铜及铜合金熔铸炉用电极棒制造技术

本实用新型专利技术公开了一种铜及铜合金熔铸炉用电极棒，该电极棒棒体为U型硅碳棒，包括发热区、冷端，所述发热区包括三段电阻值不同的梯度发热温区，其中，所述第一梯度温区为U型硅碳棒的U型头部分，包括中间连接段以及直杆段，并在所述中间连接段上开有螺旋纹盲槽；所述第二梯度温区为螺旋段，且其电阻值位于第一梯度温区与第三梯度温区之间；且第一梯度温区的直杆段与第二梯度温区的长度比为2:5~1:2，而所述第三梯度温区为直管端其末端与冷端相连。本实用新型专利技术温度控制精度高，加热方便，可在熔铸炉内实现铜及铜合金的分段式加热，实现一个炉内中有不同温区的要求，从而延长设备使用寿命，并提高产品品质。

Electrode rod for copper and copper alloy melting and casting furnace

【技术实现步骤摘要】
铜及铜合金熔铸炉用电极棒
本技术涉及熔铸炉技术中的加热设备
，具体涉及一种铜及铜合金熔铸炉用电极棒。
技术介绍
目前，在铜及铜合金加工领域，经常要使用到熔铸炉，其中炉内多采用石墨棒电加热方式进行供热，而这种石墨棒电加热单元在使用过程中容易氧化，加热功率衰减，无法判断衰减量，维修量大，导致炉子使用效率低，对产品质量不可控。基于石墨棒的上述缺陷，也有采用硅碳棒作为加热单元的，硅碳棒是用高纯度绿色六方碳化硅为主要原料，经过高温硅化再结晶烧结而制成的棒状、管状非金属高温电热元件，其具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀、升温快、寿命长、高温变形小、安装维修方便等特点，与自动化电控系统配套，可得到精确的恒定温度，又可根据生产工艺的需要按曲线自动调温。但是现有的硅碳棒形式多种多样，有直棒式、U型棒式、W型棒式、枪式等，但普遍存在发热段内侧产生的热量会聚集在空心棒体的内腔中而无法正常的向外散发，而造成硅碳棒加热效率低的问题。同时，硅碳棒在使用时，整个棒体上的温度是均一的，而在要求分区段加热的炉体中，但是在实际应用中，一个炉内有时候需要有不同的温区，尤其在进行铜或者铜合金熔炼时，需要在金属液的出口处保持一定的温度，因而需要在熔铸炉的出口端设置高温区间，现有的硅碳棒不能实现该目的，使得单一阻值的硅碳棒的应用存在障碍。基于上述情况也有一些厂家设计了一些变温段的硅碳棒，如技术专利：ZL201620218791.X就公开了一种多段可控发热区硅碳棒，但是这种硅碳棒结构设计过于简单，在实际应用过程中，容易因为内部积热的问题而在长时间应用后在温区间发生裂缝，另外，在长期使用后容易出现氧化不均匀的情况，部分温区氧化度较高时，而部分温区的硅碳棒表面比较新，容易造成浪费，使其应用存在障碍。
技术实现思路
本技术所解决的技术问题在于提供一种铜及铜合金熔铸炉用电极棒，以解决上述技术背景中的缺陷。本技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种铜及铜合金熔铸炉用电极棒，其棒体为U型硅碳棒，包括发热区、冷端，其中，所述发热区包括三段电阻值不同的梯度发热温区，三段梯度发热温区中自远离冷端侧向冷端依次分为第一梯度温区、第二梯度温区以及第三梯度温区，其中，所述第一梯度温区为U型硅碳棒的U型头部分，包括中间连接段以及中间连接段两端连接的直杆段，并在所述中间连接段上开有螺旋纹盲槽；所述第二梯度温区为螺旋段，且其电阻值位于第一梯度温区与第三梯度温区之间；且第一梯度温区的直杆段与第二梯度温区的长度比为2:5~1:2，而所述第三梯度温区为直管端其末端与冷端相连。作为进一步限定，所述第一梯度温区的直杆段、第二梯度温区以及第三梯度温区的长度比优选为3:5:1。作为进一步限定，所述发热区是以高纯度碳化硅为主要原料制坯，经高温烧结而成，不同电阻值的发热区可以采用现有工艺制备，所述第一梯度温区电阻值为第二梯度温区电阻值的1.75~1.8倍，而第二梯度温区的电阻值为第三梯度温区电阻值的1.2~1.3倍。作为进一步限定，所述冷端通过穿孔方式安装在熔铸炉外面，而熔铸炉上的穿孔孔径为所述冷端直径的1.5~1.8倍，且其间隙用石棉或硅酸铝纤维进行填充堵塞。作为进一步限定，所述冷端在连接电源正常工作的过程中，材料表面温度不超过70℃。作为进一步限定，所述第二梯度温区的螺旋段为镂空螺旋段或者盲槽螺旋段，当第二梯度温区的直径大于5cm时优选采用镂空螺旋段，而第二梯度温区的直径小于等于5cm优选采用盲槽螺旋段。作为进一步限定，所述第二梯度温区包括与所述第三梯度温区等外径的直管管体，而所述螺纹线则直接成型在该直管管体表面上。有益效果：本技术通过对硅碳棒进行结构设计，通过多段式结构的设计配合多段可控发热区硅碳棒作为电热元件，发热量稳定，升温快，氧化量极低、维修量大幅度减少，同时，作为主发热部分的第一梯度温区以及第二梯度温区的内部的热量能够通过带状外表面相邻的螺旋散发出来，散热快，散热效率高，上述技术的结合能使硅碳棒的热效率提高50%以上，加热方便，安全可靠，可应用于各种电加热窑炉中，能够实现一个炉内中有不同温区的要求，尤其适合应用于铜或者铜合金熔铸炉中。附图说明图1为本技术的实施例一的结构示意图。图2为本技术的实施例一的第二梯度温区的结构结构图。图3为本技术的实施例二的第二梯度温区的结构结构图。图4为本技术的实施例三的第二梯度温区的结构结构图。其中：1、冷端；2、第三梯度温区；3、第二梯度温区；4、第一梯度温区；5、中间连接段。具体实施方式为了使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本技术。参见图1、图2的一种铜及铜合金熔铸炉用电极棒的较佳实施例，在本实施例中，该电极棒为U型硅碳棒，设置于熔铸炉中，而该熔铸炉用于熔炼铜及铜合金，其包括发热区以及冷端1，其冷端1通过穿孔方式安装在熔铸炉外，而熔铸炉上的穿孔孔径为冷端1直径的1.6倍，且其间隙用石棉或硅酸铝纤维进行填充、堵塞及封闭，而冷端1通过材料选择，可在连接电源正常工作的过程中，在冷端1的材料表面温度不超过70℃。而发热区均以高纯度碳化硅为主要原料制坯，经高温烧结而成，其包括第一梯度温区4、第二梯度温区3以及第三梯度温区2，其不同仅在于烧结时采用不同电阻值的材料烧结制备。其中，第一梯度温区4为为U型硅碳棒的U型头部分，包括两侧的直管段以及连接两侧直管段的中间连接段5。其中间连接段5开有螺旋纹盲槽，而直管段末端分别连接两侧的了第二梯度温区3，并通过第二梯度温区3连接第三梯度温区2，其中，第一梯度温区4的电阻值为第二梯度温区电阻值的1.8倍，而第二梯度温区的电阻值为第三梯度温区电阻值的1.3倍，同时，第一梯度温区4的直杆段、第二梯度温区3以及第三梯度温区2的长度比为3:5:1。在本实施例中，第二梯度温区3的直径为5cm，该第二梯度温区3的螺旋结构为盲槽螺旋，如图2所示。而在实施例二中，第二梯度温区3的直径为7cm，该第二梯度温区3的螺旋结构为镂空螺旋，如图3所示。而在实施例三中，第二梯度温区3的螺旋结构为成型在直管管体表面的螺旋线结构，且作为其成型基础的直管管体外径与第三梯度温区一致。本实施例的电极棒在正常工作时，能保持第一梯度温区4的温度第二梯度温区3，主要是保证熔铸炉的出口温度的补偿，而第二梯度温区3又高于第三梯度温区2，是为了保证正常的炉温；第三梯度温区2是过渡温区，是为了防止硅碳棒与冷端1温度差别太大导致容易断裂；而冷端1则是安装在熔铸炉外面，连接电源。本实施例的电极棒使得硅碳棒，并在硅碳棒上进行结构改进，可以根据铜、铜合金的熔炼生产要求进行分区段发热，每一段发热温度不同，很好的控制了铜水在出口温度偏低的问题。以上显示和描述了本技术的基本原理、主要特征和本技术的优点。本行业的技术人员应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本技术而非意欲限制本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铜及铜合金熔铸炉用电极棒，其特征在于，电极棒棒体为U型硅碳棒，包括发热区、冷端，所述发热区包括三段电阻值不同的梯度发热温区，三段梯度发热温区中自远离冷端侧向冷端依次分为第一梯度温区、第二梯度温区以及第三梯度温区，其中，所述第一梯度温区为U型硅碳棒的U型头部分，包括中间连接段以及中间连接段两端连接的直杆段，并在所述中间连接段上开有螺旋纹盲槽；所述第二梯度温区为螺旋段，且其电阻值位于第一梯度温区与第三梯度温区之间；且第一梯度温区的直杆段与第二梯度温区的长度比为2:5～1:2，而所述第三梯度温区为直管端其末端与冷端相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种铜及铜合金熔铸炉用电极棒，其特征在于，电极棒棒体为U型硅碳棒，包括发热区、冷端，所述发热区包括三段电阻值不同的梯度发热温区，三段梯度发热温区中自远离冷端侧向冷端依次分为第一梯度温区、第二梯度温区以及第三梯度温区，其中，所述第一梯度温区为U型硅碳棒的U型头部分，包括中间连接段以及中间连接段两端连接的直杆段，并在所述中间连接段上开有螺旋纹盲槽；所述第二梯度温区为螺旋段，且其电阻值位于第一梯度温区与第三梯度温区之间；且第一梯度温区的直杆段与第二梯度温区的长度比为2:5～1:2，而所述第三梯度温区为直管端其末端与冷端相连。


2.根据权利要求1所述的铜及铜合金熔铸炉用电极棒，其特征在于，所述第一梯度温区的直杆段、第二梯度温区以及第三梯度温区的长度比为3:5:1。


3.根据权利要求1所述的铜及铜合金熔铸炉用电极棒，其特征在于，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：何秋，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：株洲艾美新材料有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43