專利名稱：分連體熔銅組合爐的制作方法
技術領域：
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。
本實用新型的另一個目的是要提供一種分連體熔銅組合爐，旨在減小爐內的溫度波動，改善銅桿結晶環境，使銅桿的結晶狀態和性能沿長度方向保持一致。
本實用新型的再一個目的是要提供一種分連體熔銅組合爐，旨在解決銅水的凈化問題。
本實用新型的目的是這樣實現的分連體熔銅組合爐，包括熔化爐和保溫爐，所述爐體上設有爐蓋，其特征在于所述的熔化爐和保溫爐之間設有隔墻，所述隔墻上靠近爐底處還設有使兩爐處在導通或者隔斷狀態的高溫閘閥。
所述的隔墻由三段相連的墻體構成，所述第一段墻體、第三段墻體縱向設置，所述第二段墻體水平設置，所述高溫閘閥設置在所述第二段墻體上。
所述第三段墻體的高度約為整個隔墻高度的1/3。
所述的高溫閘閥縱向設置。
本實用新型的分連體熔銅組合爐，在熔化爐和保溫爐之間設有隔墻，并通過隔墻上設置的高溫閘閥控制兩爐的導通或者隔斷，在熔化時間閘閥是閘死的，保溫爐和熔化爐之間的銅水不能互流，彼此的溫度也是互不影響；在熔化爐的電解銅熔化完畢后，靜置一段時間后，打開閘閥，熔化爐內的銅水通過閘閥流入保溫爐內。
本實用新型的分連體熔銅組合爐通過高溫閘閥控制兩爐的導通或者隔斷，因此兼有分體爐和連體爐兩種爐型的優點，具體說有以下特點一、由于在熔化時間兩爐是分離的，實現了熔化爐和保溫爐之間的溫度差異，提高了產品質量；同時，兩爐可按照各自的設計要求設定工作溫度，達到最佳的能耗狀態。
二、最重要的是解決銅水的凈化問題。熔化爐無需顧忌保溫爐的溫度，可以一直保持高溫，銅水的流動性好，便于氣體和雜質的懸浮；由于閘閥的作用，未經凈化的銅水不會流入保溫爐內，待所有銅都熔化以后，不加銅，靜置一段時間，打開閘閥，所有流入保溫爐的銅水都是經過凈化的。
三、可以節約能量。連體爐保溫爐同熔化爐相通，由于引桿的要求，銅水的溫度不宜高，銅水的流動性不好，對流能力不強，固態和液態銅的分界面邊的冷銅水不能立即流走，熱銅水不能立即流到固液分界面，化銅速度慢，而本實用新型的分連體熔銅組合爐可采用大功率感應器加熱，熔化速度快，效率高。實踐證明，當熔化爐的功率擴大一倍，產量也可翻倍，噸位電耗可下降80度。
四、較倒液方式銅水波動小。由于銅水從底部流入保溫爐，不會造成飛濺、再氧化，結晶環境穩定，所以銅桿結晶沿長度方向處處一致；也不會在澆鑄口結碴；斷桿次數大大減少，銅損減少。
五、投資少，上馬快，可以在原有爐型的基礎上改造成型。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
圖1是現有分體爐的結構示意圖。
圖2是現有連體爐的結構示意圖。
圖3是本實用新型的結構示意圖。
圖中所示1-保溫爐 2-高溫閘閥塞棒 3-熔化爐 4-爐蓋5-隔墻 6-高溫閘閥 7-高溫閘閥閥體 8-第一段墻體 9-第二段墻體 10第三段墻體 11--熔化爐爐溝12--保溫爐爐溝參照圖3，分連體熔銅組合爐，爐體采用磚混結構，爐體上設有爐蓋4，熔化爐3和保溫爐1之間設有隔墻5，所述的隔墻由三段相連的墻體構成，所述第一段墻體8、第三段10墻體縱向設置，所述第二段9墻體水平設置，所述的第三段墻體的高度約為整個隔墻高度的1/3。高溫閘閥6縱向設置在所述第二段墻體9上。所述的高溫閘閥由閥體7和塞棒2構成，塞棒穿越熔化爐并從爐蓋上引出。
權利要求1.分連體熔銅組合爐，包括熔化爐(3)和保溫爐(1)，所述爐體上設有爐蓋(4)，其特征在于所述的熔化爐和保溫爐之間設有隔墻(5)，所述隔墻上靠近爐底處還設有使兩爐處在導通或者隔斷狀態的高溫閘閥(6)。
2.如權利要求1所述的分連體熔銅組合爐，其特征在于所述的隔墻由三段相連的墻體構成，所述第一段墻體(8)、第三段墻體(10)縱向設置，所述第二段(9)墻體水平設置，所述高溫閘閥(6)設置在所述第二段墻體上。
3.如權利要求2所述的分連體熔銅組合爐，其特征在于所述的第三段(10)墻體的高度約為整個隔墻高度的1/3。
4.如權利要求2或3所述的分連體熔銅組合爐，其特征在于所述的高溫閘閥(6)縱向設置。
專利摘要本實用新型涉及一種分連體熔銅組合爐,包括熔化爐和保溫爐,所述爐體上設有爐蓋,其特征在于所述的熔化爐和保溫爐之間設有隔墻,所述隔墻上靠近爐底處還設有使兩爐處在導通或者隔斷狀態的高溫閘閥。它兼有分體爐和連體爐兩種爐型的優點,實現了熔化爐和保溫爐之間的溫度差異,解決銅水的凈化問題,銅水波動小,銅桿質量好。它還有投資少,上馬快,爐齡長等特點。
文檔編號F27B19/00GK2459603SQ00266538
公開日2001年11月14日 申請日期2000年12月20日 優先權日2000年12月20日
發明者黃寧軍 申請人:黃寧軍