电解铜竖炉熔化
在连铸连轧铜杆的生产系统中,为解决连续熔铜的方法,世界各国都采用竖炉熔铜设备(取消了反射炉氧化还原的操作方法)。在竖炉内用无(脱)硫的天然气或石油液化气采取直接喷射熔化工艺,热效率可提高65%,减少了外来杂质的污染,缩短了开炉时间(冷炉约30分钟,热炉5分钟)且炉内不存铜液,停炉可在1分钟内实现。
电解铜或废铜料(含铜99.9%以上)由加料设备提升倾入加料口,铜料被加热熔化沿竖炉内斜坡滑下,再由靠近炉底部的几排燃烧喷嘴喷出的燃烧气体上升加热铜料,自动控制燃料、空气比例,以保持炉内微还原气氛
由于炉内只熔化,不精炼,因此,要求燃料无硫或含硫很低。
铜液从熔化炉到铸锭机的流转系统包括:竖炉出来-封闭的流槽-分渣槽-至前炉流槽-前炉-流槽(含氧量控制)-分渣槽(含氧量控制)-浇包-铸机。
各流槽要尽量封闭,以防止严重吸氧和降温,并防止杂质进入。开车时若发现铜液含氧量偏高,可在两个分渣槽及浇包的铜液面上覆盖干木炭,并调整烧嘴以得到更为还原性的气氛(沿流转系统一般要装15~20个加温烧嘴,开车正常时,大部分烧嘴关闭)。铜液在熔化及流转中的质量控制:
① 铜液含氧量的控制
影响铜液含氧量的主要原因:
a.装料配比情况(锭头和回料等回炉料一般不会影响含氧);b.竖炉中铜料通顺情况(炉料在炉内“搭桥”会增加含氧);c.烧嘴气氛调节情况(调节烧嘴内空气和燃料的适当比例);d铜液在流转系统中的情况(ETP铜杆含量要求在250~500ppm,从竖炉熔化出来的铜液含量控制在100~200ppm为宜。这样在流转中逐步吸入氧气,最终不超过500ppm
铜液含硫量的控制
铜液含硫量和阴极铜板含硫相同。实际上,阴极铜板上的硫在熔化时已烧去,故铜液含硫极少,不会影响质量。(应注意去除阴极铜板上的“铜豆”)
铜液含氢量控制
对于给定的含氧量和一定熔化温度,最低含氢量(含气量)可用调节烧嘴和控制流转来实现。一般情况,开车时,由于锭条含氧量超过500pp、总有部分锭条被切下回炉,这时要调节嘴火焰气氛,并在两个分清槽上盖干本炭,通常,切下下一锭条后,就可以把成分调节好。
连铸连轧 ETP 铜杆的特性
① 铸连轧ETP铜杆的含氧量与传统ETP铜杆的含量差不多,都在250~500ppm。但传统锭子的富氧层占铜锭全部氧份的一半(这就是传统铜杆质量不良的主要根源),面连铸连ETP铜杆不含富氧层,这是新工艺突出的优点
②ETP铜杆连续生产工艺中,电解铜是在中性或微氧气氛中快速熔化的,由于不需插木还原工序,所以排除了铜液大量充气,且浇注温度可降低到1110~1130℃的低水平,使铜液的吸氧量进一步降低。加之铸锭凝固迅速和连续浇注等特点,既不会使铸锭含有大量气泡,更不会使气泡集结在一起,这避免了铸锭组织疏松。