[发明专利]一种无氧铜的制备方法

说明书

本发明公开了一种无氧铜的制备方法，包括：将铜原料进行真空熔炼除杂以获得预期铜液，通过密封流槽转入非真空状态的精炼炉中，该精炼炉包括形成有第一容腔的保温精练室、形成有与第一容腔密封连通的第二容腔的待铸造缓存室，使预期铜液在保温精练室内进行精炼除杂以获得容纳于第一容腔内的精炼铜液，使精炼铜液在第一外力的作用下从第一容腔中流出并向上流动，然后流入第二容腔内；当减弱或撤去该第一外力之后，第二容腔内停止流入精炼铜液；使进入第二容腔内的精炼铜液向下流出并沿上下方向进入结晶器内冷区结晶，沿上下方向牵引出无氧铜；本发明方法不仅可以实现高纯、大尺寸无氧铜的制备，而且还可兼具实现连续或间歇性铸造，能耗低，效率高。

技术领域

本发明涉及铜加工技术领域，具体涉及一种无氧铜的制备方法。

背景技术

无氧铜(oxygen-free copper)，理论上是不含氧也不含任何脱氧剂残留物的纯铜，但实际上还是含有微量氧等一些杂质。无氧铜基本无氢脆现象，导电率高，加工性能、焊接性能、耐蚀性能和低温性能均表现较好，广泛地应用在电子、通信等领域。

目前，通常认为：无氧铜分为普通无氧铜和高纯无氧铜，普通无氧铜可以在工频有铁心感应电炉中进行熔炼，高纯无氧铜的熔炼则应该采用真空熔炼工艺，该真空熔炼工艺主要是使熔炼炉、精炼浇注系统均封闭在同一真空室内，也即整个工艺过程均在真空状态下进行，可以减少加工过程外界因素的干扰，进而有利于获得杂质总含量较低的高纯无氧铜，但是该工艺尽管存在上述优点，却难以实现连续性生产，只能进行批次性生产，生产效率低，而且由于只能在真空室的有限空间内进行所有操作，则必然使得感应电炉的容积有限，仅适用于制造小规格或小批量的铸锭，而不适合制造较大规格的铸锭，如不适合板带和管状类产品所需的铸锭，并且由于所有工艺均处于同一真空室，要求真空室占地面积较大，则所用的设备真空系统必须满足高标准高处理能力，致使设备复杂，造价昂贵，运行成本和维护成本都非常高。受这些因素的制约，真空熔炼工艺多在大学实验室或研究院所供科研采用，在规模化生产的企业中使用的较少。

针对上述问题，现有技术公开了一种大直径高纯无氧铜铸坯水平连铸工艺及其连体炉，其连体炉包括熔炼炉、保温精炼炉和结晶器，熔炼炉底部与保温精炼炉底部通过管道连通，保温精炼炉熔液出口的水平方向上连接结晶器，结晶器上布置有水冷却系统，熔炼炉和保温炉内均设置有经煅烧后的炭层，熔炼炉底部设置有第一氩气管道，保温炉底部设置有第二氩气管道，熔炼炉外壁上安装有两个相对的电磁搅拌器；该工艺使熔炼炉、保温精炼炉处于同等温度且恒温熔炼，并且使熔炼炉、保温精炼炉始终处于密封连接连通，虽然保证了在熔炼除杂过程中铜液不与外界空气接触而发生二次杂质掺杂，但是该连体炉却至少存在如下一些缺点：第一，熔炼炉、保温精炼炉始终处于密封连接连通存在使铜液在体系中停留时间不足，除杂效果不佳；第二，熔炼炉、保温精炼炉采用同一温度意味着该温度不能太低(该方案中实际采用1180-1230℃)，否则无法实现较好地熔炼，则造成能耗较高；第三，该方案的结构只能采用水平铸造，无氧铜在铸造过程中受重力的影响会增大组织结构在径向方向上的差异性，尤其是在制备大径向尺寸的无氧铜时，重力的影响会更明显地造成微观组织结构的不一致性，对产品性能造成负面影响；第四，水平铸造时，喷洒到水平方向延伸的无氧铜上的冷却水仅能短时间的接触无氧铜，冷却效果不佳，需要大量的冷却水，造成水资源的大量浪费。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的一个或多个不足，提供一种改进的制备无氧铜的工艺。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种无氧铜的制备方法，该制备方法包括：

将铜原料在真空熔炼室的熔炼炉内进行真空熔炼以去除杂质，熔炼至预期状态，获得预期铜液；

将所述预期铜液通过密封流槽转入位于所述真空熔炼室的外侧的精炼炉中，该精炼炉包括形成有第一容腔的保温精练室、形成有第二容腔的待铸造缓存室，使所述预期铜液在所述保温精练室内进行精炼除杂以获得容纳于所述第一容腔内的精炼铜液，所述第一容腔与所述第二容腔相互密封连通；