[發明專利]一種連續制備高純單晶銅的方法及設備

無效

• 申請號: 201210526682.0
• 申請日: 2012-12-10
• 公開（公告）號: CN102974793A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 黃圓圓;付亞波;崔靜
• 申請（專利權）人: 臺州學院;付亞波
• 主分類號: B22D11/14
• 分類號: B22D11/14;B22D11/045;B22D11/116;C22B9/22;C22B15/14;B22D27/04
• 代理公司: 臺州市南方商標專利事務所(普通合伙) 33225
• 代理人: 郭建平

1.一種連續制備高純單晶銅的設備，該設備包括電子束熔煉爐、水平連鑄爐的保溫爐、液位控制塊、保溫結晶器、冷卻設備、牽引設備和原料運輸輥道等，其特征在于：

4N銅塊通過原料入口（11），由原料運輸軌道（12）運輸到電子束熔煉爐（10），原料在石墨舟（14）上進行熔煉和提純，銅熔體在2度傾斜分力的作用下，流入導流管（16），進入水平連鑄爐的保溫爐（8），保溫爐的恒定溫度由加熱套（7）以輻射熱的方式提供；在液面控制塊（9）的調節下，熔體在靜壓力作用下進入保溫結晶器（6）；保溫結晶器外套（4）通電，加熱套（5）通過輻射使熔體溫度恒定；冷卻設備（3）起動，使坯料形成定向凝固組織；牽引設備2起動，將凝固的坯料1牽出，實現連續生產高純單晶銅線坯。

2.根據權利要求1所述的設備，其特征還在于，原料運輸輥道(12)與電子束熔煉爐（10）聯接，在滿足真空條件下實現了原料的連續加入，適合大規模、連續式生產。

3.根據權利要求1所述的設備，其特征還在于，經電子束熔煉爐（10）提純后的銅熔體由石墨舟（14）和導流管（16）直接進入水平連鑄爐的保溫爐（8），石墨舟（14）與水平面有一定角度，保證銅熔體既能實現充分提純，又能自動流入。

4.根據權利要求1所述的設備，其特征還在于，水平連鑄爐的保溫爐（8）的恒定溫度由加熱套（7）以輻射熱的方式提供，保證銅熔體的溫度維持在一定范圍，以完成鑄造。

5.根據權利要求1所述的設備，其特征還在于，保溫結晶器（6）的恒定溫度由加熱套（5）以輻射熱的形式來維持，滿足定向凝固的要求。

6.利用權利要求1、2、3、4、5所述設備制備高純單晶銅的方法，其特征包含以下步驟：

步驟一：剪切后的4N銅陰極板通過原料運輸輥道運入電子束熔煉爐，抽真空至10^-2-10^-3?Pa時，啟動電子槍轟擊銅塊，在石墨舟上進行熔煉和提純；

步驟二：提純后的銅熔體通過導流管直接流入水平連鑄爐的保溫爐，爐內通入保護氣體氮氣，防止氧化；

步驟三：銅熔體經過保溫結晶器和冷卻設備，形成具有定向凝固組織的單晶銅線坯；

步驟四：線坯經過牽引設備的牽引，實現了連續生產；

步驟五：將上述步驟組合在一起可實現連續化生產，能得到無限長的銅線坯，既具有高純又具有單晶的性能；經分析含量較高的前22種雜質元素，減量百分含量的純度為5N至6N。