[发明专利]一种上引法生产无氧铜杆的方法

说明书

本发明属于冶金领域，尤其涉及一种上引法生产无氧铜杆的方法。所述方法包括：1)在熔化炉中熔炼铜材为铜液，在铜液上铺设木炭覆盖层，至冒黑烟后在木炭覆盖层上添加鳞片石墨粉形成石墨保护层；2)插入结晶器至铜液中，控制结晶器最下端的保护套底端处于铜液中，穿过结晶器插入引杆，控制引杆最下端浸入铜液后，结晶器通冷却水使得冷凝通道内的引杆底端凝固生长无氧铜杆，至引杆自主上浮至少2cm后牵引引杆至保温炉中，同时牵引带动凝固生长形成的无氧铜杆进入保温炉中，进行后处理后，即完成无氧铜杆的上引制造。本发明能够有效地抑制无氧铜杆生产过程中节距纹的产生，提高了产品品质；能够定速、连续地牵引生产，大大提高生产效率。

技术领域

本发明属于冶金领域，尤其涉及一种上引法生产无氧铜杆的方法。

背景技术

由于生产铜杆的工艺不同，所生产的铜杆中的含氧量、品质及外观就不同。采用上引法制备的铜杆由于其氧含量较低，可达到20ppm以下，因此也称之为无氧铜杆。

作为无氧铜杆生产，投资小且适合规模化生产的上引法，用于生产无氧铜杆时会有一个致命性的缺陷，即无氧铜杆表面会产生明显的节距纹，节距纹不仅仅分布在无氧铜杆的表面，甚至于还具有一定的深度，将无氧铜杆沿其轴向纵剖剖开仍可观察到其内部具有节距分层，由此使得无氧铜杆的使用极大地受到限制。如制备尺寸φ14.0mm的无氧铜杆，其节距纹深度甚至可达1mm以上，而节距纹的存在又导致了其成分偏析等问题发生，最终导致其各项性能指标下降。

为此，若要以上引法制备光亮的无氧铜杆，还需要进一步进行若干次去皮等处理，进行深加工，但该方式会导致物料资源的大量浪费，且需要制备尺寸直径更大的母杆，而母杆尺寸直径的增大又会进一步增大节距纹深度。因而采用上引法生产无氧铜杆时，节距纹的克服始终是个难题。

发明内容

为解决现有的上引法制备无氧铜杆时会产生明显的节距纹，且需要进行退杆操作导致生产效率低等问题，本发明提供了一种上引法生产无氧铜杆的方法。

本发明的目的在于：

一、通过适当的工艺调整，实现抑制生产过程中节距纹的产生；

二、通过正负压的配合，能够实现定速牵引、连续生产，提高生产效率。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种上引法生产无氧铜杆的方法，

所述方法包括：

1)在熔化炉中熔炼铜材为铜液，在铜液上铺设木炭覆盖层，至冒黑烟后在木炭覆盖层上添加鳞片石墨粉形成石墨保护层，动态控制石墨保护层厚度为30～50mm；

2)插入结晶器至铜液中，控制结晶器最下端的保护套底端处于铜液4～5cm深度，固定静置后由上至下穿过结晶器的冷凝通道插入引杆，控制引杆最下端浸入铜液后，结晶器通冷却水使得冷凝通道内的引杆底端凝固生长无氧铜杆，至引杆自主上浮至少2cm后牵引引杆至保温炉中，同时牵引带动凝固生长形成的无氧铜杆进入保温炉中，进行后处理后，即完成无氧铜杆的上引制造；

步骤2)所述的牵引过程中，对熔化炉中结晶器外的铜液上液面进行周期性加压，以一次加压和一次泄压为周期，每次加压保持3～5s，泄压1～3s，控制牵引速度为40～360cm/min进行定速牵引。

本发明的技术方案主要基于现有成熟的上引法进行改进，相较于传统的段式牵引法上引法，本发明能够连续、定速地进行牵引，无需退杆，能够一定程度抑制节距纹的产生，实现生产的连续化，大大提高了生产效率。

另一方面，本发明的技术方案中还适配采用了周期性增压的压力控制方法。现有工艺中，需要进行退杆牵引或停拉牵引的方式进行，若直接进行连续牵引，会导致杆内出现明显的纺锤形泡孔、甚至断杆，致使生产中断。在研究过程中发现，通过传统的低压铸造中所用的液面压力控制方法和设备，对铜液液面压力进行控制后，能够对节距纹进行一定程度的改善。