在電磁場下銅液脫氧方法技術

本發明專利技術是關于銅液連鑄中電磁脫氧方法。結晶器１４內和熱帽５內有含脫氧劑材料的襯套６，在連鑄過程中對結晶器１４內和熱帽５中銅液施加交變電磁場。發明專利技術主體由熱帽結晶器１４、結晶器內壁９、電磁線圈８和１３、含脫氧劑的襯套６和冷卻水出水孔１１所構成。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種用電磁場在連鑄中脫除銅液中氧的方法。銅液中氧是有害雜質元素，須加以去除。在無氧銅中更是要求很低的氧含量。脫除銅液中的氧的方法主要有真空熔鑄、木炭覆蓋、青木脫氧等。但真空法效率低，設備投資大，成本高；木炭覆蓋法的脫氧效率較低；青木脫氧法增加氫含量，脫氧效率也較低。除真空熔鑄法，其他方法均存在澆注過程中易于產生二次氧化的問題。使得銅液中的氧含量增加。本專利技術的原理是在連鑄結晶器中，施加交變電磁場和脫氧劑，使得銅液凝固界面變得平整，使得此處析出氣體和夾雜物易于排除；電磁場還加速夾雜物和氣體的傳輸及其與脫氧劑的反應，因而加速氧的排除；結晶器中的銅液在脫氧后隨即被冷卻凝固，避免了二次氧化。本專利技術的目的是這樣實現的在連鑄結晶器的上端加裝耐熱保溫的熱帽，熱帽的內襯材料中含有脫氧劑；或者在結晶器內鑲有含脫氧劑的襯套；在熱帽和結晶器內壁的外側裝有電磁線圈，其中通有交變電流，向熱帽和結晶器中的銅液施加交變電磁場；電磁場的頻率在1Hz至30000Hz之間；結晶器內壁可為切縫分瓣結構，也可為無切縫的整體結構；銅液中的氧將與內襯中的脫氧劑反應，其產物從銅液中浮出，因而氧從銅液中脫除；脫氧劑為與氧親和能力高于銅的物質，使得銅液中氧脫除。在銅液凝固時，受電磁場力作用，凝固界面趨于平坦，使得因凝固界面上溶質再分配過程而排向液體的氧易于脫離界面，有利于其排除；電磁力也使析出的氧加速從凝固界面遷移，因而促進氧的快速擴散脫除；電磁力也加速氧與脫氧劑的反應；同時，電磁場力還加速氧化產物的上浮。銅液在凝固前經過電磁場強化下的脫氧過程，隨即凝固，避免了二次氧化；不斷從結晶器上部補充銅液，同時將凝固部分拉出結晶器，從而連鑄出低氧含量的銅坯。附圖說明圖1是本專利技術提出的銅液連鑄電磁脫氧方法圖。圖2是一種有內襯套結晶器的連鑄電磁脫氧裝置圖。圖3是結晶器內壁的結構圖。下面結合圖1至圖3詳細說明依據本專利技術的基本原理及工作情況。本專利技術的主要結構為連鑄結晶器14、熱帽5和電磁感應線圈8。熱帽5內腔嵌有含有脫氧劑的襯套6，襯套外包有耐火隔熱保溫材料7，在熱帽5的周圍設置電磁感應線圈8，其中通入交變電流，電流頻率從1Hz至30000Hz。電磁感應線圈與熱帽為絕緣接觸。結晶器內壁9的材料可為銅及其合金、不銹鋼、鋁及其合金、耐火材料等，沿其縱向可有多條切縫，以使交變電磁場透過。在結晶器內壁9外設置電磁感應線圈13，其中通有交變電流，其頻率從1Hz至30000Hz。電磁感應線圈13與結晶器內壁9為絕緣接觸或存在一定空隙。結晶器下端有噴水孔或縫隙11，以冷卻鑄坯12和結晶器中銅液15，使之凝固。連鑄時，在中間包1內的銅液2在塞棒3的控制下，經由水口4進入結晶器14中，并使之充滿熱帽5，銅液15的上表面覆蓋碳粉16等，以避免再次氧化；銅液15與含有脫氧劑的內襯6反應，并受到通有交變電流的電磁線圈8和13所產生的交變磁場的作用，使得所含的氧和夾雜物被脫除，結晶組織細化，并在結晶器14中冷卻凝固形成鑄坯12，牽引機構將鑄坯拉出結晶器14，同時從中間包1通過水口4向結晶器14和熱帽5中補充銅液，由此形成連續鑄造過程。本專利技術的另一種結構為圖2所示。在電磁結晶器14的內壁9上鑲嵌含脫氧劑的內襯套6，結晶器內壁9上有數條縱向縫隙，以使交變磁場透過而作用到結晶器14內的銅液15上，感應線圈13中通有交變電流，使之產生交變電磁場，對結晶器14內的銅液15產生脫氧和去除夾雜物的作用。銅液15上表面覆蓋碳粉16，以避免銅液氧化。圖3表示結晶器內壁的結構，其上有多條縱向切縫19或斜向切縫18或折線切縫20。權利要求1.一種脫除銅液中氧的方法，其特征在于在連鑄過程中在結晶器內脫除銅液中氧；脫氧后的銅液就地凝固，避免銅液傳輸過程中的增氧。2.根據權利要求1提出的脫氧方法，其特征在于在結晶器中使用含脫氧劑的材料脫除銅液中氧；脫氧劑材料可制成結晶器內襯套，與結晶器內壁成鑲嵌接觸或羅紋接觸；也可制成網狀放于結晶器內。3.根據權利要求1提出的脫氧方法，其特征在于采用交變電磁場改善銅液凝固狀況，加速銅液中氧的脫除；電磁場的頻率在1Hz至30000Hz之間。4.一種銅液連鑄中具有脫氧作用的電磁結晶器14，其特征在于在結晶器內壁9上有含脫氧劑材料的襯套6；結晶器內壁有貫穿壁厚的切縫19，切縫與結晶器的縱軸方向成一定角度，角度處于0°至±180°之間；結晶器內壁外側繞有可通入電流的線圈13。5.一種銅液連鑄中具有脫氧作用的熱帽電磁結晶器，其特征在于在熱帽5和結晶器內壁9上有含脫氧劑材料的襯套6；熱帽5和結晶器內壁9外側均繞有可通入電流的線圈13；結晶器內壁9有貫穿壁厚的切縫19，切縫與結晶器的縱軸方向成一定角度，角度處于0°至±180°之間。全文摘要本專利技術是關于銅液連鑄中電磁脫氧方法。結晶器14內和熱帽5內有含脫氧劑材料的襯套6，在連鑄過程中對結晶器14內和熱帽5中銅液施加交變電磁場。專利技術主體由熱帽結晶器14、結晶器內壁9、電磁線圈8和13、含脫氧劑的襯套6和冷卻水出水孔11所構成。文檔編號B22D11/115GK1403230SQ0112671公開日2003年3月19日 申請日期2001年9月11日 優先權日2001年9月11日專利技術者任忠鳴, 鄧康 申請人:上海上大眾鑫科技發展有限公司本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種脫除銅液中氧的方法，其特征在于：在連鑄過程中在結晶器內脫除銅液中氧；脫氧后的銅液就地凝固，避免銅液傳輸過程中的增氧。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：任忠鳴，鄧康，
申請(專利權)人：上海上大眾鑫科技發展有限公司，
類型：發明
國別省市：31[中國|上海]