[发明专利]紫铜用工频有芯感应熔铜炉的停开炉方法

说明书

技术领域

本发明涉及紫铜用工频有芯感应炉，具体为一种紫铜用工频有芯感应熔铜炉的停开炉方法。

背景技术

如图1所示，紫铜用工频有芯感应熔铜炉包括炉体1；炉体1内的下部设有缠绕有感应线圈3的铁芯2、设于铁芯外的水套4、以及设于水套4外的熔沟5；熔沟5与水套4、炉体1之间均设有耐火材料7；炉体1内的上部设有炉膛6，炉膛6与炉体1之间设有炉衬8；有些熔炉会在炉膛6与熔沟5之间设置炉池；熔沟5在开炉后充满与炉膛6内熔体相通的紫铜液体而在停炉后形成紫铜圆环。工频有芯感应熔铜炉的工作原理与普通变压器的工作原理相似，它相当于在短路状态下工作的变压器，炉体相当于一个带铁芯的变压器，缠绕于铁芯上的感应线圈相当于变压器的一次线圈，熔沟相当于变压器的二次线圈；开炉后，将感应线圈接通交流电源后根据电磁感应原理会产生交变磁场，由于熔沟是闭合的，如同短路状态下工作的变压器，在磁场的作用下，熔沟的金属中会产生电流，电流在熔沟中产生使金属发热的功率从而对金属加热熔化，此时熔沟熔化成紫铜液体；将紫铜边条料加入炉膛中，由于熔沟中热金属熔体与炉膛内的冷金属比重不同、以及电动现象（如果相互接触的固－液或液－液两相中分别带有符号相反的过剩电荷，则由于界面上存在双电层，在外加电场的作用下会发生两相的相对运动。反之，若外力迫使两相作相对运动，则沿液体运动方向会出现液相中的电势差，并引起离子的电迁移；这类现象统称为电动现象）的影响，熔化的热金属流入炉膛带来热量使冷金属熔化。在紫铜熔炼生产中由于生产任务的不均衡性，为了降低长时间保温而增加的电费成本，需要即时的停炉、开炉。而目前使用的停炉方法采用开炉工艺的逐步升压、逐步升温的方法倒着分级送电，即逐步降压、逐步降温的方法来实现停炉；这种方法停炉后重开炉会出现熔沟断裂。因为熔炉在停炉时，熔沟内金属由液体向固体转变，此时金属的强度最低、塑性最差；炉体内上部熔体受到空气的影响，冷却降温快，从而产生向上的拉应力；而炉体内下部熔体虽然会受到水套中冷却水的冷却，但在逐步降压的过程中熔沟依次处于加热、保温、无感应电流的过程，冷却速度与上部熔体相差不大，会产生向下的拉应力；由此，熔沟中的液体由液相向固相转变过程中产生了方向不同的收缩应力，使熔沟拉应力最集中的地方产生微裂纹及疏松。开炉时在开化阶段，熔沟密度低、强度差的地方先熔化；此时，炉膛内基铜面积大散热多，上部温度就低；而下部在水套的冷却作用下，温度也较低，熔沟在不同温度、不同方向的应力作用下，就会将熔沟拉断。这样由于停炉后重开炉时会出现熔沟断裂，从而造成熔炉的损坏和报废，既增加了修炉的成本，又影响了生产的正常进行，对企业的危害十分巨大，所以几乎所有的铜加工企业都采用保温的方法，而不敢采用停炉的方法，极大地增加了电费成本。同时由于现有熔炉停炉后重开炉的逐步升压、逐步升温方法的各级电压设计不合理，也会导致熔沟拉断。

发明内容

本发明为了解决现有紫铜用工频有芯感应熔铜炉停炉后重开炉极易引起熔沟断裂从而增加生产成本的问题，提供了一种紫铜用工频有芯感应熔铜炉的停开炉方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：紫铜用工频有芯感应熔铜炉的停开炉方法，所述紫铜用工频有芯感应熔铜炉包括炉体；炉体内的下部设有缠绕有感应线圈的铁芯、设于铁芯外的水套、以及设于水套外的熔沟；熔沟与水套、炉体之间设有耐火材料；炉体内的上部设有炉膛，炉膛与炉体之间设有炉衬；所述紫铜用工频有芯感应熔铜炉停炉时采用如下步骤：1）控制炉膛内基铜的液面距炉膛的底面100～150mm；当炉膛与熔沟之间设有炉池时，控制炉体内基铜的液面与炉池的顶部相平；2）清理干净基铜液面上的炉渣；3）在基铜液面上覆盖一层厚度为100-150mm的干燥木炭；4）用紫铜用工频有芯感应熔铜炉的高档电压（每个紫铜用工频有芯感应熔铜炉上的高档电压有所不同，一般为460～500V，为本领域技术人员公知的技术）将基铜的温度提高至1200～1220℃；保温5-10分钟后对紫铜用工频有芯感应熔铜炉断电；断电后保持水冷套的供水，直至基铜冷却至室温；5）切断水冷套、配套设施的电源；6）需要生产时开炉。所述紫铜用工频有芯感应熔铜炉停炉后如何重开炉是本领域技术人员公知的技术。

本发明采用先加热再骤然停电快速冷却的方法实现安全停炉，由此保证熔炉的安全开炉；当熔体加热到一定温度断电后，水套会对熔体下部快速冷却，从而加快了紫铜由液相向固相的转变，其速度远远大于熔体上部空气冷却的速度，从而使熔体以自下而上的顺序凝固，同时由于上部熔体本身的重量会对下部熔体收缩进行补充，这样使得固相熔沟应力均匀，开炉后不会断裂。