基于無氧銅帶坯水平連鑄機研制的幾點思考

【摘要】隨著社會各行業(yè)也取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，尤其是我國電子行業(yè)的發(fā)展，而這些發(fā)展也為我國銅加工材的發(fā)展拓寬了應(yīng)用市場，隨之出現(xiàn)了一種新的銅加工材，即無氧銅。鑒于此，本文就無氧銅帶坯水平連鑄機研制進(jìn)行研究和分析。

【關(guān)鍵詞】水平連鑄機；研制；技術(shù)；無氧銅帶坯

一、前言

無氧銅屬于一種氧含量≤8ppm的純銅，其自身傳導(dǎo)性較高，相對于普通紫銅而言，該材料具備純度高、高導(dǎo)熱性、含氧量少、優(yōu)良焊接性能與加工性能、高導(dǎo)電以及良好抗氫脆性等特征，目前已在電真空、電氣與通訊行業(yè)等領(lǐng)域獲得了較為廣泛的應(yīng)用。當(dāng)前我國在生產(chǎn)無氧銅帶坯上，常用工藝為兩種，即水平連續(xù)鑄造冷軋法和立式半連續(xù)鑄造熱軋開坯法。下面筆者就無氧銅帶坯水平連鑄機研制中關(guān)鍵設(shè)備與技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)地研究。

二、無氧銅帶坯水平連鑄機的分析

（一）無氧銅帶坯水平連鑄機研制難點

第一，無氧銅液自身粘度較高，且流動性相對較差，易導(dǎo)致石墨結(jié)晶器中的結(jié)晶過早地拉毛與氧化，最終縮短結(jié)晶器的使用壽命。第二，高溫?zé)o氧銅液容易吸氣，易導(dǎo)致帶坯的含氣量嚴(yán)重超標(biāo)，甚者還會造成其表面或者內(nèi)部出現(xiàn)嚴(yán)重的裂紋。鑒于這兩個問題，在本次所研制這一無氧銅帶坯水平連鑄機，分別在冷卻、爐型以及銅液等方面進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)。

（二）關(guān)鍵設(shè)備與技術(shù)

1、爐型結(jié)構(gòu)和熔煉保護(hù)

第一，水平連鑄機中工頻有芯熔化爐與有芯保溫爐構(gòu)成為的連體爐。熔煉爐和保溫爐通過暗溝連接，暗溝高出熔煉爐底部150-230mm，可促進(jìn)銅液流動的均勻性。其中爐體爐殼由型鋼和鋼板所構(gòu)成，在其下部有和感應(yīng)體連接的過渡性法蘭。

第二，感應(yīng)體為耐火材料、殼體、水冷套、銅熔溝、線圈以及鐵芯所構(gòu)成，其中鐵芯為高硅膠冷軋鋼片的疊壓而形成，所用熔溝則是目前國外最為先進(jìn)的一種大截面噴流式紫銅熔溝，在熔溝內(nèi)部銅液的流動為單向，無死區(qū)。在爐內(nèi)銅液主要為對流傳熱，其熱交換相對較為充分，能使?fàn)t內(nèi)的溫度保持均勻。同時熔溝和爐腔銅液之間的溫度梯度較小，可使感應(yīng)體使用壽命得到延長。此外，在本次研究的這一機組中，感應(yīng)體線圈為雙玻璃絲將包扁銅體繞制而成，且水冷套為不銹鋼板制作而成。

第三，保溫爐和熔煉爐所用爐蓋為輕型，且加設(shè)了相應(yīng)的保溫層，人工就可輕松開合。其中熔化爐兩個爐蓋都設(shè)有相應(yīng)的加料窗口，在實踐應(yīng)用過程中，不加料時可用硅酸鋁纖維把該窗口封蓋住。保溫爐和熔煉爐的爐腔上通氮氣，可起到保護(hù)銅液面的作用。在保溫爐的蓋上設(shè)有相應(yīng)的氮氣槍插入孔，在銅液內(nèi)含氣量相對比較多時，可借助于特制氮氣槍把高純氮氣引入至保溫爐內(nèi)銅液的底部，以此使銅液內(nèi)存在的有害氣體隨著氮氣一同被溢出。銅液內(nèi)所有的氣體主要為氮氣，在銅液結(jié)晶開始凝固時，這種氮氣就會被析出，以此進(jìn)一步降低銅液的含氧量。

2、覆蓋劑與電解銅的選用

a、生產(chǎn)中選用GB/T467中1#以上品質(zhì)的陰極銅，要求表面無銅豆、銅綠等，將陰極銅預(yù)熱烘干后加入熔化爐熔化，用烘干的木炭覆蓋。為確保銅水液面的高度保持正常，應(yīng)按照每一塊電解板銅板自身的重量，結(jié)合拉鋸速度，來進(jìn)行加料間隔時間的計算?；谲囬g內(nèi)環(huán)境溫度、冷卻水溫和水量保持不變的條件下，科學(xué)且合理的選用保溫爐與熔化爐所需的線圈電壓，加強加料節(jié)奏的控制，熔化爐和保溫爐內(nèi)的銅液溫度控制適當(dāng)范圍內(nèi)。

第一，為使鑄坯拉鑄得到保障，在本次研究中，基于上引法光亮桿所具冷卻原理，采取相應(yīng)的措施，使銅帶高溫區(qū)不和空氣、水相接觸，主要如下：在結(jié)晶器銅帶的出口位置加設(shè)二次冷卻，其冷卻長度大約為300毫米左右，且上下面采取腔式循環(huán)冷卻，借助于輻射把高溫銅帶熱量實時傳遞至二次冷卻器，接著通過循環(huán)水帶出熱量，最后在通過開放式的三次冷卻，將其溫度控制于常溫狀態(tài)下，并觀察銅帶表面是否存在氧化現(xiàn)象。

第二，為使石墨結(jié)晶器的壽命得到延長，減少生產(chǎn)成本，可在結(jié)晶器內(nèi)增設(shè)相應(yīng)的氮氣盤管，以此使氮氣可滲入至結(jié)晶器負(fù)入口位置銅液中，接著再次實施銅液脫氧作業(yè)，以此達(dá)到上述目的。

5、無氧銅帶坯的檢測分析

參考文獻(xiàn)

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