專利名稱：連鑄結(jié)晶器用鉻鋯銅板材的溶鑄工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種連鑄結(jié)晶器用鉻鋯銅板材的熔鑄工藝，屬于有色金屬的熔煉和鑄造技術(shù)領(lǐng)域。
本發(fā)明做出之前，連鑄結(jié)晶器用銅板材由于其化學(xué)成份配比不當(dāng)，加之其中間合金的熔煉和合金板材的熔煉都是在非真空狀態(tài)下進(jìn)行，并且在大氣中鑄造后熱軋或熱鍛成板材，所以主要存在下列問題一是合金元素?zé)龘p嚴(yán)重，金屬收得率低；二是因各元素氧化造成板材的非金屬夾雜物含量大，使板材的力學(xué)性能及傳導(dǎo)性能達(dá)不到指標(biāo)要求；三是板材中氣體含量大，也同樣影響其力學(xué)性能及傳導(dǎo)性能；四是只熱鍛或熱軋成板材，一致性較差。目前應(yīng)用于連鑄結(jié)晶器銅板的材料多數(shù)為經(jīng)冷加工強(qiáng)化的純銅和加入Ni、Cr、Zr、Al、Be、Mg等元素的銅合金，具體的成份配比各自有異，其使用壽命差異性也較大。
本發(fā)明的目的就是提供一種成份配比簡單，并經(jīng)真空熔煉和真空鑄錠生產(chǎn)出具有優(yōu)良力學(xué)特性和高傳導(dǎo)性的連鑄結(jié)晶器用銅基合金板材，藉以提高連鑄結(jié)晶器的使用壽命。
本發(fā)明的連鑄結(jié)晶器用鉻鋯銅板材的化學(xué)成份(WT％)是Cr0.5～1.5、Zr0.08～0.30、Mg0.008～0.080，余量為Cu和不可避免雜質(zhì)。這種板材的熔鑄工藝是將電解銅及碎玻璃等加入預(yù)熱后的真空熔鑄爐坩鍋內(nèi)，然后關(guān)閉爐門再啟動真空泵系統(tǒng)，當(dāng)真空度達(dá)到13.30～1.33Pa時，快速送電熔化，適時加入金屬鈣脫氧及中間合金料，攪拌調(diào)溫后關(guān)真空閥，充氬至真空度為10～30KPa后，將銅水澆入預(yù)先安置在真空錠模室內(nèi)的錠模內(nèi)，最后破真空加入保溫劑，冷卻后脫模清整。即整個流程為預(yù)熱真空熔鑄爐坩鍋→加入電解銅及碎玻璃→關(guān)閉爐門→開真空泵→開真空泵保持真空度在13.30～1.33Pa→快速送電熔化→加金屬鈣脫氧→加中間合金→攪拌調(diào)溫→關(guān)真空閥→充氬至真空度10～30KPa→真空鑄錠→破真空加入保溫劑。
本發(fā)明的連鑄結(jié)晶器用鉻鋯銅板材中的Cr是沉淀(析出)強(qiáng)化元素，其作用是提高板材常溫與高溫的力學(xué)性能和傳導(dǎo)性能，強(qiáng)化金屬組織，該元素選擇范圍(WT％)0.5～1.5，過高會使導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能變壞，過低可致力學(xué)性能達(dá)不到要求。Zr也是沉淀(析出)強(qiáng)化元素，其作用是提高常溫與高溫狀態(tài)下的力學(xué)性能與傳導(dǎo)性能，該元素選擇范圍(WT％)0.08～0.30，過高不僅會降低傳導(dǎo)性能，而且流動性下降會破壞鑄造工藝性能，甚至根本無法鑄造，過低會使力學(xué)性能下降。Mg是有限固溶元素，微量時降低銅的傳導(dǎo)性能較少，用以提高銅的抗高溫氧化性能，同時熔煉銅水時也有脫氧的作用，該元素選擇范圍(WT％)0.008～0.080，過高會使壓力加工性能變壞和降低傳導(dǎo)性能，過低起不到抗高溫氧化性能的作用。
本發(fā)明的連鑄結(jié)晶器用鉻鋯銅板材的熔鑄工藝，選擇在真空狀態(tài)下熔煉，不僅可提高金屬收得率，而且能降低合金元素的氧化損失，減少非金屬夾雜和氣體的含量，提高銅水的純潔度，藉以提高板材的力學(xué)性能和傳導(dǎo)性能。選擇真空度13.30～1.33Pa熔煉并在充氬至10～30KPa時，真空鑄錠后，鍛造開坯，熱軋成板材及熱處理后，即能滿足工藝需要，又是最經(jīng)濟(jì)的參數(shù)。
本發(fā)明的連鑄結(jié)晶器用鉻鋯銅板材的熔鑄工藝給出如下實施例熔煉真空度4.3Pa化學(xué)成份(WT％)Cr0.7、Zr0.12、Mg0.021，其余為Cu和不可避免雜質(zhì)，鑄錠真空度13.2KPa。毛坯經(jīng)鍛造開坯、熱軋成板、固溶處理、時效析出強(qiáng)化后，測試板材的性能為σb≥370MPa、σa≥260MPa、δ6≥25％、HB≥100、導(dǎo)電率≥80％I.A.C.S。用這種板材制造的結(jié)晶器在萊廠大板坯連鑄機(jī)上使用，其窄邊使用壽命2000罐，拉鋼175000噸以上，寬邊使用壽命6000罐，可拉鋼525000噸以上，拉坯速度可達(dá)1.5m/min以上。
本發(fā)明的連鑄結(jié)晶器用鉻鋯銅板材的熔鑄工藝，成份配比合理，熔鑄工藝可靠，用這種板材制造連鑄結(jié)晶器使用壽命可明顯提高，有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求
1.一種連鑄結(jié)晶器用鉻鋯銅板材的熔鑄工藝，屬于有色金屬的熔煉及鑄造領(lǐng)域，其特征在于這種板材在真空度為13.30～1.33Pa范圍內(nèi)熔化、脫氧及合金化，并在此基礎(chǔ)上充氬至真空度為10～30KPa時鑄錠，即整個熔鑄過程均在真空狀態(tài)下進(jìn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的邊鑄結(jié)晶器用鉻鋯銅板材的熔鑄工藝，其特征在于這種板材的化學(xué)成份(WT％)為Cr0.5～1.5、Zr0.08～0.30、Mg0.008～0.080，余量為Cu和不可避免雜質(zhì)。
全文摘要
連鑄結(jié)晶器用鉻鋯銅板材的熔鑄工藝,其板材的成分配比(wt%)為:Cr0.5～1.5、Zr0.08～0.30、Mg0.008～0.080,余量為Cu和不可避免雜質(zhì),這種板材在真空度13.30～1.33Pa熔煉并合金化,并在真空度為10～30KPa狀態(tài)下鑄錠,后經(jīng)鍛造開坯、熱軋成板、固溶處理、時效析出強(qiáng)化后,可使其性能達(dá)到σ
文檔編號B22D21/02GK1180757SQ97115750
公開日1998年5月6日 申請日期1997年8月29日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月29日
發(fā)明者張琴開, 李耀輝, 陳羽, 張家成, 張輝, 呂文玲 申請人:鞍山鋼鐵集團(tuán)公司