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摘 要:本文主要是介绍说引入的无氧铜生产全新工艺和设备,并论述生产工艺的特点,以及所采用的主要设备。希望通过具体的讨论,来进一步的加强无氧铜生产的质量。
关键词:无氧铜;生产工艺;熔化炉;铸造炉
在对铜进行生产期间,无氧铜生产属于很难控制的一项,并且对设备以及具有很高的要求。现在我国还不具备制作大型无氧铜的能力。所以一定要全面引进无氧铜生产线,并进行深入的研究,这样一来就能够提高我国铜加工的能力。
一 无氧铜的性能、用途以及生产工艺和特点
(一)无氧铜的性能和用途
由于我国电网建设水平的提高,让电力设施更加的完善。再这样的情况下,对无氧铜也提出了更高的要求。而无论是导电排还是转子线圈,都要使用非常多的无氧铜。所以,其已经具备了非常好的市场前景。
无氧铜指的就是没有氧或含氧成分不多的纯铜,其并不具备无氧化亚铜,而且也不具有脱氧剂,通常情况下,和普通的紫铜相比,无氧铜里面的铜成分要高过99.95%,而在氧化量方面则要低过0.003%。此外,其特点在于具有很强的纯度,以及非常少的含氧量。另外,还具备一定的导电性以及导热性,其中导电率具有IACS100%以上。而从其他方面进行分析的话还能够了解到,无氧铜具备不错的抗氢脆性,同时还可以形成具备一定附着能力的氧化膜。而且期能够受到电气、电子领域的普遍青睐,和自身所具备的特点有着直接的关系,所以,在进行铜加工的时候,怎样加强对无氧铜的生产质量则成为了一项重要的工作。
(二)无氧铜的生产工艺和特点
过去所采用的无氧化同生产工艺主要是运用长流槽,然后往里灌入一氧化碳,并对铜液里的氧做好还原工作。此工艺的缺陷之处在于要采用大量的设备,需要较多的占地面积,只适合在上世纪70年代使用。而所采用的全新无氧铜生产工艺主要采用的是精炼气站,并和熔化炉进行融合,然后采用一氧化碳来实现降低剩余氧含量的目标。
熔化炉以及铸造炉都配备了与其相符的精炼气站。而且各个精炼气站都能够单独运用一氧化碳、氮气等。用作在每个炉子的一氧化碳、氮气的流量都能够采取有效的测量。此外,精炼气站还具有旁通阀,这样一来就能够使用氧气来给清理管道。而且全部的介质都具有单独的压力控制以及监控设备,从而就得以在发生供气故障的时候做到有效的预防。
二 提高无氧铜工艺的措施
(一)排除杂质来源
若想确保无氧铜的工艺,那么就一定要采用合理的措施,来让氧气得到合理的清除。在选用原材料的时候,要以高品位为主要选用标准,也就是要确保材料可以满足所规定的化学成分,阴极铜外表要具有光滑度。另外,还要对铜体附近的挂耳采取清理,这样一来就能够把原材料自身所具有的的杂物进行彻底的清理。而在选用木炭的时候,最好采用煅烧木炭,而且在还没有使用木炭的时候,要先做好加热,并往炉膛里放入足够的原料,再采用木炭来将其采取覆盖,从而就得以避免杂质的渗入。
(二)对熔铸工艺进行严格的控制
在给无氧铜采取铸造期间,要掌控好铸造的工艺参数,避免无氧铜在铸造期间存在任何的问题。在确保结晶器长度能够符合要求以后,还要维持好铸造温度、冷却强度。通常情况下,在给无氧铜安次区铸造期间,要将温度控制在1120℃到1180℃的范围,因为铜液特别容易吸气,所以不要太快或者太慢的给无氧铜采取铸造,要是铸造太快,那么就会造成铜水在还未凝固的时候就已经触摸,而要是太慢的话,那么就会造成铜体出现表面冷隔。
三 无氧铜生产设备
(一)工频感应熔化炉
感应体、炉体倾动机构、称重装置等是熔化炉的主要构成部分,而上炉主要是由炉门、炉体等所构成。在炉膛当中能够装有33吨的水,并可以对铜水进行12吨的浇筑。
炉体为圆柱形,主要是由铜板与加强筋焊接而成。而炉体低的一侧,则是用作与感应体进行衔接的矩形法兰。在炉体的两侧则是用作与倾斜液压缸进行安设的支架;利用液压缸转动炉体,来提升炉内铜液面的高度,而铜水就会通过出口虹吸管流出。此外,还能够采用液压装备倾斜炉体的方式来全面清理炉子。
重质砖、保温砖等材料共同组成了炉膛耐火材料。而在挑选耐火材料的时候,一定要通过准备进行融化的金属的种类以及铸造温度来挑选。炉体本就具备较强的稳定性,所以在使用耐火材料的时候能够确保其具有安全性。
无氧铜生产线一共具有两隔熔化炉,而每个熔化炉都安设了两个感应体,而且其功率能够达到2400kw,总功率则为4800kw。炉子的热量主要来自于感应体,其主要是带溶沟的外壳、经过水冷却的感应线圈等所构成的。如果感应线圈和交流电源形成衔接,那么根据电磁感应的原理来分析的话,就等同于二次侧绕组的溶沟里的铜水会形成短路电流。短路电流在具备相当程度电阻的溶沟金属里会形成大量的熱能,它们会根据自然热量来将电力学所形成的对流输送进炉膛的金属当中。
(二)工频感应铸造炉
上炉体、炉体倾动机构等是工频感应铸造炉的主要构成部分。其中,上炉体是由炉盖、船形炉体等所构成。在炉膛里能够装有20.5吨的铜水,并能够对铜水进行12吨的浇筑。感应体的总功率能够达到500kw,其中主要是由水冷法兰、线圈等构成。而燃烧气则一共具有两种,一种是用作预热浇筑系统的石墨组件;而第二种则是安设于炉体上部,主要的作用是把炉膛里多出来的一氧化碳进行清理。小车主要是利用15kw电机来进行驱动,并采用齿轮箱把动力输送进两个行走轮中,这样一来就能够进行行走。把小车转移到需要维修的位置中,这样就能够让铸造机结晶器部位的维修工作更加的方便。
工频感应铸造炉前室的塞棒控制系统能够替代金属从前室到铸造炉的铜液出口。利用调节棒传动设备来操控铸造机结晶器里的金属液面。结晶器里的液面高度主要是利用液位传感器来进行测量,并通过合理的调节液位传感器来让塞棒得到升高或下降。而流动速度的具体变动,可以通过塞棒控制系统来采取合理的调试。
在熔化炉转动的过程中,一定要让金属液流动速度与铸造的溶液质量能够完美的契合。由于熔化炉里的金属液具有滞后性,所以操作期间会出现动作延缓的情况,因此最好采用其他的方式来进行调试,这样一来熔化炉才能够进行转动。根据多年的工作经验得出结论,熔化炉的操作命令合理与否,要在经过至少30秒的时间后才可以确立。这主要的原因在于,铸造炉需要增减铜液量的信号,然后传输给熔化炉,而加料系统的加料速度至少要达到30秒。在加料系统调节工作结束以后,会以8t/h的速度对金属进行安装,这样一来铸造炉内的金属液就会形成持续的液位。
结束语:
通过以上内容我们能够了解到,在生产期间,要根据合有关的规定,来有效的掌控铸造温度以及冷却强度。此外,还要再熔铸期间,要运用完善的工频感应熔化炉以及工频感应铸造炉,这样一来就能够提高无氧铜的生产效果。另外,有关企业还要提高对全新设备的研发力度,确保全新设备的结构能够具备一定的气密性,这样就能够清理所具有的污染源,从而就能够获得符合质量要求的无氧铜。
参考文献:
[1]丁寻,李晋炜,陆业航.无氧铜电子束焊接接头的显微组织及力学性能[J].理化检验(物理分册),2018,54(03):162-165.
[2]孙帅. 无氧铜连铸坯坯壳生长及收缩补偿研究[D].烟台大学,2017.
[3]石运序,张建旭,孙帅,刘源.无氧铜水平连铸液穴深度与浇注温度关系研究[J].铸造,2017,66(05):486-488.
[4]李湘海,曹先杰.无氧铜棒材氧含量及挤压缩尾缺陷控制[J].理化检验(物理分册),2016,52(10):729-733.
关键词:无氧铜;生产工艺;熔化炉;铸造炉
在对铜进行生产期间,无氧铜生产属于很难控制的一项,并且对设备以及具有很高的要求。现在我国还不具备制作大型无氧铜的能力。所以一定要全面引进无氧铜生产线,并进行深入的研究,这样一来就能够提高我国铜加工的能力。
一 无氧铜的性能、用途以及生产工艺和特点
(一)无氧铜的性能和用途
由于我国电网建设水平的提高,让电力设施更加的完善。再这样的情况下,对无氧铜也提出了更高的要求。而无论是导电排还是转子线圈,都要使用非常多的无氧铜。所以,其已经具备了非常好的市场前景。
无氧铜指的就是没有氧或含氧成分不多的纯铜,其并不具备无氧化亚铜,而且也不具有脱氧剂,通常情况下,和普通的紫铜相比,无氧铜里面的铜成分要高过99.95%,而在氧化量方面则要低过0.003%。此外,其特点在于具有很强的纯度,以及非常少的含氧量。另外,还具备一定的导电性以及导热性,其中导电率具有IACS100%以上。而从其他方面进行分析的话还能够了解到,无氧铜具备不错的抗氢脆性,同时还可以形成具备一定附着能力的氧化膜。而且期能够受到电气、电子领域的普遍青睐,和自身所具备的特点有着直接的关系,所以,在进行铜加工的时候,怎样加强对无氧铜的生产质量则成为了一项重要的工作。
(二)无氧铜的生产工艺和特点
过去所采用的无氧化同生产工艺主要是运用长流槽,然后往里灌入一氧化碳,并对铜液里的氧做好还原工作。此工艺的缺陷之处在于要采用大量的设备,需要较多的占地面积,只适合在上世纪70年代使用。而所采用的全新无氧铜生产工艺主要采用的是精炼气站,并和熔化炉进行融合,然后采用一氧化碳来实现降低剩余氧含量的目标。
熔化炉以及铸造炉都配备了与其相符的精炼气站。而且各个精炼气站都能够单独运用一氧化碳、氮气等。用作在每个炉子的一氧化碳、氮气的流量都能够采取有效的测量。此外,精炼气站还具有旁通阀,这样一来就能够使用氧气来给清理管道。而且全部的介质都具有单独的压力控制以及监控设备,从而就得以在发生供气故障的时候做到有效的预防。
二 提高无氧铜工艺的措施
(一)排除杂质来源
若想确保无氧铜的工艺,那么就一定要采用合理的措施,来让氧气得到合理的清除。在选用原材料的时候,要以高品位为主要选用标准,也就是要确保材料可以满足所规定的化学成分,阴极铜外表要具有光滑度。另外,还要对铜体附近的挂耳采取清理,这样一来就能够把原材料自身所具有的的杂物进行彻底的清理。而在选用木炭的时候,最好采用煅烧木炭,而且在还没有使用木炭的时候,要先做好加热,并往炉膛里放入足够的原料,再采用木炭来将其采取覆盖,从而就得以避免杂质的渗入。
(二)对熔铸工艺进行严格的控制
在给无氧铜采取铸造期间,要掌控好铸造的工艺参数,避免无氧铜在铸造期间存在任何的问题。在确保结晶器长度能够符合要求以后,还要维持好铸造温度、冷却强度。通常情况下,在给无氧铜安次区铸造期间,要将温度控制在1120℃到1180℃的范围,因为铜液特别容易吸气,所以不要太快或者太慢的给无氧铜采取铸造,要是铸造太快,那么就会造成铜水在还未凝固的时候就已经触摸,而要是太慢的话,那么就会造成铜体出现表面冷隔。
三 无氧铜生产设备
(一)工频感应熔化炉
感应体、炉体倾动机构、称重装置等是熔化炉的主要构成部分,而上炉主要是由炉门、炉体等所构成。在炉膛当中能够装有33吨的水,并可以对铜水进行12吨的浇筑。
炉体为圆柱形,主要是由铜板与加强筋焊接而成。而炉体低的一侧,则是用作与感应体进行衔接的矩形法兰。在炉体的两侧则是用作与倾斜液压缸进行安设的支架;利用液压缸转动炉体,来提升炉内铜液面的高度,而铜水就会通过出口虹吸管流出。此外,还能够采用液压装备倾斜炉体的方式来全面清理炉子。
重质砖、保温砖等材料共同组成了炉膛耐火材料。而在挑选耐火材料的时候,一定要通过准备进行融化的金属的种类以及铸造温度来挑选。炉体本就具备较强的稳定性,所以在使用耐火材料的时候能够确保其具有安全性。
无氧铜生产线一共具有两隔熔化炉,而每个熔化炉都安设了两个感应体,而且其功率能够达到2400kw,总功率则为4800kw。炉子的热量主要来自于感应体,其主要是带溶沟的外壳、经过水冷却的感应线圈等所构成的。如果感应线圈和交流电源形成衔接,那么根据电磁感应的原理来分析的话,就等同于二次侧绕组的溶沟里的铜水会形成短路电流。短路电流在具备相当程度电阻的溶沟金属里会形成大量的熱能,它们会根据自然热量来将电力学所形成的对流输送进炉膛的金属当中。
(二)工频感应铸造炉
上炉体、炉体倾动机构等是工频感应铸造炉的主要构成部分。其中,上炉体是由炉盖、船形炉体等所构成。在炉膛里能够装有20.5吨的铜水,并能够对铜水进行12吨的浇筑。感应体的总功率能够达到500kw,其中主要是由水冷法兰、线圈等构成。而燃烧气则一共具有两种,一种是用作预热浇筑系统的石墨组件;而第二种则是安设于炉体上部,主要的作用是把炉膛里多出来的一氧化碳进行清理。小车主要是利用15kw电机来进行驱动,并采用齿轮箱把动力输送进两个行走轮中,这样一来就能够进行行走。把小车转移到需要维修的位置中,这样就能够让铸造机结晶器部位的维修工作更加的方便。
工频感应铸造炉前室的塞棒控制系统能够替代金属从前室到铸造炉的铜液出口。利用调节棒传动设备来操控铸造机结晶器里的金属液面。结晶器里的液面高度主要是利用液位传感器来进行测量,并通过合理的调节液位传感器来让塞棒得到升高或下降。而流动速度的具体变动,可以通过塞棒控制系统来采取合理的调试。
在熔化炉转动的过程中,一定要让金属液流动速度与铸造的溶液质量能够完美的契合。由于熔化炉里的金属液具有滞后性,所以操作期间会出现动作延缓的情况,因此最好采用其他的方式来进行调试,这样一来熔化炉才能够进行转动。根据多年的工作经验得出结论,熔化炉的操作命令合理与否,要在经过至少30秒的时间后才可以确立。这主要的原因在于,铸造炉需要增减铜液量的信号,然后传输给熔化炉,而加料系统的加料速度至少要达到30秒。在加料系统调节工作结束以后,会以8t/h的速度对金属进行安装,这样一来铸造炉内的金属液就会形成持续的液位。
结束语:
通过以上内容我们能够了解到,在生产期间,要根据合有关的规定,来有效的掌控铸造温度以及冷却强度。此外,还要再熔铸期间,要运用完善的工频感应熔化炉以及工频感应铸造炉,这样一来就能够提高无氧铜的生产效果。另外,有关企业还要提高对全新设备的研发力度,确保全新设备的结构能够具备一定的气密性,这样就能够清理所具有的污染源,从而就能够获得符合质量要求的无氧铜。
参考文献:
[1]丁寻,李晋炜,陆业航.无氧铜电子束焊接接头的显微组织及力学性能[J].理化检验(物理分册),2018,54(03):162-165.
[2]孙帅. 无氧铜连铸坯坯壳生长及收缩补偿研究[D].烟台大学,2017.
[3]石运序,张建旭,孙帅,刘源.无氧铜水平连铸液穴深度与浇注温度关系研究[J].铸造,2017,66(05):486-488.
[4]李湘海,曹先杰.无氧铜棒材氧含量及挤压缩尾缺陷控制[J].理化检验(物理分册),2016,52(10):729-733.