[发明专利]一种紫铜铸锭的制备方法

说明书

本发明公开了一种紫铜铸锭的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：1)原料配备：包括纯电解板；2)熔炼：熔炼温度1200～1250℃，熔化过程中采用木炭进行覆盖，覆盖厚度3～10cm，完全熔化后转入保温炉；3)覆盖增氧：转炉后扒去铜水表面木炭与氧化渣，并采用覆盖剂覆盖，覆盖厚度5～15cm，保温炉温度调整至1150～1250℃，从保温炉底部通入混合气体，其中，混合气体中氧气的体积比例为30～80％。采用保温炉底部通入带有氧气的混合气体，能够快速氧化铜水中的杂质并通过惰性气体吸引杂质上浮，再通过加入氧化铜的方式进行增氧，可以准确将铜水的氧含量控制在200～400ppm，且铸锭头尾氧含量偏差不超过20ppm。

技术领域

本发明属于铜合金技术领域，具体涉及一种紫铜铸锭的制备方法。

背景技术

高纯紫铜由于导电率高、延伸率高，主要应用于继电器、连接器件中，成型方式通常分两种，紫铜杆和紫铜带。上引紫铜杆氧含量主要通过木炭覆盖控制在20ppm以下，但氧含量在5-20ppm之间波动，易吸气。连铸连轧紫铜杆氧含量控制在200-400ppm之间，主要是通过燃烧CO气体还原控制氧含量的，但燃烧控制不严格的条件下，同一批次料头、料尾氧含量差值波动在20ppm以上，另外紫铜杆只适用于小线产品。生产紫铜带材主要采用大铸锭热轧的方法，但是由于大铸锭熔铸过程中容易吸气，在轧制带材时出现起皮缺陷，导致质量不稳定和大量报废。铜溶液中的气体基本上是以氢气为主，根据氢氧平衡理论，如果增加铜熔体中的氧含量，则可以与铜熔体中的氢进行反应生成水分子逸出，另外，一部分的氧可以氧化高纯铜中的磷、铁、锡等杂质元素，提高纯铜的导电率，但氧含量过高，导致熔体大量氧化，大量氧化物颗粒导致起皮，也同样降低高纯铜的导电率，一般氧含量控制在200～400ppm之间；另外氧含量不均匀，氧化亚铜分布不均匀或者局部集中，在轧成薄带时，富集的氧化亚铜的颗粒与周围紫铜变形不一致同样会导致起皮，因此还需控制氧均匀分布，但如何将氧含量控制在该范围内以及氧均匀部分是一个技术难题。

如公告号为CN106086484A(申请号201610493637.8)的中国发明专利《一种高氧韧铜的熔铸生产工艺》，公开了包括以下步骤：(1)先将阴极铜加入预热炉进行预热，对预热炉温度设定为400℃，所述阴极铜预热后表面保持干燥，无油、无水，出炉温度大于90℃。(2)再将上述出炉的阴极铜放入熔化炉进行熔炼生产高氧韧铜，木炭覆盖厚度小于100mm。(3)然后将上述生产的高氧韧铜放入保温炉，覆盖石墨颗粒，厚度小于100mm。(4)最后将上述高氧韧铜放入浇铸箱及结晶器进行铸造，再通过所述结晶器对高氧韧铜结晶冷却。该发明通过熔铸增氧及均质化技术，实现高氧韧铜的产业化，大大提高其产量，满足下游生产铜箔对成分和性能的特殊要求即O含量80～350PPM，P3PPM，Fe5PPM。该方案中通过对原料预热控制以及提前三小时打开熔炼炉和保温炉炉门，扒开石墨，让铜水裸露三分之一来达到控制氧含量的目的。此方法首先对于原材料的要求高，其次对于扒渣和控制时间要求高，现场多次进行取样测量氧含量以检测氧含量的变化，操作难度大，生产效率较低，另外氧含量越高，铸锭头尾氧含量的稳定性越难以控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种氧含量能够合理控制且氧均匀分布的紫铜铸锭的制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种紫铜铸锭的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：

1)原料配备；

2)熔炼：熔炼温度1200～1250℃，熔化过程中采用木炭进行覆盖，覆盖厚度3～10cm，完全熔化后转入保温炉；

3)覆盖增氧：转炉后扒去铜水表面木炭与氧化渣，并采用覆盖剂覆盖，覆盖厚度5～15cm，保温炉温度调整至1150～1250℃，从保温炉底部通入混合气体，其中，混合气体中氧气的体积比例为30～80％，余量为惰性气体，气体压力为0.4～0.6MPa，气体流量V为100～150L/min，混合气体的通气时间T满足：