CN107790658A - 一种铜合金真空连续熔炼铸造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种铜合金真空连续熔炼铸造方法，其采用一种铜合金真空连续熔炼铸造装置，该装置包括有真空熔炼室、连续真空加料室、真空铸造室、上流槽、下流槽、结晶器、引锭头以及牵引机；该真空熔炼室具有一熔炼空腔，该熔炼空腔内设置有可倾斜和归原的熔炼坩埚，熔炼坩埚上设置有感应线圈；该真空铸造室具有一铸造空腔，该铸造空腔内设置有铸造坩埚，该铸造坩埚的外侧面设置有加热元件；通过配合利用真空熔炼室、连续真空加料室、真空铸造室、上流槽、下流槽、结晶器、引锭头和牵引机，实现了真空连续加料、连续熔炼和连续铸锭，可以熔炼易氧化金属，确保合金组份稳定，可通过真空度调节对熔体进行除气精炼，并能提高坩埚、流槽等制件的寿命。

Description

一种铜合金真空连续熔炼铸造方法

技术领域

本发明涉及铜合金铸造领域技术，尤其是指一种铜合金真空连续熔炼铸造方法。

背景技术

目前铜及铜合金的铸锭生产方法主要是大气熔炼下的上引、水平连铸和立式下引铸造，该类生产方法由于处于非真空的大气条件下，因此很容易实现不间断地加料、熔炼以及铸造，实现铸锭的连续制备。然而也由于其为非真空***，当进行一些难熔及易氧化铜合金时，由于氧化、吸气、渣量大等原因，会造成元素的大量烧损以及铸造条件的恶化，无法保证合金熔体组份的稳定，无法生产出合格的铸锭。因此在现实中生产这类难熔及易氧化铜合金时，往往采用真空及惰性气体保护条件下进行熔炼和铸锭。但由于现有真空熔炼炉只有一个真空室，不能够实现金属铜及合金元素的连续铸锭和连续加料生产，而只能在真空室内进行铁模铸锭，逐炉的进行断续生产，惰性气体用量大，生产效率极为低下，只能生产较大规格但单重较小的铸锭，且铸锭质量取决于人工操作，质量很差。

事实上，长期以来，人们尝试了多种真空熔炼和铸锭方法，但目前均无法较方便地实现真空条件下制备高质量连续长度的铜合金等金属坯料。

中国发明专利ZL201310203370.0提出一种合金坯料的真空连续铸造装置及其铸造方法，用于特殊钢锭的在真空条件下的熔炼、运输、浇注、拉拔、冷却、矫直、剪切。但该发明存在以下问题，一是原料无法连续添加，故而只实现了熔炼与铸造的连续，未实现真正地连续化生产；二是熔化后的钢水用钢包转移的过程复杂，容易引进温降等问题，且一旦发生钢包损坏或漏液，由于在真空仓内而难以发现；三是其连铸室无加热装置，故而难以保障铸造时的温度需求，给连铸造成极大的困难；四是该结构过于复杂，占地面积大，密封困难，难以制作和操作。从功能和结构特点上，该设计无法适应铜合金的真空连续铸锭生产。

中国发明专利ZL201410530215.4提出了一种竖引式真空熔炼惰性气体保护连续加料连铸机。该装置虽然可实现金属的连续加料、熔炼和铸造，但也存在着无法回避的问题。一、由于该发明将熔炼室直接与铸锭冷却装置连接，也即熔炼腔同时也是铸造腔。这种设计适合于纯金属生产，而不适合于合金的生产，因为合金的熔炼需要充分的均匀化过程，需要合金元素的充分混合，要有足够的静置时间，而这种在一个炉内进行一边加料一边铸造的方式显然难以均匀。二、由于加料时，添加的冷料对熔体的温度冲击较大，对铸造过程将产生很大影响，无法保证铸杆质量的稳定性。三、从上而下的加料设计使得熔炼腔中难以安装热电偶进行温度测定，对铸造过程带来极大不便。四、由于长度限制，竖引设计难以实现较大规格金属坯料的连续收料。因此，该设计也难以适应铜合金的高质量真空连续铸锭。

中国发明专利申请CN201710394134.X提出了一种真空条件下熔炼加声磁耦合连续铸造一体化装置和方法，该装置并不能实现连续加料，从而无法实现真正的连续生产，该发明申请也不能实现连续铸造，铸造的杆子需要开启真空才能取出，导致其要求第二真空室非常大，无法连续生产。此外，该发明在中频感应炉上进行水平连铸存在温度波动大，金属铸造不干净（残留较多）等弊端

此外，中国实用新型专利ZL201020527636.9提出一种真空熔炼铝铸造炉，其同样不能实现连续加料，只能一炉一炉生产，无法达到连续加料、连续熔炼、连续铸造的不间断生产。且其只有一个加热炉，铸造过程无温度补给，实际生产中很难实现。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种铜合金真空连续熔炼铸造方法，可实现对铜合金进行连续加料、连续熔炼和连续铸锭的不间断生产。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种铜合金真空连续熔炼铸造方法，采用一种铜合金真空连续熔炼铸造装置，该装置包括有真空熔炼室、连续真空加料室、真空铸造室、上流槽、下流槽、结晶器、引锭头以及牵引机；该真空熔炼室具有一熔炼空腔，该熔炼空腔内设置有可倾斜和归原的熔炼坩埚，熔炼坩埚由倾炉装置带动而倾斜和归原，熔炼坩埚上设置有感应线圈，且熔炼坩埚的上方安装有可在外部控制上下移动的熔炼热电偶；该连续真空加料室位于真空熔炼室的上方，连续真空加料室通过一真空加料阀与真空熔炼室相连，真空加料阀连通熔炼空腔并位于熔炼坩埚的上方；该真空铸造室位于真空熔炼室的侧旁下方，真空铸造室具有一铸造空腔，该铸造空腔内设置有铸造坩埚，该铸造坩埚的外侧面设置有加热元件，且铸造坩埚的上方安装有可在外部控制上下移动的铸造热电偶；该上流槽上下倾斜设置，上流槽的上端伸入熔炼空腔中并位于熔炼坩埚的下方，上流槽的下端伸入铸造空腔中并连通铸造坩埚；该下流槽的一端与铸造坩埚的底部连通，下流槽的另一端与结晶器相连；该引锭头安装于结晶器内，并且引锭头的一端***下流槽中；该牵引机安装于结晶器的后方，牵引机牵引引锭头或铸锭；

包括有以下步骤：

（1）将上述一种铜合金真空连续熔炼铸造装置装配好，熔炼热电偶和铸造热电偶均上移至方便加料的位置，引锭头按要求一端装入结晶器中，另一端固定在牵引机上，结晶器通好冷却水；

（2）关闭真空加料阀，在连续真空加料室中加入配好的原料，随后关闭仓门，打开真空***对连续真空加料室、真空熔炼室和真空铸造室分别抽取真空；

（3）当真空度达到要求后，打开真空加料阀，让原料掉入熔炼坩埚中，随后关闭真空加料阀；

（4）接通熔炼空腔和铸造空腔中的加热电源，对熔炼坩埚、铸造坩埚和炉料进行加热，移动铸造空腔中的铸造热电偶，使其靠上铸造坩埚壁测量铸造坩埚温度；

（5）加热一段时间后继续抽取真空，以进一步抽取炉料可能带来的水气，待达到真空度要求后，往熔炼空腔和铸造空腔中充入惰性气体至0.75～1.0大气压，在这过程中不停止加热；

（6）当熔炼坩埚中的金属熔化成液体后，将熔炼热电偶***熔炼坩埚中的熔体，对熔体进行测温；

（7）当熔炼坩埚中的熔体和铸造坩埚的温度都达到预先要求后，关闭感应线圈的加热电源，将熔炼热电偶移开熔炼坩埚，倾斜熔炼坩埚，使熔体经过上流槽流入铸造坩埚；随后将铸造坩埚上的铸造热电偶移入熔体中测量；

（8）待铸造坩埚中熔体的温度达到铸造要求并稳定后，设置好牵引机的牵引参数，打开牵引机进行牵引，铜铸锭随即牵引出来；

（9）在正常牵引的同时，打开连续真空加料室的仓门重复加料，加料完毕后关闭仓门抽取真空；真空度达到要求后充入与熔炼空腔相同气压的惰性气体，随后打开真空加料阀，让原料掉入熔炼坩埚中，随后关闭真空加料阀；

（10）打开感应线圈的加热电源对熔炼坩埚中的原料进行熔化，熔化后下移熔炼热电偶测温；

（11）当熔体达到预定温度后，重复步骤（7），根据铸造坩埚中熔体的容量情况，不断重复步骤（9）、步骤（10）和步骤（11）。

作为一种优选方案，所述连续真空加料室单独由一套真空***抽取真空，该真空熔炼室的熔炼空腔与真空铸造室的铸造空腔是相贯通的一个真空室，其由另一套单独的真空***抽取真空并充入惰性气体。

作为一种优选方案，所述上流槽为石墨制件，上流槽呈3°～20°倾斜，上流槽的上端位于熔炼坩埚之浇口下方5～20mm，上流槽的下端与铸造坩埚的顶部相连，将熔体引入铸造坩埚。

作为一种优选方案，所述下流槽为石墨制件，并在其下方安装了前述加热元件。

作为一种优选方案，所述加热元件为硅钼棒或硅碳棒高温电阻元件，加热元件布置于铸造坩埚的四周和底部以及下流槽的底部。

作为一种优选方案，所述真空熔炼室的上方设置有熔炼观察孔，该真空铸造室的上方设置有铸造观察孔。

作为一种优选方案，所述结晶器与外部循环水源联通，所用循环水为工业软水。

作为一种优选方案，所述引锭头采用与拟制备合金成分相同或相近的铜材制成。

作为一种优选方案，所述牵引机采用伺服电机控制。

作为一种优选方案，所述牵引机的后面设置收卷机或在线切割机。

一种铜合金真空连续熔炼铸造方法，采用前述一种铜合金真空连续熔炼铸造装置，包括有以下步骤：

（1）将上述一种铜合金真空连续熔炼铸造装置装配好，熔炼热电偶和铸造热电偶均上移至方便加料的位置，引锭头按要求一端装入结晶器中，另一端固定在牵引机上，结晶器通好冷却水；

（2）关闭真空加料阀，在连续真空加料室中加入配好的原料，随后关闭仓门，打开真空***对连续真空加料室、真空熔炼室和真空铸造室分别抽取真空；

（3）当真空度达到要求后，打开真空加料阀，让原料掉入熔炼坩埚中，随后关闭真空加料阀；

（4）接通熔炼空腔和铸造空腔中的加热电源，对熔炼坩埚、铸造坩埚和炉料进行加热，移动铸造空腔中的铸造热电偶，使其靠上铸造坩埚壁测量铸造坩埚温度；

（5）加热一段时间后继续抽取真空，以进一步抽取炉料可能带来的水气，待达到真空度要求后，往熔炼空腔和铸造空腔中充入惰性气体至0.75～1.0大气压，在这过程中不停止加热；

（6）当熔炼坩埚中的金属熔化成液体后，将熔炼热电偶***熔炼坩埚中的熔体，对熔体进行测温；

（7）当熔炼坩埚中的熔体和铸造坩埚的温度都达到预先要求后，关闭感应线圈的加热电源，将熔炼热电偶移开熔炼坩埚，倾斜熔炼坩埚，使熔体经过上流槽流入铸造坩埚；随后将铸造坩埚上的铸造热电偶移入熔体中测量；

（8）待铸造坩埚中熔体的温度达到铸造要求并稳定后，设置好牵引机的牵引参数，打开牵引机进行牵引，铜铸锭随即牵引出来；

（9）在正常牵引的同时，打开连续真空加料室的仓门重复加料，加料完毕后关闭仓门抽取真空；真空度达到要求后充入与熔炼空腔相同气压的惰性气体，随后打开真空加料阀，让原料掉入熔炼坩埚中，随后关闭真空加料阀；

（10）打开感应线圈的加热电源对熔炼坩埚中的原料进行熔化，熔化后下移熔炼热电偶测温；

（11）当熔体达到预定温度后，重复步骤（7），根据铸造坩埚中熔体的容量情况，不断重复步骤（9）、步骤（10）和步骤（11）。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：

一、通过配合利用真空熔炼室、连续真空加料室、真空铸造室、上流槽、下流槽、结晶器、引锭头和牵引机，实现了真空连续加料、连续熔炼和连续铸锭，可以熔炼易氧化金属，确保合金组份稳定，可通过真空度调节对熔体进行除气精炼，并能提高坩埚、流槽等制件的寿命。

二、通过将真空熔炼室和真空铸造室分开，真空熔炼室专门用于合金熔炼，可确保成分均匀，真空铸造室专门用于铸造，可确保铸造工艺稳定。

三、真空熔炼室采用感应电炉可对熔体进行电磁搅拌，使合金成分充分均匀，并能随工艺灵活调节温度；真空铸造室采用电阻加热，温度易控制波动小，适合铜合金的连续铸造。

四、本装置具有两个可联通和关闭的真空***，其中一个用于加料，另一个用于熔炼和铸造。当熔炼开始时，关闭真空加料阀便可打开连续真空加料室填入原料，填入原料后对连续真空加料室抽真空。当真空熔炼室中的铜液转移至铸造坩埚后，又可打开真空加料阀将原料填入熔炼坩埚中。周而复始，从而真正实现了金属的不间断连续加料及熔炼铸锭。

五、 铸造坩埚底部与下流槽直接相连，不会使金属或合金液体残留在铸造坩埚底部，从而方便随时开启或关闭装置，方便更换合金。

六、上流槽和下流槽均采用石墨制件，不会粘接金属，易于维护。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明之较佳实施例的结构示意图。

附图标识说明：

10、真空熔炼室 11、熔炼空腔

12、熔炼坩埚 13、感应线圈

14、熔炼热电偶 15、熔炼观察孔

16、熔体 20、连续真空加料室

21、真空加料阀 22、仓门

30、真空铸造室 31、铸造空腔

32、铸造坩埚 33、加热元件

34、铸造热电偶 35、铸造观察孔

36、熔体 40、上流槽

50、下流槽 60、结晶器

70、引锭头 80、牵引机

90、保温壳。

具体实施方式

请参照图1所示，其显示出了本发明一种铜合金真空连续熔炼铸造装置的具体结构，包括有真空熔炼室10、连续真空加料室20、真空铸造室30、上流槽40、下流槽50、结晶器60、引锭头70以及牵引机80。

该真空熔炼室10具有一熔炼空腔11，该熔炼空腔11内设置有可倾斜和归原的熔炼坩埚12，熔炼坩埚12由倾炉装置（图中未示）带动而倾斜和归原，倾炉装置位于真空熔炼室10的外部，熔炼坩埚12上设置有感应线圈13，且熔炼坩埚12的上方安装有可在外部控制上下移动的熔炼热电偶14。并且，所述真空熔炼室10的上方设置有熔炼观察孔15，用于观察熔炼空腔11内金属的熔炼情况。

该连续真空加料室20位于真空熔炼室10的上方，连续真空加料室20通过一真空加料阀21与真空熔炼室10相连，真空加料阀21连通熔炼空腔11并位于熔炼坩埚12的上方，并且，连续真空加料室20的顶部具有仓门22。

该真空铸造室30位于真空熔炼室10的侧旁下方，真空铸造室30具有一铸造空腔31，该铸造空腔31内设置有铸造坩埚32，该铸造坩埚32的外侧面设置有加热元件33，且铸造坩埚33的上方安装有可在外部控制上下移动的铸造热电偶34。在本实施例中，该真空铸造室30的上方设置有铸造观察孔35，用于观察铸造空腔31内金属的熔炼情况。

该上流槽40上下倾斜设置，上流槽40的上端伸入熔炼空腔11中并位于熔炼坩埚12的下方，上流槽40的下端伸入铸造空腔31中并连通铸造坩埚32。在本实施例中，所述上流槽40为石墨制件，上流槽40呈3°～20°倾斜，上流槽40的上端位于熔炼坩埚12之浇口下方5～20mm，用于承接倒下的熔体16，上流槽40的下端与铸造坩埚32的顶部相连，将熔体16引入铸造坩埚32。并且，上流槽40外套设有保温壳90。

该下流槽50的一端与铸造坩埚32的底部连通，下流槽50的另一端与结晶器60相连。在本实施例中，所述下流槽50为石墨制件，并在其下方安装了前述加热元件33，所述结晶器60与外部循环水源联通，可精确控制进水温度和流量，所用循环水为工业软水。所述加热元件33为硅钼棒或硅碳棒高温电阻元件，加热元件33布置于铸造坩埚32的四周和底部以及下流槽50的底部。

该引锭头70安装于结晶器60内，并且引锭头70的一端***下流槽50中；该牵引机80安装于结晶器60的后方，牵引机80牵引引锭头70或铸锭。在本实施例中，所述引锭头70采用与拟制备合金成分相同或相近的铜材制成，所述牵引机80采用伺服电机控制，可实现拉、停、反推的调节功能，牵引机80的后面设置收卷机（图中未示）或在线切割机（图中未示），用于铸锭的卷取或定尺。

以及，所述连续真空加料室20单独由一套真空***抽取真空，该真空熔炼室10的熔炼空腔11与真空铸造室30的铸造空腔31是相贯通的一个真空室，其由另一套单独的真空***抽取真空并充入惰性气体。

另外，真空熔炼室10和真空铸造室30的炉壳均通水循环冷却水进行冷却，所用循环水为工业软水。

本发明还揭示了一种铜合金真空连续熔炼铸造方法，采用前述一种铜合金真空连续熔炼铸造装置，包括有以下步骤：

（1）将上述一种铜合金真空连续熔炼铸造装置装配好，熔炼热电偶14和铸造热电偶34均上移至方便加料的位置，引锭头70按要求一端装入结晶器60中，另一端固定在牵引机80上，结晶器60通好冷却水。

（2）关闭真空加料阀21，在连续真空加料室20中加入配好的原料，随后关闭仓门22，打开真空***对连续真空加料室20、真空熔炼室10和真空铸造室30分别抽取真空。

（3）当真空度达到要求后，打开真空加料阀21，让原料掉入熔炼坩埚12中，随后关闭真空加料阀21。

（4）接通熔炼空腔11和铸造空腔31中的加热电源，对熔炼坩埚12、铸造坩埚32和炉料进行加热，移动铸造空腔31中的铸造热电偶34，使其靠上铸造坩埚32壁测量铸造坩埚32温度。

（5）加热一段时间后继续抽取真空，以进一步抽取炉料可能带来的水气，待达到真空度要求后，往熔炼空腔11和铸造空腔31中充入惰性气体至0.75～1.0大气压，在这过程中不停止加热。

（6）当熔炼坩埚12中的金属熔化成液体后，将熔炼热电偶14***熔炼坩埚12中的熔体，对熔体进行测温。

（7）当熔炼坩埚12中的熔体16和铸造坩埚32的温度都达到预先要求后，关闭感应线圈13的加热电源，将熔炼热电偶14移开熔炼坩埚12，倾斜熔炼坩埚12，使熔体16经过上流槽40流入铸造坩埚32；随后将铸造坩埚32上的铸造热电偶34移入熔体36中测量。

（8）待铸造坩埚32中熔体的温度达到铸造要求并稳定后，设置好牵引机80的牵引参数，打开牵引机80进行牵引，铜铸锭随即牵引出来。

（9）在正常牵引的同时，打开连续真空加料室20的仓门22重复加料，加料完毕后关闭仓门22抽取真空；真空度达到要求后充入与熔炼空腔11相同气压的惰性气体，随后打开真空加料阀21，让原料掉入熔炼坩埚12中，随后关闭真空加料阀21。

（10）打开感应线圈13的加热电源对熔炼坩埚12中的原料进行熔化，熔化后下移熔炼热电偶14测温。

（11）当熔体16达到预定温度后，重复步骤（7），根据铸造坩埚32中熔体36的容量情况，不断重复步骤（9）、步骤（10）和步骤（11）。

下面以多个实施例对本发明做进一步详细说明：

实施例一：

本实施例一种铜合金真空连续熔炼铸造装置是由真空熔炼室10、连续真空加料室20、真空铸造室30、上流槽40、下流槽50、结晶器60、引锭头70、牵引机80组成。装置用于制备铬含量为0.7wt%、锆含量为0.2wt%、铸锭直径为Φ30mm的铬锆青铜。

其中真空熔炼室10中的熔炼坩埚12容积为150公斤，真空铸造室30中的铸造坩埚32的容积为150公斤，加热元件33为硅碳棒，上流槽40倾角为10°。熔炼和铸造方法包括有以下步骤：

（1）将上述一种铜合金真空连续熔炼铸造装置装配好，熔炼热电偶14和铸造热电偶34均上移至方便加料的位置，引锭头70一端装入结晶器60中，另一端固定在牵引机80上，结晶器60通好冷却水，冷却水进水温度为30℃，流量为5L/min。

（2）关闭真空加料阀21，在连续真空加料室20中加入剪碎的阴极铜99.1千克、纯铬颗粒0.7千克、锆块0.2千克，随后关闭仓门22，打开真空***对连续真空加料室20、真空熔炼室10和真空铸造室30分别抽取真空，直到抽至0.1Pa。

（3）当真空度达到0.1Pa后，打开真空加料阀21，让铜、铬、锆原料掉入熔炼坩埚12中，随后关闭真空加料阀21。

（4）接通真空熔炼室10和真空铸造室30中的加热电源，对熔炼坩埚12、铸造坩埚32和炉料进行加热，移动铸造空腔31中的铸造热电偶34，使其靠上铸造坩埚32壁测量铸造坩埚32温度，在真空铸造室30加热温控表上设置加热温度为1230℃。

（5）将炉料加热至通红，且铸造坩埚32加热至500～600℃后继续抽取真空，以进一步抽取炉料可能带来的水气。待真空度达到0.1Pa后，往真空熔炼室10和真空铸造室30中充入惰性气体至0.09MPa，在这过程中不停止加热。

（6）通过熔炼观察孔15观察到熔炼坩埚12中的金属熔化成液体后，将熔炼热电偶14***熔炼坩埚12中的熔体16，对熔体16进行测温，在温控表上设置加热温度为1300℃。

（7）当熔炼坩埚12中的熔体16达到1300℃，且铸造坩埚32达到1230℃时，关闭感应线圈13的加热电源，将熔炼热电偶14移开熔炼坩埚12，倾斜熔炼坩埚12，使熔体16经过上流槽40流入铸造坩埚32。随后将铸造坩埚32上的铸造热电偶34移入熔体36中测量，真空铸造室30加热温控表仍然设置为1230℃。

（8）待铸造坩埚32中熔体36的温度达到1230～1250℃时，将结晶器60的冷却水量调至25L/min，进水温度仍然控制为30℃；设置牵引机80的牵引参数为牵引节距0.8mm、牵引速度5mm/s、间歇时间0.02s，打开牵引机8进行牵引，Φ30mm的铬锆铜铸锭7随即牵引出来。

（9）在正常牵引的同时，对连续真空加料室20充入空气后打开仓门22重复加料阴极铜99.1千克、纯铬颗粒0.7千克、锆块0.2千克。加料完毕后关闭仓门22抽取真空。真空度达到0.1Pa后充入与0.09MPa压力的惰性气体，随后打开真空加料阀21，让原料掉入熔炼坩埚12中，随后关闭真空加料阀21。

（10）打开感应线圈13的加热电源对熔炼坩埚12中的原料进行熔化，熔化后下移熔炼热电偶14测温。

（11）当熔体16达到1300℃后，重复步骤（7）。根据铸造坩埚32中熔体36的容量情况，不断重复步骤（9）、步骤（10）和步骤（11）。

按照上述步骤周而复始的循环，实现了铬铬铜合金的真空连续加料、熔炼和铸锭。

实施例二：

本实施例一种铜合金真空连续熔炼铸造装置是由真空熔炼室10、连续真空加料室20、真空铸造室30、上流槽40、下流槽50、结晶器60、引锭头70、牵引机80组成。装置用于制备镍含量为30wt%、铸锭外径为Φ20mm、壁厚为4mm的B30白铜管坯。

其中真空熔炼室10中的的熔炼坩埚12容积为50公斤，真空铸造室30中的铸造坩埚32的容积为50公斤，加热元件33为硅碳棒，上流槽40倾角为10°。熔炼和铸造方法包括有以下步骤：

（1）将上述一种铜合金真空连续熔炼铸造装置装配好，熔炼热电偶14和铸造热电偶34均上移至方便加料的位置，引锭头70一端装入结晶器60中，另一端固定在牵引机80上，结晶器60通好冷却水，冷却水进水温度为30℃，流量为5L/min。

（2）关闭真空加料阀21，在连续真空加料室20中加入剪碎的阴极铜21千克、电解镍块9千克，随后关闭仓门22，打开真空***对连续真空加料室20、真空熔炼室10和真空铸造室30分别抽取真空，直到抽至0.1Pa。

（3）当真空度达到0.1Pa后，打开真空加料阀21，让铜、铬、锆原料掉入熔炼坩埚12中，随后关闭真空加料阀21。

（4）接通真空熔炼室10和真空铸造室30中的加热电源，对熔炼坩埚12、铸造坩埚32和炉料进行加热，移动铸造空腔31中的铸造热电偶34，使其靠上铸造坩埚32壁测量铸造坩埚32温度，在真空铸造室30加热温控表上设置加热温度为1300℃。

（5）将炉料加热至通红，且铸造坩埚32加热至500～600℃后继续抽取真空，以进一步抽取炉料可能带来的水气。待真空度达到0.1Pa后，往真空熔炼室10和真空铸造室30中充入惰性气体至0.09MPa，在这过程中不停止加热。

（6）通过熔炼观察孔15观察到熔炼坩埚12中的金属熔化成液体后，将熔炼热电偶14***熔炼坩埚12中的熔体16，对熔体16进行测温，在温控表上设置加热温度为1350℃。

（7）当熔炼坩埚12中的熔体16达到1350℃，且铸造坩埚32达到1300℃时，关闭感应线圈13的加热电源，将熔炼热电偶14移开熔炼坩埚12，倾斜熔炼坩埚12，使熔体16经过上流槽40流入铸造坩埚32。随后将铸造坩埚32上的铸造热电偶34移入熔体36中测量，真空铸造室30加热温控表仍然设置为1300℃。

（8）待铸造坩埚32中熔体36的温度达到1300～1330℃时，将结晶器60的冷却水量调至20L/min，进水温度仍然控制为30℃；设置牵引机80的牵引参数为牵引节距1.0mm、牵引速度8mm/s、间歇时间0.02s，打开牵引机80进行牵引，Φ20mm×4mm的B30白铜管随即牵引出来。

（9）在正常牵引的同时，对连续真空加料室20充入空气后打开仓门22重复加入剪碎的阴极铜21千克、电解镍块9千克。加料完毕后关闭仓门22抽取真空。真空度达到0.1Pa后充入与0.09MPa压力的惰性气体，随后打开真空加料阀21，让原料掉入熔炼坩埚12中，随后关闭真空加料阀21。

（10）打开感应线圈13的加热电源对熔炼坩埚12中的原料进行熔化，熔化后下移熔炼热电偶14测温。

（11）当熔体16达到1350℃后，重复步骤（7）。根据铸造坩埚32中熔体36的容量情况，不断重复步骤（9）、步骤（10）和步骤（11）。

按照上述步骤周而复始的循环，实现了B30白铜管的真空连续加料、熔炼和铸锭。

本发明的设计重点在于：一、通过配合利用真空熔炼室、连续真空加料室、真空铸造室、上流槽、下流槽、结晶器、引锭头和牵引机，实现了真空连续加料、连续熔炼和连续铸锭，可以熔炼易氧化金属，确保合金组份稳定，可通过真空度调节对熔体进行除气精炼，并能提高坩埚、流槽等制件的寿命。二、通过将真空熔炼室和真空铸造室分开，真空熔炼室专门用于合金熔炼，可确保成分均匀，真空铸造室专门用于铸造，可确保铸造工艺稳定。三、真空熔炼室采用感应电炉可对熔体进行电磁搅拌，使合金成分充分均匀，并能随工艺灵活调节温度；真空铸造室采用电阻加热，温度易控制波动小，适合铜合金的连续铸造。四、本装置具有两个可联通和关闭的真空***，其中一个用于加料，另一个用于熔炼和铸造。当熔炼开始时，关闭真空加料阀便可打开连续真空加料室填入原料，填入原料后对连续真空加料室抽真空。当真空熔炼室中的铜液转移至铸造坩埚后，又可打开真空加料阀将原料填入熔炼坩埚中。周而复始，从而真正实现了金属的不间断连续加料及熔炼铸锭。五、 铸造坩埚底部与下流槽直接相连，不会使金属或合金液体残留在铸造坩埚底部，从而方便随时开启或关闭装置，方便更换合金。六、上流槽和下流槽均采用石墨制件，不会粘接金属，易于维护。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种铜合金真空连续熔炼铸造方法，其特征在于：采用一种铜合金真空连续熔炼铸造装置，该装置包括有真空熔炼室、连续真空加料室、真空铸造室、上流槽、下流槽、结晶器、引锭头以及牵引机；该真空熔炼室具有一熔炼空腔，该熔炼空腔内设置有可倾斜和归原的熔炼坩埚，熔炼坩埚由倾炉装置带动而倾斜和归原，熔炼坩埚上设置有感应线圈，且熔炼坩埚的上方安装有可在外部控制上下移动的熔炼热电偶；该连续真空加料室位于真空熔炼室的上方，连续真空加料室通过一真空加料阀与真空熔炼室相连，真空加料阀连通熔炼空腔并位于熔炼坩埚的上方；该真空铸造室位于真空熔炼室的侧旁下方，真空铸造室具有一铸造空腔，该铸造空腔内设置有铸造坩埚，该铸造坩埚的外侧面设置有加热元件，且铸造坩埚的上方安装有可在外部控制上下移动的铸造热电偶；该上流槽上下倾斜设置，上流槽的上端伸入熔炼空腔中并位于熔炼坩埚的下方，上流槽的下端伸入铸造空腔中并连通铸造坩埚；该下流槽的一端与铸造坩埚的底部连通，下流槽的另一端与结晶器相连；该引锭头安装于结晶器内，并且引锭头的一端***下流槽中；该牵引机安装于结晶器的后方，牵引机牵引引锭头或铸锭；

包括有以下步骤：

（1）将上述一种铜合金真空连续熔炼铸造装置装配好，熔炼热电偶和铸造热电偶均上移至方便加料的位置，引锭头按要求一端装入结晶器中，另一端固定在牵引机上，结晶器通好冷却水；

（2）关闭真空加料阀，在连续真空加料室中加入配好的原料，随后关闭仓门，打开真空***对连续真空加料室、真空熔炼室和真空铸造室分别抽取真空；

（3）当真空度达到要求后，打开真空加料阀，让原料掉入熔炼坩埚中，随后关闭真空加料阀；

（4）接通熔炼空腔和铸造空腔中的加热电源，对熔炼坩埚、铸造坩埚和炉料进行加热，移动铸造空腔中的铸造热电偶，使其靠上铸造坩埚壁测量铸造坩埚温度；

（5）加热一段时间后继续抽取真空，以进一步抽取炉料可能带来的水气，待达到真空度要求后，往熔炼空腔和铸造空腔中充入惰性气体至0.75～1.0大气压，在这过程中不停止加热；

（6）当熔炼坩埚中的金属熔化成液体后，将熔炼热电偶***熔炼坩埚中的熔体，对熔体进行测温；

（7）当熔炼坩埚中的熔体和铸造坩埚的温度都达到预先要求后，关闭感应线圈的加热电源，将熔炼热电偶移开熔炼坩埚，倾斜熔炼坩埚，使熔体经过上流槽流入铸造坩埚；随后将铸造坩埚上的铸造热电偶移入熔体中测量；

（8）待铸造坩埚中熔体的温度达到铸造要求并稳定后，设置好牵引机的牵引参数，打开牵引机进行牵引，铜铸锭随即牵引出来；

（9）在正常牵引的同时，打开连续真空加料室的仓门重复加料，加料完毕后关闭仓门抽取真空；真空度达到要求后充入与熔炼空腔相同气压的惰性气体，随后打开真空加料阀，让原料掉入熔炼坩埚中，随后关闭真空加料阀；

（10）打开感应线圈的加热电源对熔炼坩埚中的原料进行熔化，熔化后下移熔炼热电偶测温；

（11）当熔体达到预定温度后，重复步骤（7），根据铸造坩埚中熔体的容量情况，不断重复步骤（9）、步骤（10）和步骤（11）。

2.根据权利要求1所述的一种铜合金真空连续熔炼铸造方法，其特征在于：所述连续真空加料室单独由一套真空***抽取真空，该真空熔炼室的熔炼空腔与真空铸造室的铸造空腔是相贯通的一个真空室，其由另一套单独的真空***抽取真空并充入惰性气体。

3.根据权利要求1所述的一种铜合金真空连续熔炼铸造方法，其特征在于：所述上流槽为石墨制件，上流槽呈3°～20°倾斜，上流槽的上端位于熔炼坩埚之浇口下方5～20mm，上流槽的下端与铸造坩埚的顶部相连，将熔体引入铸造坩埚。

4.根据权利要求1所述的一种铜合金真空连续熔炼铸造方法，其特征在于：所述下流槽为石墨制件，并在其下方安装了前述加热元件。

5.根据权利要求4所述的一种铜合金真空连续熔炼铸造方法，其特征在于：所述加热元件为硅钼棒或硅碳棒高温电阻元件，加热元件布置于铸造坩埚的四周和底部以及下流槽的底部。

6.根据权利要求1所述的一种铜合金真空连续熔炼铸造方法，其特征在于：所述真空熔炼室的上方设置有熔炼观察孔，该真空铸造室的上方设置有铸造观察孔。

7.根据权利要求1所述的一种铜合金真空连续熔炼铸造方法，其特征在于：所述结晶器与外部循环水源联通，所用循环水为工业软水。

8.根据权利要求1所述的一种铜合金真空连续熔炼铸造方法，其特征在于：所述引锭头采用与拟制备合金成分相同或相近的铜材制成。

9.根据权利要求1所述的一种铜合金真空连续熔炼铸造方法，其特征在于：所述牵引机采用伺服电机控制。

10.根据权利要求1所述的一种铜合金真空连续熔炼铸造方法，其特征在于：所述牵引机的后面设置收卷机或在线切割机。