一種高導(dǎo)熱管非真空熔鑄裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種高導(dǎo)熱管非真空熔鑄裝置，包括節(jié)流控制式熔煉爐、精煉爐、保溫爐以及結(jié)晶器，所述節(jié)流控制式熔煉爐包括熔煉爐體、入料口，以及位于所述熔煉爐體底部的流槽，所述流槽的出口端設(shè)有節(jié)流閥，該節(jié)流閥位于所述精煉爐內(nèi)；所述精煉爐包括精煉爐體，位于所述精煉爐體上方的精煉劑入口，以及位于所述精煉爐體底部的潛流槽；所述精煉爐通過該潛流槽與所述保溫爐的底部連通；所述保溫爐包括保溫爐體，以及位于所述保溫爐體上方的覆蓋劑入口；所述保溫爐體的底部連接所述結(jié)晶器。本實(shí)用新型的裝置結(jié)構(gòu)簡單，投入少，整個(gè)鑄造過程銅液與空氣零接觸，并引入La元素作為精煉劑，真正意義上實(shí)現(xiàn)了定量配比用于生產(chǎn)實(shí)踐，并實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)。
【專利說明】一種高導(dǎo)熱管非真空熔鑄裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種高導(dǎo)熱管非真空熔鑄裝置，尤其涉及一種高純度無氧銅非真空熔鑄設(shè)備，屬于金屬加工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電腦及通訊電子用高導(dǎo)熱管普遍采用高純無氧銅作為管殼材料，高純無氧銅的熱導(dǎo)率僅次于銀，20°C時(shí)熱導(dǎo)率大于300W/(m.°C)，導(dǎo)熱性能優(yōu)良。同時(shí)，它還具有延展性好、透氣率低、不產(chǎn)生氫脆、耐腐蝕性能好等優(yōu)點(diǎn)。
[0003]目前生產(chǎn)高純無氧銅的工藝是真空熔煉，但設(shè)備投入大、生產(chǎn)效率底，生產(chǎn)成本高。市場方面，高性能高導(dǎo)熱管產(chǎn)品，國內(nèi)供應(yīng)不到25 %，超過75%的比例需要依賴進(jìn)口。國內(nèi)部分廠家采用上引鑄造法半連續(xù)鑄造法生產(chǎn)高導(dǎo)熱管，產(chǎn)出的產(chǎn)品氧含量> lOppm，并且雜質(zhì)含量無法有控制，力學(xué)性能也無法和進(jìn)口產(chǎn)品相媲美。
[0004]面對(duì)我國高導(dǎo)熱管工藝復(fù)雜和原料成本逐步攀升形勢，如何利用企業(yè)自身技術(shù)改造創(chuàng)新，研究非真空熔煉方法生產(chǎn)高性能高導(dǎo)熱管正成為多數(shù)銅加工企業(yè)急需解決的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種能夠?qū)崿F(xiàn)銅液與空氣零接觸，有效控制含氧量，且生產(chǎn)成本低、能耗底、效率高的高導(dǎo)熱管非真空熔鑄裝置。
[0006]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種高導(dǎo)熱管非真空熔鑄裝置，包括節(jié)流控制式熔煉爐1、精煉爐2、保溫爐3以及結(jié)晶器4，所述節(jié)流控制式熔煉爐I包括熔煉爐體11、位于所述熔煉爐體上方的入料口 12，以及位于所述熔煉爐體底部的流槽13，所述流槽13的出口端設(shè)有節(jié)流閥5，該節(jié)流閥5位于所述精煉爐2內(nèi)；所述精煉爐2包括精煉爐體21，位于所述精煉爐體上方的精煉劑入口 22，以及位于所述精煉爐體底部的潛流槽6 ;所述精煉爐2通過該潛流槽6與所述保溫爐3的底部連通；所述保溫爐3包括保溫爐體31，以及位于所述保溫爐體上方的覆蓋劑入口 32 ;所述保溫爐體31的底部連接所述結(jié)晶器4。
[0007]進(jìn)一步,所述節(jié)流閥5位于所述工頻感應(yīng)精煉爐2的精煉爐體21上方。
[0008]本實(shí)用新型裝置的使用方法為:將高純電解銅送入熔煉爐初步熔煉，銅液表面煅燒木炭覆蓋，完全熔化的銅液通過流槽流入精煉爐，精煉爐入中設(shè)計(jì)有節(jié)流閥，來控制液位，銅液表面覆蓋石墨鱗片，通過加入一定配比的稀土 La元素作為精煉劑，進(jìn)一步脫氧去雜，成分穩(wěn)定后的銅液，通過潛流槽進(jìn)入保溫爐，保溫爐銅液表面覆蓋石墨鱗片，通過結(jié)晶器連續(xù)引鑄。
[0009]通過改進(jìn)的設(shè)備，熔煉爐初步實(shí)現(xiàn)銅的熔煉，改變傳統(tǒng)傾倒方式，設(shè)計(jì)潛流液位控制閥，銅液采用煅燒干燥木炭及石墨鱗片全覆蓋，達(dá)到隔絕空氣及脫氧的作用，精煉爐進(jìn)行靜化提純，靜化后的銅液通過流槽口，流入保溫爐，通過石墨結(jié)晶器，經(jīng)過兩次水冷引鑄，實(shí)現(xiàn)熔鑄過程銅液無空氣接觸，通過此方式有效控制材料含氧量，可使含氧量控制在3ppm最佳范圍以內(nèi)，另外可實(shí)現(xiàn)三流同時(shí)連續(xù)引鑄，效率比傳統(tǒng)熔鑄方式提高40%。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型的裝置結(jié)構(gòu)簡單，投入少，整個(gè)鑄造過程銅液與空氣零接觸，工藝方法引入La元素作為精煉劑，真正意義上實(shí)現(xiàn)了定量配比用于生產(chǎn)實(shí)踐，并實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為一種高導(dǎo)熱管非真空熔鑄裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]1.節(jié)流控制式有芯工頻感應(yīng)熔煉爐
[0013]2.工頻感應(yīng)精煉爐
[0014]3.工頻感應(yīng)保溫爐
[0015]4.結(jié)晶器
[0016]5.節(jié)流閥
[0017]6.潛流槽
[0018]11.熔煉爐體
[0019]12.入料口
[0020]13.流槽
[0021]14.煅燒木炭層
[0022]21.精煉爐體
[0023]22.精煉劑入口
[0024]23.石墨鱗片層
[0025]31.保溫爐體
[0026]32.覆蓋劑入口
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。
[0028]如圖1所示的一種高導(dǎo)熱管非真空熔鑄裝置，包括節(jié)流控制式有芯工頻感應(yīng)熔煉爐1、工頻感應(yīng)精煉爐2、工頻感應(yīng)保溫爐3以及結(jié)晶器4，節(jié)流控制式有芯工頻感應(yīng)熔煉爐I包括熔煉爐體11、位于所述熔煉爐體上方的入料口 12，以及位于所述熔煉爐體底部的流槽13，所述流槽13的出口端設(shè)有節(jié)流閥5，該節(jié)流閥5位于工頻感應(yīng)精煉爐2內(nèi)；工頻感應(yīng)精煉爐2包括精煉爐體21,位于所述精煉爐體上方的精煉劑入口 22,以及位于所述精煉爐體底部的潛流槽6 ;工頻感應(yīng)精煉爐2通過該潛流槽6與工頻感應(yīng)保溫爐3的底部連通；工頻感應(yīng)保溫爐3包括保溫爐體31，以及位于所述保溫爐體上方的覆蓋劑入口 32 ;保溫爐體31的底部連接所述結(jié)晶器4。節(jié)流閥5位于所述工頻感應(yīng)精煉爐2的精煉爐體21上方。本實(shí)施例所采用的節(jié)流控制式熔煉爐為節(jié)流控制式有芯工頻感應(yīng)熔煉爐，精煉爐為工頻感應(yīng)精煉爐，保溫爐為工頻感應(yīng)保溫爐。
[0029]采用本實(shí)用新型所述高導(dǎo)熱管非真空熔鑄裝置時(shí)，工藝流程如下:
[0030]1、加料熔煉[0031 ] 有芯工頻感應(yīng)熔煉爐升溫，選用的高純陰極銅板，通過入料口加料，熔煉溫度控制在1160?1200°C，銅液表面均勻覆蓋150?200mm經(jīng)煅燒干燥的木炭(煅燒木炭層14)，待全部熔化后，經(jīng)過流槽流入節(jié)流閥，由節(jié)流閥控制精煉爐液位。
[0032]2、精煉爐精煉
[0033]銅液進(jìn)入精煉爐，銅液上方需覆蓋100?150mm石墨鱗片(石墨鱗片層23)，用于隔絕空氣及脫氧的作用。精煉爐溫度控制在1160?1180°C之間。
[0034]3、添加稀土 La，微化晶粒，去除雜志
[0035]精煉過程從精煉爐的入料口按比例加入0.06?0.08%稀土 La元素，La元素原料的純度要達(dá)到99.99%，按照設(shè)計(jì)的工藝要求進(jìn)行5?Smin凈化穩(wěn)定，去除雜質(zhì)元素。
[0036]4、保溫爐成分穩(wěn)定過程
[0037]精煉去雜后銅液通過潛流槽移流到保溫爐，溫度控制1150?1170°C之間，保溫爐銅液表面同樣覆蓋100?150mm石墨鱗片(石墨鱗片層23)，并取樣化驗(yàn)，銅含量穩(wěn)定到99.99% 以上，氧含量 <3ppm，雜質(zhì)元素 Bi〈0.0001%,Fe<0.001，Pb〈0.0005%, S<0.0015 時(shí)，
方可引鑄。
[0038]5、連續(xù)引鑄
[0039]保溫爐設(shè)計(jì)三流同時(shí)引鑄，銅液通過石墨結(jié)晶器，并經(jīng)過二次水冷結(jié)晶引鑄，牽引系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)拉-停-退-停-拉控制過程替代振動(dòng)鑄造效果，拉速控制在150?300mm/min范圍。
[0040]實(shí)施上述非真空熔鑄方案，產(chǎn)出的產(chǎn)品性能優(yōu)良，各項(xiàng)指標(biāo):Cu>99.99 %，0〈0.0003%,Bi<0.0001%,Fe<0.001，Pb〈0.0005%, S<0.0015，晶粒度 0.005-0.01/mm，熱導(dǎo)率>360W/(m.°C )，相比傳統(tǒng)真空熔鑄技術(shù)產(chǎn)出的產(chǎn)品，雜質(zhì)含量極低，傳熱效率高，力學(xué)性能更加優(yōu)益，后續(xù)彎曲、壓扁等再加工，銅管表面光滑無凹陷。
[0041]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高導(dǎo)熱管非真空熔鑄裝置，包括節(jié)流控制式熔煉爐(I)、精煉爐(2)、保溫爐(3)以及結(jié)晶器(4)，其特征在于，所述節(jié)流控制式熔煉爐(I)包括熔煉爐體(11)、位于所述熔煉爐體上方的入料口(12)，以及位于所述熔煉爐體底部的流槽(13)，所述流槽(13)的出口端設(shè)有節(jié)流閥(5)，該節(jié)流閥(5)位于所述精煉爐(2)內(nèi)；所述精煉爐(2)包括精煉爐體(21)，位于所述精煉爐體上方的精煉劑入口(22)，以及位于所述精煉爐體底部的潛流槽(6);所述精煉爐(2)通過該潛流槽(6)與所述保溫爐(3)的底部連通；所述保溫爐(3)包括保溫爐體(31)，以及位于所述保溫爐體上方的覆蓋劑入口(32);所述保溫爐體(31)的底部連接所述結(jié)晶器(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高導(dǎo)熱管非真空熔鑄裝置，其特征在于，所述節(jié)流閥(5)位于所述精煉爐(2)的精煉爐體(21)上方。
【文檔編號(hào)】B22D11/10GK203960312SQ201420356114
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】趙欽海, 彭永聰, 曲紹文, 李文嬌, 陳大勇 申請(qǐng)人:山東中佳新材料有限公司