專利名稱：一種適用銅合金用爐襯的熔煉爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種適用銅合金用爐襯的熔煉爐。
背景技術(shù)：
隨著對(duì)金屬材料研究的不斷深入，銅合金中添加鈣、鎂、鋯、鋁、鈦、鋅、鐵等元素能顯著提高材料的某些方面的性能，因而受到越來(lái)越多的關(guān)注。但是，由于這類元素很活潑， 在熔煉時(shí)這些元素在高溫下與常用的爐襯或坩堝材料反應(yīng)，造成熔煉時(shí)元素的收得率低， 熔煉過(guò)程中合金成分不易控制等問(wèn)題。在有些情況下，采用現(xiàn)有的爐襯材料合金熔煉不能進(jìn)行。例如，鉻鋯銅具有高的強(qiáng)度和良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，因此被廣泛應(yīng)用于高強(qiáng)、高導(dǎo)領(lǐng)域，如燒結(jié)高速列車接觸線、電阻焊電極、連鑄機(jī)結(jié)晶器內(nèi)襯、集成電路引線框架、觸頭材料等。而含鋯銅合金的工業(yè)化生產(chǎn)首先要解決合金熔煉的問(wèn)題。鋯元素非常活潑，容易與其他元素發(fā)生反應(yīng)而燒損，因此在熔煉鋯銅時(shí)必須解決鋯元素的燒損問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外鋯銅的生產(chǎn)通常采用真空熔煉，造成生產(chǎn)效率低、成本高，批量小等問(wèn)題，限制了鉻鋯銅的應(yīng)用。采用工頻有芯感應(yīng)爐熔煉銅合金，具有操作方便，加熱速度快，節(jié)省電能，打爐方便，熔化成本低，適用于連續(xù)鑄造等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此，在一定的保護(hù)措施下，采用工頻有芯感應(yīng)爐大氣熔煉鉻鋯銅具有很大的實(shí)用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。此外，為了降低由于與坩堝材料反應(yīng)造成的鋯的燒損，鉻鋯銅熔煉時(shí)，一般采用石墨或高純鎂砂坩堝。石墨不能用作工頻有芯感應(yīng)爐打爐的爐襯材料。一般熔銅工頻有芯感應(yīng)爐能達(dá)到的最高溫度為1300 1400°C，而單一的高純鎂砂由于燒結(jié)溫度在1700°C以上，因此，鎂砂在工頻有芯感應(yīng)爐上難以燒結(jié)。因此，必須開(kāi)發(fā)高穩(wěn)定性、低燒結(jié)溫度的新型爐襯材料。通過(guò)查新，檢索到如下?tīng)t襯材料有關(guān)的專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N200710054710的專利，涉及一種銅冶煉爐用鎂質(zhì)噴補(bǔ)料其原料組成包括骨料、細(xì)粉、結(jié)合劑以及添加劑；所述骨料和細(xì)粉的原料組成包括電熔鎂鉻砂、電熔鎂砂、燒結(jié)鎂砂、鎂橄欖石。骨料的臨界粒度為0. 1 5mm，細(xì)粉的粒度< 0. 088mm ；其重量比為顆粒為3 5mm的電熔鎂鉻砂0 20%，燒結(jié)鎂砂10 30%，鎂橄欖石0 20% ；顆粒為1 3mm的燒結(jié)鎂砂10 40%，鎂橄欖石10 40% ；顆粒為0. 1 Imm的電熔鎂砂 0 20 %，燒結(jié)鎂砂5 20 %，鎂橄欖石5 20 % ；粒度< 0. 088mm電熔鎂砂6 20 %，鎂橄欖石0 15% ；結(jié)合劑5% 15% ；添加劑6% 20%。該材料用于對(duì)有色金屬熔煉爐襯大面積或局部蝕損部位進(jìn)行噴涂、修補(bǔ)，該申請(qǐng)中的鎂質(zhì)噴補(bǔ)料，和常用的高純鎂砂相比都具有燒結(jié)溫度較高的特點(diǎn)，由于該材料用于噴補(bǔ)，該鎂質(zhì)噴補(bǔ)料并不存在燒結(jié)問(wèn)題。申請(qǐng)?zhí)枮镃N94110946公開(kāi)了一種感應(yīng)電爐酸性爐襯耐火材料配方。它是由微晶石英，結(jié)合劑，礦化劑組成的混合物，經(jīng)筑爐打?qū)崳鏍t燒結(jié)成感應(yīng)電爐酸性爐襯。其中的微晶石英有下列級(jí)配關(guān)系，網(wǎng)目數(shù)5 7#的含量為18 20%，10 20#的為18 22%， 20 40# 的為 14 16%，50 100# 的為 19 21%，140 270# 的為 20 24%，600# 的為2 4% ；結(jié)合劑采用硼酐(0. 6 1. 2% )，礦化劑采用氧化銅(0. 08 0. 10% )。該爐襯材料以石英為主要成分，在高溫下鋯與石英反應(yīng)，會(huì)顯著降低鋯的收得率。申請(qǐng)?zhí)枮镃N200710006059的專利公開(kāi)了一種銅合金保溫爐體用材料配方。針對(duì)采用酸性耐火材料作爐襯，銅合金熔煉保溫爐易結(jié)渣，結(jié)渣難以清理，需小清理結(jié)渣的周期短，大清理結(jié)渣需停爐停電等缺點(diǎn)，本實(shí)用新型采用鎂碳磚、鋁碳磚、鎂鋁碳磚之一作保溫爐爐體用材料，結(jié)渣需小清理的周期延長(zhǎng)11. 5 14. 8倍，結(jié)渣易于清理，不再需要停爐停電的大清理結(jié)渣的工序，大大提高生產(chǎn)效率。該申請(qǐng)優(yōu)選適合用廢雜銅作原料燒結(jié)銅合金熔液的保溫爐、連鑄保溫爐，也適合銅合金的熔煉爐用爐體材料。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用銅合金用爐襯的熔煉爐，實(shí)現(xiàn)了在較低溫度下燒結(jié)，且不易開(kāi)裂，延長(zhǎng)了使用壽命。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下一種適用銅合金用爐襯的熔煉爐，該熔煉爐包括爐壁和爐壁內(nèi)的爐膛，其特點(diǎn)是 所述爐壁和爐膛間鋪設(shè)有由銅合金用爐襯材料制成的爐襯，該爐襯的厚度為20 40mm。 銅合金用爐襯材料的重量百分比組成為粒度為500 2000um的電熔Mg0_&0280. 00 90. OOwt % ；粒度為 50 200um 的高鋁砂 10. 00 20. OOwt %。所述的電熔MgO-ZrO2 包括 MgO 90 98wt % ；ZrO2 2 IOwt % ；SiO2 等雜質(zhì) < 2. 0%。所述的高鋁砂含有SiO2等雜質(zhì)< 2. 0%。燒結(jié)熔煉銅合金用爐襯材料的方法包括如下步驟①將所述的電熔MgO-^O2和所述的高鋁砂混合均勻，并搗打結(jié)實(shí)；②升溫至1200 1500°C，保溫2 3h，將所述搗打過(guò)的電熔MgOIrO2和高鋁砂燒結(jié)成爐襯材料。本實(shí)用新型的技術(shù)效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型適用銅合金用爐襯的熔煉爐具有高溫穩(wěn)定性好、燒結(jié)溫度低、不易開(kāi)裂，使用壽命長(zhǎng)，可用做熔煉含活潑元素的銅合金的特點(diǎn)。

圖1是不同粒度的鎂鋯砂、高鋁砂燒結(jié)效果示意圖。圖2是本實(shí)用新型適用銅合金用爐襯的熔煉爐的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-鎂鋯砂；2-高鋁砂；3-爐襯；4-爐壁。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，但不應(yīng)以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。實(shí)施例1.請(qǐng)參閱圖2，圖2是本實(shí)用新型適用銅合金用爐襯的熔煉爐的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，一種適用銅合金用爐襯的熔煉爐，該熔煉爐包括爐壁4和爐壁內(nèi)的爐膛，其特點(diǎn)是所述爐壁和爐膛間鋪設(shè)有由銅合金用爐襯材料制成的爐襯3，該爐襯3的厚度L為20mm。[0025]該銅合金用爐襯材料的重量百分比組成為粒度為500 2000um的電熔MgOIrO2 80. OOwt % ；粒度為 50 200um 的高鋁砂 20. OOwt %。所述的電熔MgO-ZrO2 包括 MgO 90 98wt % ；Zr022 IOwt % ；SiO2 等雜質(zhì) < 2. 0%。所述的高鋁砂含有SiO2等雜質(zhì)< 2. 0%。實(shí)施例2.一種適用銅合金用爐襯的熔煉爐，該熔煉爐包括爐壁4和爐壁內(nèi)的爐膛，其特點(diǎn)是所述爐壁和爐膛間鋪設(shè)有由銅合金用爐襯材料制成的爐襯3，該爐襯3的厚度L為40mm。該銅合金用爐襯材料的重量百分比組成為粒度為500 2000um的電熔MgOIrO2 90. OOwt % ；粒度為 50 200um 的高鋁砂 20. OOwt %。所述的電熔MgO-ZrO2 包括 MgO 90 98wt % ；Zr022 IOwt % ；SiO2 等雜質(zhì) < 2. 0%。所述的高鋁砂含有SiO2等雜質(zhì)< 2. 0%?；诟咪X砂表面融化溫度低，通過(guò)電熔MgOIrO2和高鋁砂的混合搗打，使鎂鋯砂顆粒之間填充高鋁砂，降低整個(gè)爐襯材料的燒結(jié)溫度。而高鋁砂高溫穩(wěn)定性不高，在高溫下容易與銅液中的活潑元素反應(yīng)，為了保護(hù)銅液中活潑元素，爐襯材料中應(yīng)盡量降低高鋁砂的含量。為了實(shí)現(xiàn)燒結(jié)和保護(hù)活潑元素的雙重需要本實(shí)用新型提出的爐襯材料是采用較小的高鋁砂填充在粒度較大的鎂鋯砂間隙，如圖1所示。下面將本實(shí)用新型實(shí)施例1-6的爐襯材料；粒度彡lOOOum、雜質(zhì)含量彡2. 0%硅砂；粒度彡lOOOum、雜質(zhì)含量彡2. 0%高鋁砂；粒度彡lOOOum、雜質(zhì)含量彡2. O%高純鎂砂； 含有Mg0-Zr0295. Owt %、高鋁砂15. OOwt %的比較材料a ；含有Mg0_Zr0275. Owt %、高鋁砂 25. 00wt%的比較材料b ；分別用于真空感應(yīng)熔煉爐上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(1)材料的燒結(jié)性能實(shí)驗(yàn)用石墨芯加熱至不同溫度下燒結(jié)，用紅外測(cè)溫儀測(cè)溫， 其結(jié)果見(jiàn)表1。
權(quán)利要求1. 一種適用銅合金用爐襯的熔煉爐，該熔煉爐包括爐壁和爐壁內(nèi)的爐膛，其特征在于所述爐壁和爐膛間鋪設(shè)有由銅合金用爐襯材料制成的爐襯，該爐襯的厚度為2(T40mm。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種適用銅合金用爐襯的熔煉爐，該熔煉爐包括爐壁和爐壁內(nèi)的爐膛，所述爐壁和爐膛間鋪設(shè)有由銅合金用爐襯材料制成的爐襯，該爐襯的厚度為20~40mm。本實(shí)用新型降低了爐襯材料的燒結(jié)溫度，且不容易開(kāi)裂，延長(zhǎng)了使用壽命，活潑元素的收得率得到了提高。
文檔編號(hào)F27D1/10GK202066345SQ20112012257
公開(kāi)日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月25日
發(fā)明者劉平, 劉新寬, 張戍, 李偉, 王典鈞, 陳小紅, 馬鳳倉(cāng) 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué), 江蘇包羅銅材集團(tuán)股份有限公司