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上引炉二次开炉工艺分析

邓俊

(赣州江钨拉法格高铁铜材有限公司，江西 赣州 341000)

摘 要：通过分析上引炉二次开炉的工艺，寻找出适合无氧铜炉及合金铜炉二次开炉的技术参数，并成功应用于生产实践。

关 键 词：铜合金；上引炉；二次开炉

1 引言

赣州江钨拉法格高铁铜材有限公司(以下简称我公司)主要生产高速铁路用铜及铜合金接触线、承力索、吊弦等接触网零件，主要的合金种类有铜银、铜锡、铜镁合金。由于高铁市场的特殊性，按规定接触线、承力索产品的供货厂家必须取得中国铁路产品认证中心颁发的该产品的铁路产品认证证书。在证书申请期间，企业处于试生产状态，这段时期要频繁试制各种样品。我公司采用上引连铸的工艺生产杆坯，在等待证书颁发期间，为节约成本及缩短拿到证书后再次开炉的时间，采取停炉后二次开炉的方法，并获得了成功。

2 无氧铜炉二次开炉工艺及关键技术

2.1 无氧铜炉二次开炉工艺

正常情况下，上引炉打炉、开炉合计时间为15天左右，通过认真研究，吸取同行经验教训，确定了工艺技术参数，成功地实现了无氧铜炉二次开炉，二次开炉所需时间仅为8天，节约近一半的时间，并且节省了打炉材料，具体工艺见表1。

2.2 无氧铜炉二次开炉关键技术

2.2.1 烘炉

表1中第1～5步为烘炉过程，此过程有两大作用：一是烘干炉膛内的水分；二是逐渐加温为熔沟熔化做准备。此过程直接关系到熔沟是否能再次熔化，这是开炉的关键。每步电压档位与持续时间的选择，都是综合了实践经验和国内外专家的建议确定的。同时，还应注意以下3点。

1)电压为90～120V时，水、电、机械系统如有问题，可停电维修。电压为150V以上，则严禁停水、停电，因为电压为150V以上时，熔沟处于熔融状态，若此时停电，熔沟冷却不均，极易造成熔沟断裂。第4，5，6步骤应尽量在白天完成，不能在23：00～05：00执行以上3个步骤，因为这个时间段的电压不稳定，容易造成熔沟断裂。在高电压条件下，更应注意。[1]

2)水套出水温度控制在30～40℃，以利于水套周边石英砂的烧结，线圈水量开足，确保线圈安全。

3)木炭烘炉过程中，应逐步加大木炭燃烧的剧烈程度，由开始的“发红无焰”慢慢过渡到“有闪烁的火苗”，木炭覆盖层的厚度也应随之增加。烘炉过程中，每小时用木棒轻轻翻动木炭，以利于去除炉内水分。

2.2.2 起始升液位

步骤7是升液位的起始步骤，此时熔沟熔化能力有限，操作时必须常注意熔沟化铜的情况，及时对加入量、加入时间进行调整。

2.2.3 升液位—保温—降液位—升液位

步骤8～12是一个升液位—保温—降液位—升液位的过程，目的是去除炉膛内的空气，形成有利于正常生产的炉内环境。此过程应注意控制炉膛温度，防止低温下木炭吸收还原性气体导致铜液内氢的质量分数增加或是高温下铜液氧化、吸气。[2]

3 合金铜炉二次开炉关键技术

除了生产无氧铜产品外，我公司还生产合金铜产品，合金铜的种类主要有铜银、铜锡、铜镁等铁标规定的类型。在生产过程中，铜镁上引炉的二次开炉工作难度最大，镁对炉衬材料有强腐蚀作用，铜镁炉运行时，熔沟处析出瘤(镁与炉衬材料反应后，形成团状氧化物附在炉衬表层)大大多于无氧铜炉，这些析出瘤夹杂在停炉后凝固的熔沟中，降低了熔沟的导电能力。经反复研究及实践，以无氧铜炉二次开炉工艺为蓝本，在关键的烘炉步骤上作出调整以适应铜镁炉二次开炉：

表1中步骤4“通电150V烘炉”持续时间改为6h(增加1h)；

表1中步骤5“通电210V烘炉”持续时间改为5h(增加1h)；

表1中步骤6“通电270V烘炉，保温炉250V”持续时间改为4h(增加2h)；

修改后的工艺更适合铜镁炉熔沟的二次熔化。我公司已成功实现铜镁合金炉的二次开炉，并在开炉后生产镁铜40t，后又转产银铜300t。

4 结论

1)优化工艺技术参数可成功实现上引炉的二次开炉，二次开炉比重新打炉、开炉可节省近一半的时间，且节省了打炉材料。

2)二次开炉的烘炉过程是整个操作的关键，特别是电压为150V以上时，不可断电，避免在23：00～05：00时间段进行电压为150V以上的烘炉工作。

3)铜镁合金炉的二次开炉工艺参数应在纯铜炉工艺的基础上作出调整，在通电150V烘炉和通电210V烘炉步骤应分别比纯铜炉多持续1h，而在通电270V烘炉(保温炉250V)步骤，持续时间应增加2h。

参 考 文 献

[1]   骆越峰，姚幼甫，徐高磊.上引炉熔沟断裂原因分析[J].有色金属加工，2011，(1)：54-55.

[2]   毕全祥，张林昌.铜材“上引连铸”技术[J].山东冶金，1996，(4)：18-20.