宣布时间：2021-04-26点击：2283
摘要对降低无氧铜连铸锭的含氧量和裂纹消除进行了研究。首先通过保温熔炼整体炉的研制将保温、熔炼工序合二为一 ，将铜合金古板上的三段式制备要领升级为熔炼保温和连铸的两段式制备要领；其次 ，提出并实现了控制熔体流动与停止的闸阀技术 ，***后对宽厚比为６５０ｍｍ／２０ｍｍ的无氧铜铸锭的裂纹缺陷进行了剖析 ，通过设置合理的冷却参数 ，控制铸锭的含氧量≤０．０００�。矗� ，使铸件密度增大到８．９４～８．９５ｇ／ｃｍ３ ，裂纹完全消除。
要害词水平连铸；无氧铜铸锭；含氧量；作者：丁磊
无氧铜因具有导电性优良的特点而用在电真空和电力等行业 ，主要用作制造真空管、盘算机、微型散热器、柔性印刷线路板、连接器、同轴射频电缆、干式变压器绕组等高端产品件［１］。海内无氧铜板带材制备方法主要有两种 ，一是立式连铸、热轧、冷轧、气隙退火；
二是水平连铸、冷轧、氢�；ぁ⑽允酵嘶�。前者能耗高、流程长 ，后者能耗低、流程短。
因市场需求 ，海内水平连铸生产无氧铜板带材获得了大力生长［２ ，３］ ，但仍保存无氧铜板材含氧量高、有裂纹和密度低等问题 ，难以满足相关要求［４ ，５］。古板铜合金连铸历程方法为熔炼、保温和拉铸三段式 ，即熔炼、保温是独立的炉子 ，熔体经由炉体表层的流槽由熔炼炉流到保温炉中 ，熔体流动历程中与空气接触。目前海内水平连铸较国际上先进的真空熔炼要领有以下几个技术缺乏：①熔炼及流动的历程中吸入空气；②大宽／薄比铸锭外貌和内部易爆发严重裂纹；③熔体粘度大 ，结晶器中的石墨结晶区易氧化而缩短事情寿命［６ ，７］。为使水平连铸要领接近或抵达真空熔炼要领的低含氧量和高密度的水平 ，本课题研制一体炉 ，革新了结晶器 ，研究了宽厚为６５０ｍｍ／２０ｍｍ的铸坯减少裂纹的冷却条件 ，旨在为实际生产提供参考。
一、底流一体炉
１.１炉体结构
为制止空气与转移的熔体接触 ，设计了底流一体炉 ，见图１。把熔炼炉、保温炉制作成一体 ，增加精炼室 ，两端划分通过中间槽与熔炼室、保温室联接。精炼室能够使氧化物及杂质上浮 ，均匀熔体温度以减少保温室的温度攻击。中间流槽的断面结构见图２ ，其开闭由闸阀控制 ，闸阀为耐火棒或由熔体凝固而来。当冷却水道流过冷却水时 ，中间流槽中的熔体凝固而形成金属闸阀 ，阻断熔体流过流槽 ，当停止冷却水供应时 ，闸阀熔化 ，中间流槽开通 ，而耐火棒闸阀由机械装置驱动。
1.2氮气�；�
三炉室顶部和底部注入氮气以防护铜熔体 ，结晶器四周的炉体内增铺氮气管 ，氮气透入熔体内 ，当结晶凝固时 ，氮气析出 ，进一步降低铸坯的含氧量。原结晶器的出口部位增加３００ｍｍ长的次冷却区 ，接纳循环冷却要领。结晶器内也通入氮气 ，避免铸锭高温氧化。经炉体结构和氮气�；じ镄潞蟮乃搅匝槔倘〉昧私虾玫男Ч� ，无氧铜铸锭的含氧量降低 ，模具的寿命获得提高 ，结果见表１。
二、工艺参数与裂纹
2.１裂纹形貌与成因
生产宽６５０ｍｍ ，厚２０ｍｍ的无氧铜铸锭时常有宏观和微观裂纹。图３为铸锭外貌典范的宏观裂纹�？梢钥闯� ，宏观裂纹基本位于铸锭宽度的中部 ，沿拉铸偏向伸长并沿晶界开裂 ，宏观裂纹约占铸锭总裂纹的９０％。宏观裂纹的宽度在０．５～１ｍｍ ，深度一般为２～５ｍｍ ，长度达２０～２００ｍｍ。图４为铸锭内部典范的微观裂纹形貌 ，其位于铸锭宽度靠近边沿２００～３００ｍｍ处 ，裂纹宽度一般在０．２～０．４ｍｍ ，深度一般为１～２ｍｍ ，长度为５～２０ｍｍ。
由微裂纹弯曲及宏观裂纹面貌 ，且沿晶界开裂 ，推断铸坯微裂纹形成于结晶器内 ，出结晶器后铸锭中心微裂纹继续生长成宏观裂纹 ，裂纹形成的原因是不均匀的热应力［８］。当铸锭外貌温度漫衍不均匀时 ，温度较高的坯壳有较低的强度 ，凝壳收缩时爆发的应力凌驾该部分坯壳临界应力和临界应变而爆发裂纹。
2.2工艺参数优化
铸锭在结晶器末端和出结晶器时外貌局部温度较高 ，是裂纹爆发的主要原因 ，因此 ，冷却水量漫衍是铸坯裂纹爆发的重要因素。为获得合理的冷却水量漫衍 ，针对宽厚比为６５０ｍｍ／２０ｍｍ的板坯 ，在熔体温度为１�。玻常啊薄。玻矗�℃、铸造速度为１１０～１２０ｍｍ／ｍｉｎ下 ，利用温度传感器测试结晶器出口铸锭上下外貌的温度。沿铸锭宽度偏向上下外貌的温度漫衍见图５和图６�？梢钥闯� ，沿宽度偏向铸锭中心温度较高 ，两边温度逐渐降低。上外貌较下外貌温度漫衍曲线险要、温度梯度大 ，这也是上外貌裂纹多于下外貌裂纹的原因。
按铸锭外貌温度漫衍纪律 ，设计和调控各冷却水管的流量 ，使铸锭外貌温度趋于基本一致
。另外增强了冷却强度 ，即由原来的水流量３～４ｍ３／ｈ改为５～７ｍ３／ｈ。冷却水参数凭据文献［９］设置。经生产检验 ，铸锭裂纹缺陷基本消除。
三、结论
（１）革新古板铜合金熔炼、保温、连铸三段式生产要领为熔炼保温、连铸两段式要领
，对降低无氧铜铸锭的含氧量有积极影响。
（２）提出并实现一体炉中 ，控制熔体由熔炼室到精炼室再到保温室的闸阀技术。
（３）找出了宽厚比为６５０ｍｍ／２０ｍｍ无氧铜铸锭裂纹的原因 ，并通过历程参数优化消除了裂纹。使无氧铜铸锭含氧量≤０．０００�。矗ァ⒚芏仍龃蟮剑福梗础福梗担纾悖恚�。
来源：中国知网
