上引杆问题简析.pdfVIP

上引法铸造原理：

保温炉中的铜液通过结晶器液流孔注入结晶器，当上引杆伸向结

晶器内时，由于引杆温度低，铜液在端部结晶凝固形成铜杆。当引杆

被向上牵引时，铜液不断地从液流孔注入结晶器、由于冷却水的作用，

结晶不断实现，形成了连续的铜杆。由此可见，上引法连铸过程中，金

属是自上而下凝固的，所以形成的液穴位置与形状恰恰与一般的上口

浇铸相反。这是上引法连铸的特点。

上引法生产无氧铜杆的主要质量缺

1、内部气孔、裂纹、结晶疏松

在铜杆内部形成气孔、微裂纹和结晶疏松是上引法生产无氧铜杆

过程中最常见的也是最主要的质量缺陷，气孔和疏松的产生是在结晶

的过程中，氢从过饱和的溶液中析出并聚集而形成的。由于上引铸造

的特点是铜液自上而下的结晶，结晶前沿析出的气体无法逸出，含气

量少时,析出的氢存在于晶界处形成疏松;含气量多时则聚集成气孔。

在结晶前沿析出的氢气又可还原CuO而生成水气泡，故此气孔和疏

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松是由氢气和水蒸气两者形成的。它们都给正常生产及后道加工工序

带来的危害也最大，是影响正常生产高质量无氧铜杆的关键因素。根

据生产实践分析，其原因主要来自于使用的电解铜原料和用作覆盖剂

的木炭质量的影响。

1）原料的影响

由于上引法生产无氧铜杆，只是将电解铜熔化后冷却结晶形成铜

杆，无精炼去杂质过程。所以，原料中杂质的混入对铜杆质量的影响

很大。电解铜清洗不净或在不良环境中存放时同过长.表面附着碱式

碳酸铜及硫酸铜，将这样的电解铜加入熔炼炉中时，将发生化学反应

生成氧化钢、二氧化硫、水、二氧化碳等物质：

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二氧化硫还会与铜液表面覆盖的木炭及一氧化碳气体等作用生

成硫，硫与铜作用生成硫化铜。此外，氧化铜还可与碳、一氧化碳作用

生成氧化亚铜在这些复杂的化学反应的生成物中，水蒸汽、二氧化硫、

硫化铜、氧化亚铜等都可使铜杆内产生气孔、结晶疏松或产生微裂纹。

其次是使用表面有铜豆的电解铜，其中含有较多的锑、铋、铅、碲

等杂质。这些杂质可与铜生成脆性化合物或共晶体而分布在铜的晶界

上，严重影响铜杆的质量，甚至使铜杆开裂。铜中含铋3.815Ppm就

〜

可形成结晶界分布的共晶薄膜。而GB466-82规定的1号电解铜中含

铋量不大于10ppm,因此，即使使用1号电解铜也完全有可能因含铋

而造成铜杆开裂。

2)表面覆盖剂木炭的影响

当使用未经煅烧或煅烧质量不好的木炭作为铜液覆盖剂时。或使

用台格煅烧木炭而覆盖厚度不够时，铜液便从潮湿的木炭或空气中吸

收氧、氢、水蒸汽。

熔融的铜液直接从空气中吸取氧气，氧气与铜液反应生成氧化亚

铜而使铜杆结晶疏松或发生脆断。

由于氢在铜中的溶解度很高，而且随着铜液温度的升高，氢在铜

中的溶解度急剧上升，随着铜液温度的降低，氢又从铜液中大量析出。

当铜液从空气中吸氢较多时，在铜液冷却结晶过程中，便有大量

氢气析出，使铜杆产生气孔。同时析出的氢气又可还原氧化亚铜而生

成水蒸汽，在铜杆中形成气孔。

特别是上引法生产无氧铜杆，金属结晶是自上而下发生的。因此

析出的气体无法逸出而极易在铜杆中形成气孔和微裂纹

如果使用煅烧质量不好的木炭或未经煅烧的木炭作铜液覆盖剂，

铜液便从潮湿的木炭中吸入水蒸汽。在铜液冷却结晶过程中，水蒸汽

析出而在铜杆中形成气孔或导致裂纹。

同时，氢和氧的来源与水蒸汽也有密切关系。在高温下铜液受水

蒸汽影响可发生如下化学反应：

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