[发明专利]一种连续制备高纯单晶铜的方法及设备

权利要求书

1.一种连续制备高纯单晶铜的设备，该设备包括电子束熔炼炉、水平连铸炉的保温炉、液位控制块、保温结晶器、冷却设备、牵引设备和原料运输辊道等，其特征在于：

4N铜块通过原料入口（11），由原料运输轨道（12）运输到电子束熔炼炉（10），原料在石墨舟（14）上进行熔炼和提纯，铜熔体在2度倾斜分力的作用下，流入导流管（16），进入水平连铸炉的保温炉（8），保温炉的恒定温度由加热套（7）以辐射热的方式提供；在液面控制块（9）的调节下，熔体在静压力作用下进入保温结晶器（6）；保温结晶器外套（4）通电，加热套（5）通过辐射使熔体温度恒定；冷却设备（3）起动，使坯料形成定向凝固组织；牵引设备2起动，将凝固的坯料1牵出，实现连续生产高纯单晶铜线坯。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征还在于，原料运输辊道(12)与电子束熔炼炉（10）联接，在满足真空条件下实现了原料的连续加入，适合大规模、连续式生产。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征还在于，经电子束熔炼炉（10）提纯后的铜熔体由石墨舟（14）和导流管（16）直接进入水平连铸炉的保温炉（8），石墨舟（14）与水平面有一定角度，保证铜熔体既能实现充分提纯，又能自动流入。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征还在于，水平连铸炉的保温炉（8）的恒定温度由加热套（7）以辐射热的方式提供，保证铜熔体的温度维持在一定范围，以完成铸造。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征还在于，保温结晶器（6）的恒定温度由加热套（5）以辐射热的形式来维持，满足定向凝固的要求。

6.利用权利要求1、2、3、4、5所述设备制备高纯单晶铜的方法，其特征包含以下步骤：

步骤一：剪切后的4N铜阴极板通过原料运输辊道运入电子束熔炼炉，抽真空至10^-2-10^-3 Pa时，启动电子枪轰击铜块，在石墨舟上进行熔炼和提纯；

步骤二：提纯后的铜熔体通过导流管直接流入水平连铸炉的保温炉，炉内通入保护气体氮气，防止氧化；

步骤三：铜熔体经过保温结晶器和冷却设备，形成具有定向凝固组织的单晶铜线坯；

步骤四：线坯经过牵引设备的牵引，实现了连续生产；

步骤五：将上述步骤组合在一起可实现连续化生产，能得到无限长的铜线坯，既具有高纯又具有单晶的性能；经分析含量较高的前22种杂质元素，减量百分含量的纯度为5N至6N。