对铜瓦各尺寸进行严格检查，通水道通水并进行0.8Mpa水压试验，并保证15分钟不得有渗漏现象；

9、包装入库：表面清理油污、水分等后包装盒包装入库。

本发明在外形上和传统的铜瓦外形相同，但由于制作方法不同，性质上有了极大差异。本发明用高纯阴极铜摄入微量锂盐为铜坯材料，并使冶炼铸坯过程严格按照无氧铜排的工艺流程程序化生产，从而以无氧铜摄入微量锂盐替换原铸造铜瓦使用的黄铜及铜合金，使铜瓦用材的耐高温性能、耐腐蚀性能、耐磨性能、抗冲击性能、抗氧化性能、导电性能、导热性能、致密度、晶粒度以及机械性能均得到了很大提高。同时工频感应电炉完全替代了陈旧的焦碳坩埚冶炼，不仅冶炼效率高，而且铜材损耗大幅度降低，由原来的8-10％烧损降到现在的2-3％。这对铜资源日益紧缺的我国具有开源节流的极大意义。