[實用新型]分連體熔銅組合爐

無效

• 申請號: 00266538.7
• 申請日: 2000-12-20
• 公開（公告）號: CN2459603Y
• 公開（公告）日: 2001-11-14
• 發明（設計）人: 黃寧軍
• 申請（專利權）人: 黃寧軍
• 主分類號: F27B19/00
• 分類號: F27B19/00
• 代理公司: 浙江省專利事務所
• 代理人: 沈孝敬

本實用新型涉及用于上引無氧銅桿生產線的熔銅組合爐，具體地說是一種分連體熔銅組合爐，即構成所述熔銅組合爐的熔化爐和保溫爐設計成一體，但又相互隔離。

現有的上引無氧銅桿生產線所采用的熔銅組合爐基本上有分體爐和連體爐兩種爐型。所述分體爐的結構是構成熔銅組合爐的熔化爐和保溫爐相互分離(如圖1所示)，即熔化爐將銅化為銅水后，倒入保溫爐內生產，寵大的氣氛保護裝置減輕了倒液過程的負面影響，但還有許多缺陷：

其一、堵口現象，由于倒液時銅水溫度不宜過高，否則吸氣利害，而低溫銅水易和木碳碴絞在一起將倒液通道堵死，一但發生堵口現象就非常麻煩；

其二、吸氣現象，倒液時銅水以極快的速度吸氣，尤其是吸氧反應激烈，如果稍微不慎，前面的凈化措施就前功盡棄，無論多么安全的保護裝置，只要高溫銅水與氣體有接觸，吸氣就是難免的；

其三、銅水的波動，倒液會造成銅水的波動、飛濺，波動使得完整的覆蓋層遭到破壞，造成從銅水深處—銅水淺處—覆蓋層—爐氣各層次氣體和原子的濃度或分解壓從平衡變為不平衡。飛濺部分的銅水可能再次氧化。銅水的波動還造成結晶區靜壓的波動，使得結晶固液分界面產生波動，導致銅桿沿長度方向性能不均勻；更有甚者，銅水的波動還可能造成結晶器口卷入覆蓋物形成夾碴；

其四、由于傾爐的要求使得熔化爐的容量受到限制，熔化爐的體積過大使得爐殼的剛度要求徒然升高，有的為了保證剛度干脆不設計保溫層，使得能耗增加；同時有害物質的濃度總是因熔化爐的體積的增大而減小，一塊冷銅投下去所產生的溫降總是因熔化爐內的銅水多而變小，在照顧散熱面積的前提下，適當加大熔化爐的容積是有利于提高質量和熔化效率的，這種爐型恰恰有苦難言；

其五、傾爐會造成砂子的顯微裂紋，便得爐齡受影響。這是因為沒有一點也不變形的絕對性的爐殼，傾爐增加了爐殼變形的可能性，爐殼變形必然導致砂子產生顯微裂紋。

連體爐的結構是化銅用的熔化爐和生產用的保溫爐是完全相通的(如圖2所示)，它克服了倒液過程帶來的上述弊病，但隨著技術的不斷進步，以及市場對產品質量的要求越來越高，連體爐的弊端也逐漸暴露出來：

首先，不能實現溫度差異，“高溫出爐，低溫澆注”是鑄造技術萬古不變的真理，保溫爐這邊要求溫度低，熔化爐這邊要求溫度高，由于連體爐的兩爐之間是完全相通的，銅水的導熱性極好，兩爐的溫差極小；

第二，因為溫差小，所以不能達到最佳能耗狀態，對流是銅水熱交換的主要形式，爐溫高則銅水流動性好，對流強，熱交換效率高。但是如果爐溫高了對結晶又起了負面作用，所以大多數廠家只有取一個折中的溫度，這樣對結晶來說不是一個最佳溫度，而對熔化來說更是有勁使不上，眾所周知，在1000多度以上溫度下，送電功率稍稍加大一些就會獲得更好的流動性的銅水，熱交換就會更好，是一個幾何效應，而連體爐卻不能利用這一特點；

第三，溫度波動大，剛放入一塊銅的時候，熔化爐這邊呈低溫狀態，保溫爐的溫度相應下降好幾度，當固態銅一化完時，銅水流動性驟然提高，銅水溫度跟著提高，這樣對形成穩定的銅桿結晶環境不利，銅桿的結晶狀態、性能沿長度方向就不一致；

第四，不利于銅水的凈化，所謂凈化，包括兩個方面：一是氣體的析出，一是雜質的懸浮。在爐子用了一段時間以后，砂子中的氣體已烤干，氣體來自電解銅、木碳和爐氣，除部分極少的硫、磷等有害氣體外，O₂、H₂、H₂O是主要的，部分分離成[H]、[O]。[H]會造成氫病，使銅桿變脆，[O]最終以Cu?O₂、CuO的形式存在于晶界而降低銅桿的強度，O₂、H₂、H₂O若過飽和而在銅桿中心析出，造成“空心”。除了密封精料之外，在爐內的脫氣是非常重要的，而純銅又不宜加入外來物質脫氣，通常我們采用在爐內保持良好的還原性氣氛，高溫靜置，高溫的目的是為了改善銅水的流動性，以便氣體更好的反應、懸浮，靜置的目的是為了有了更多的時間完成脫氣的物理、化學反應。而連體爐要實現高溫和靜置兩個過程是很困難的，往往都是未經精練的銅水，一下子就流到結晶器入口處，參與結晶，草草地完結了本應繼續完成的過程。雜質的懸浮同氣體的析出大同小異，同樣要求高溫靜置，而連體爐難以實現。

本實用新型的目的是要克服現有技術的不足，提供一種分連體熔銅組合爐，旨在實現熔化爐和保溫爐之間的溫度差異，使兩爐各自達到最佳的能耗狀態。