[发明专利]用于生产低氧铜的方法

说明书

本发明涉及通过对在一个熔化炉中所生产的熔融铜进行连续浇注来连续地生产氧含量被控制在较低程度的低氧铜的方法。

低氧铜(在一些情况下被称为“无氧铜”)已得到广泛地应用以生产各种形状的材料，例如锭料(诸如圆坯和方坯)；轧制板材；线材以及切割成的形状，在所述低氧铜中，氧含量被控制在20ppm或小于20ppm，最好在1ppm至10ppm的范围内。对于一种用于生产低氧铜的方法，可以使用这样一种方法，在该方法中，在一个高频炉(诸如一种槽型感应炉或者一种无芯感应炉)中生产熔融铜，将所述熔融铜输送到一个连铸机中同时使其保持在一个气密氛围下，接着进行浇注。

当利用上述一种高频炉生产低氧铜时，所具有的优点是，利用一种简单的操作即可容易地得到一个较高的温度，由于在熔融铜的生产中不发生化学反应，因此产品质量非常均匀。但是，另一方面，所具有的缺点是，制造成本和操作成本高，另外生产率低。

为了以较低成本进行大规模的低氧铜生产，最好使用一种利用一燃气炉(诸如一种竖炉)的方法。但是，当使用上述一种燃气炉时，由于在所述炉中进行燃烧(即，出现氧化)，因此必须利用一种还原处理方法对氧化的熔融铜进行处理。这是所述燃气炉的缺点，而当使用一种高频炉时则观察不到。因此，不能生产低氧铜，除非能够在将熔融铜输送到一个连铸机之前在一个输送熔融铜的步骤中利用一种还原气体和/或一种惰性气体降低熔融铜中所含有的氧。

另外，即使当进行上述脱氧步骤时，气孔也将形成在所述低氧铜中并且在一些情况下可能导致缺陷生成(诸如气泡生成)。在上述情况中，将降低低氧铜的质量。特别是，当生产一种铜线时，上述气孔将在轧制步骤中产生缺陷，从而所生产的铜线质量差。因此，人们相信，利用一种燃气炉难以生产出高质量的低氧铜，因而，在实际生产中，大部分的低氧铜是利用一种高频炉生产的。

当熔融铜凝固时由于熔融铜中气体溶解性降低而由氢氧结合所产生的水蒸气(H₂O)气泡形成上述气孔。在所述熔融铜冷却和凝固时所述气泡被截留并且留在低氧铜中，从而生成气孔。根据热力学理论，熔融铜中的氢浓度和氧浓度可用下面这个方程式表示。

    ----方程式(A)

在该方程式(A)中，[H]表示熔融铜中的氢浓度，[O]表示熔融铜中的氧浓度，P_H2O表示在该气氛下水蒸气的一个局部压力，以及K表示一个平衡常数。

由于所述平衡常数K是温度的一个函数并且在一个恒定温度下是不变的，因此熔融铜中氧浓度与氢浓度是成反比的。因此，根据所述方程式(A)，利用还原反应进行一种脱氧处理将会使氢浓度增大，从而在凝固时易于产生气孔，因此仅能生产低质量的低氧铜锭。

另一方面，利用一种氧化还原方法在一种接近完全燃烧的状态下，通过熔化铜能够获得含氢浓度低的熔融铜，所述氧化还原方法是一种常用的除气方法。但是，在一个后续的脱氧步骤中，必须为熔融铜保证一个长的移动距离，因此，上述方法不能在实际中使用。

针对上述问题，本发明的一个目的在于，提供一种用于生产低氧铜的方法，其中在无需为熔融铜保证一个长移动距离的情况下进行脱氢处理，并且在凝固时可抑制气孔生成，从而可获得高表面质量的高质量低氧铜。

本发明所涉及的一种用于连续生产低氧铜锭的方法，包括：一个准备所述低氧铜原料的步骤；一个在一熔化炉中使所述原料在一种还原气氛下燃烧以生产熔融铜的步骤；一个在一浇注槽中将所述熔融铜密封在一种非氧化气氛下的步骤；一个利用所述浇注槽将所述熔融铜输送到一中间包(turn-dish)的步骤；一个使所述熔融铜经过设置在所述浇注槽中的一除气装置为所述熔融铜脱氢的除气步骤；一个将所述熔融铜供给到一连铸机中以连续生产铸铜的步骤；以及一个将所述铸铜切割成每一个都具有预定长度的低氧铜锭的步骤。

在本发明所涉及的上述方法中，在所述除气步骤中通过对所述熔融铜进行搅动来脱氢。

另外，在本发明所涉及的上述方法中，在所述除气步骤中通过使所述熔融铜经过一个蜿蜒的流动路径来进行上述搅动。