CN114799104A - 一种上引法制备铜杆的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种上引法制备铜杆的方法，包括以下步骤：1)加热炉加热熔融铜板，形成铜液；2)在铜液的表面铺设满石墨鳞片；3)结晶器的下端伸入铜液下方，引杆插入结晶器，使引杆的下端与铜液接触；牵引机构将引杆上移，带动铜液通过石墨模套后进入结晶器冷却成铜杆，然后被牵引机构向上带出；4)在设定时间后，将反应变小后的石墨鳞片捞出，并重新铺设新的石墨鳞片。本申请通过周期性的将反应变小后的石墨鳞片捞出，能够防止石墨鳞片进一步变小，从而降低石墨鳞片进入石墨模套的概率，有效保证加工质量。
Description
技术领域
本发明涉及无氧铜杆领域，具体涉及一种上引法制备铜杆的方法。
背景技术
目前，高质量的无氧铜杆坯通常采用上引法生产，上引法是一种需连续将铜熔化、铸造的方法，具体包括铜在炉中熔化成铜水、通过牵引装置铸成铜杆坯、轧制成型等步骤，以生产得到含氧量在30ppm以下，长度可达无限的铜杆坯料。结晶器是上引法生产设备非常重要的部件，如公开号为CN214349469U的结晶器，其是通过水冷使铜水固化的部件，铜水在穿过结晶器后，温度降低，逐渐固化成型，通过牵引机构将固化后的铜杆牵引出来，从而实现铜杆的连续成型。石墨模套是结晶器的零件，铜液通过石墨模套进入结晶器冷却成铜杆。
为了防止氧气进入铜液，会在铜液上方铺满石墨鳞片，实际生产过程中发现，有时候小的石墨鳞片会进入石墨模套中，此时会导致铜杆空心，导致铜杆质量不合格。
发明内容
本发明针对上述问题，提出了一种上引法制备铜杆的方法。
本发明采取的技术方案如下：
一种上引法制备铜杆的方法，包括以下步骤：
1)加热炉加热熔融铜板，形成铜液；
2)在铜液的表面铺设满石墨鳞片；
3)结晶器的下端伸入铜液下方，引杆插入结晶器，使引杆的下端与铜液接触；牵引机构将引杆上移，带动铜液通过石墨模套后进入结晶器冷却成铜杆，然后被牵引机构向上带出；
4)在设定时间后，将反应变小后的石墨鳞片捞出，并重新铺设新的石墨鳞片。
通过周期性的将反应变小后的石墨鳞片捞出，能够防止石墨鳞片进一步变小，从而降低石墨鳞片进入石墨模套的概率，有效保证加工质量。
于本发明其中一实施例中，在将反应变小后的石墨鳞片捞出前，向加热炉内充入保护气体。
于本发明其中一实施例中，所述石墨模套包括套体，所述套体的外侧壁具有锥状部，锥状部的下端位于套体的下方。
设置锥状部能够形成伞状结构来尽可能的阻挡小的石墨鳞片流入套体下端。
于本发明其中一实施例中，所述步骤3通过铜杆制备设备实施，所述铜杆制备设备包括：
加热炉，加热炉的侧壁上方具有贯穿开口，贯穿开口的下方还具有与贯穿开口连通的条形口；
贯穿开口封闭组件，用于关闭或打开所述贯穿开口；
排废箱，与所述加热炉连接，排废箱内具有与所述贯穿开口连通的容纳空间；
打捞元件，具有网兜部以及与网兜部固定的连接轴，所述连接轴能够沿所述条形口上下移动，所述网兜部具有开口朝下的第一工作位以及开口朝上的第二工作位，所述打捞元件能够通过所述贯穿开口在加热炉和排废箱之间变换位置；
升降座，位于排废箱中，能够上下移动，所述连接轴转动安装在所述升降座上；
第一转动电机，设置在升降座上，用于驱动所述连接轴转动，带动网兜部在第一工作位和第二工作位之间切换；
升降元件，用于带动所述升降座上下移动；
第二转动电机，设置在排废箱中，用于带动所述升降元件转动，使移动至贯穿开口处的打捞元件能够在加热炉和排废箱之间变换位置。
铜杆制备设备的一种工作方式：初始状态下，贯穿开口封闭组件关闭贯穿开口，打捞元件位于排废箱的容纳空间中，且网兜部处于第一工作位，当需要进行打捞作业时，贯穿开口封闭组件打开贯穿开口，第二转动电机转动，带动升降元件转动，从而使打捞元件通过贯穿开口转动至加热炉内，然后升降元件带动升降座下移，连接轴沿条形口下移，使网兜部的开口端临近铜液表面，第一转动电机工作，带动连接轴转动180°，使网兜部处于第二工作落网(此时网兜部的主体部分位于铜液内)，一次打捞完成，然后升降元件带动升降座和打捞元件上移，第二转动电机工作，带动升降元件转动，使移动至贯穿开口处的打捞元件通过贯穿开口转动进入排废箱，最后第一转动电机工作，使网兜开口朝下(第一工作位)，将打捞出来的石墨鳞片倒落，最后贯穿开口封闭组件关闭贯穿开口。
于本发明其中一实施例中，所述网兜部的材质为石墨。
于本发明其中一实施例中，所述网兜部包括耐高温金属框架以及位于所述耐高温金属框架外表面的石墨层。
于本发明其中一实施例中，所述贯穿开口封闭组件包括：
盖板，滑动安装在加热炉的侧壁上：
伸缩元件，用于驱动所述盖板移动。
于本发明其中一实施例中，所述加热炉的侧壁上具有滑槽，所述盖板滑动设置在滑槽上。
于本发明其中一实施例中，所述加热炉具有弧形侧壁，所述贯穿开口位于所述弧形侧壁，所述盖板为弹性盖板。
本发明的有益效果是：通过周期性的将反应变小后的石墨鳞片捞出，能够防止石墨鳞片进一步变小，从而降低石墨鳞片进入石墨模套的概率，有效保证加工质量。
附图说明
图1是铜杆制备设备的示意图；
图2是打捞元件临近铜液表面时的示意图(省略排废箱)；
图3是打捞元件的局部示意图；
图4是图2打捞元件的网兜部转动180°后的示意图；
图5是图4打捞元件上移至贯穿开口处的示意图；
图6是图5打捞元件从加热炉转动进入排废箱的示意图；
图7是图6打捞元件的网兜部转动180°后的示意图；
图8是结晶器的示意图。
图中各附图标记为：
1、结晶器；2、石墨模套；3、套体；4、锥状部；5、加热炉；6、贯穿开口；7、条形口；8、贯穿开口封闭组件；9、排废箱；10、打捞元件；11、网兜部；12、连接轴；13、升降座；14、升降元件；15、盖板；16、伸缩元件；17、滑槽；18、弧形侧壁。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面结合各附图，对本发明做详细描述。
如图1和7所示，一种上引法制备铜杆的方法，包括以下步骤：
1)加热炉5加热熔融铜板，形成铜液；
2)在铜液的表面铺设满石墨鳞片；
3)结晶器1的下端伸入铜液下方，引杆插入结晶器1，使引杆的下端与铜液接触；牵引机构将引杆上移，带动铜液通过石墨模套2后进入结晶器1冷却成铜杆，然后被牵引机构向上带出；
4)在设定时间后，将反应变小后的石墨鳞片捞出，并重新铺设新的石墨鳞片。
通过周期性的将反应变小后的石墨鳞片捞出，能够防止石墨鳞片进一步变小，从而降低石墨鳞片进入石墨模套2的概率，有效保证加工质量。
于本实施例中，在将反应变小后的石墨鳞片捞出前，向加热炉5内充入保护气体。
如图8所示，于本实施例中，石墨模套2包括套体3，套体3的外侧壁具有锥状部4，锥状部4的下端位于套体3的下方。设置锥状部4能够形成伞状结构来尽可能的阻挡小的石墨鳞片流入套体3下端。
如图1～7所示，于本实施例中，步骤3通过铜杆制备设备实施，铜杆制备设备包括：
加热炉5，加热炉5的侧壁上方具有贯穿开口6，贯穿开口6的下方还具有与贯穿开口6连通的条形口7；
贯穿开口封闭组件8，用于关闭或打开贯穿开口6；
排废箱9，与加热炉5连接，排废箱9内具有与贯穿开口6连通的容纳空间；
打捞元件10，具有网兜部11以及与网兜部11固定的连接轴12，连接轴12能够沿条形口7上下移动，网兜部11具有开口朝下的第一工作位以及开口朝上的第二工作位，打捞元件10能够通过贯穿开口6在加热炉5和排废箱9之间变换位置；
升降座13，位于排废箱9中，能够上下移动，连接轴12转动安装在升降座13上；
第一转动电机(图中省略未画出)，设置在升降座13上，用于驱动连接轴12转动，带动网兜部11在第一工作位和第二工作位之间切换；
升降元件14，用于带动升降座13上下移动；
第二转动电机(图中省略未画出)，设置在排废箱9中，用于带动升降元件14转动，使移动至贯穿开口6处的打捞元件10能够在加热炉5和排废箱9之间变换位置。
铜杆制备设备的一种工作方式：初始状态下，贯穿开口封闭组件8关闭贯穿开口6，打捞元件10位于排废箱9的容纳空间中，且网兜部11处于第一工作位，当需要进行打捞作业时，贯穿开口封闭组件8打开贯穿开口6，第二转动电机转动，带动升降元件14转动，从而使打捞元件10通过贯穿开口6转动至加热炉5内，然后升降元件14带动升降座13下移，连接轴12沿条形口7下移，使网兜部11的开口端临近铜液表面，第一转动电机工作，带动连接轴12转动180°，使网兜部11处于第二工作落网(此时网兜部11的主体部分位于铜液内)，一次打捞完成，然后升降元件14带动升降座13和打捞元件10上移，第二转动电机工作，带动升降元件14转动，使移动至贯穿开口6处的打捞元件10通过贯穿开口6转动进入排废箱9，最后第一转动电机工作，使网兜开口朝下(第一工作位)，将打捞出来的石墨鳞片倒落，最后贯穿开口封闭组件8关闭贯穿开口6。
实际运用时，网兜部11的材质为石墨。
于本实施例中，网兜部11包括耐高温金属框架以及位于耐高温金属框架外表面的石墨层。这种结构能够保证网兜部11有较大的承载能力。
如图2所示，于本实施例中，贯穿开口封闭组件8包括：
盖板15，滑动安装在加热炉5的侧壁上：
伸缩元件16，用于驱动盖板15移动。
如图2所示，于本实施例中，加热炉5的侧壁上具有滑槽17，盖板15滑动设置在滑槽17上。加热炉5具有弧形侧壁18，贯穿开口6位于弧形侧壁18，盖板15为弹性盖板15。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种上引法制备铜杆的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)加热炉加热熔融铜板，形成铜液；
2)在铜液的表面铺设满石墨鳞片；
3)结晶器的下端伸入铜液下方，引杆插入结晶器，使引杆的下端与铜液接触；牵引机构将引杆上移，带动铜液通过石墨模套后进入结晶器冷却成铜杆，然后被牵引机构向上带出；
4)在设定时间后，将反应变小后的石墨鳞片捞出，并重新铺设新的石墨鳞片。
2.如权利要求1所述的上引法制备铜杆的方法，其特征在于，在将反应变小后的石墨鳞片捞出前，向加热炉内充入保护气体。
3.如权利要求1所述的上引法制备铜杆的方法，其特征在于，所述石墨模套包括套体，所述套体的外侧壁具有锥状部，锥状部的下端位于套体的下方。
4.如权利要求1所述的上引法制备铜杆的方法，其特征在于，所述步骤3通过铜杆制备设备实施，所述铜杆制备设备包括：
加热炉，加热炉的侧壁上方具有贯穿开口，贯穿开口的下方还具有与贯穿开口连通的条形口；
贯穿开口封闭组件，用于关闭或打开所述贯穿开口；
排废箱，与所述加热炉连接，排废箱内具有与所述贯穿开口连通的容纳空间；
打捞元件，具有网兜部以及与网兜部固定的连接轴，所述连接轴能够沿所述条形口上下移动，所述网兜部具有开口朝下的第一工作位以及开口朝上的第二工作位，所述打捞元件能够通过所述贯穿开口在加热炉和排废箱之间变换位置；
升降座，位于排废箱中，能够上下移动，所述连接轴转动安装在所述升降座上；
第一转动电机，设置在升降座上，用于驱动所述连接轴转动，带动网兜部在第一工作位和第二工作位之间切换；
升降元件，用于带动所述升降座上下移动；
第二转动电机，设置在排废箱中，用于带动所述升降元件转动，使移动至贯穿开口处的打捞元件能够在加热炉和排废箱之间变换位置。
5.如权利要求4所述的上引法制备铜杆的方法，其特征在于，所述网兜部的材质为石墨。
6.如权利要求4所述的上引法制备铜杆的方法，其特征在于，所述网兜部包括耐高温金属框架以及位于所述耐高温金属框架外表面的石墨层。
7.如权利要求4所述的上引法制备铜杆的方法，其特征在于，所述贯穿开口封闭组件包括：
盖板，滑动安装在加热炉的侧壁上：
伸缩元件，用于驱动所述盖板移动。
8.如权利要求7所述的上引法制备铜杆的方法，其特征在于，所述加热炉的侧壁上具有滑槽，所述盖板滑动设置在滑槽上。
9.如权利要求8所述的上引法制备铜杆的方法，其特征在于，所述加热炉具有弧形侧壁，所述贯穿开口位于所述弧形侧壁，所述盖板为弹性盖板。
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| CN115647316B (zh) * | 2022-09-07 | 2023-10-20 | 江苏亨通精工金属材料有限公司 | 一种高纯无氧铜杆的真空连铸制备工装及其制备工艺 |
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