【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铜处理领域，特别是再生铜制备无氧铜管方法及装置和耐蚀性铜管及铸造工艺。
技术介绍
1、铜管在海洋装备、航空航天、核电、高端装备和制冷领域有着广泛的应用。为减少对自然资源的依赖，减轻环境压力，同时提供一个可持续的材料来源，可以通过将报废的电线电缆、汽车散热片和冰箱、含铜铸件、废轴承、废旧马达、废旧变压器等中的铜回收再次利用，进行生产无氧铜管，但是再生铜相较于来源于铜矿石的传统铜具有氧元素、氢元素，以及砷元素、锑元素、铋元素、铁元素、铅元素、锡元素、镍元素、锌元素、硫元素等其他元素，而氧元素、氢元素以及其他元素在无氧铜管中均为杂质，需要额外的提纯步骤去除杂质才能达到与传统铜生产无氧铜管相同的质量标准，为此，现有技术如专利技术专利cn103725897a公开了一种废杂铜火法连续精炼直接生产高纯无氧铜的方法，通过氧化还原进行去除杂质后，采用加入硼化物和稀土进行除氢脱氧，但该方法会引入硼化物和稀土等其他杂质，硼化物和稀土残留影响无氧铜管的成分，为此，目前大多使用还原性气体在铜原料生产过程中对氧元素进行还原从而生成无氧铜管，如技术专利cn216780264u公开了竖炉-水平连铸铜铸坯装置，通过竖炉、精炼炉、混合炉、静置炉、七流连铸炉等设备进行管坯生产，在精炼炉的炉体的腔体底壁设有吹气砖，通过吹气装置，吹入还原性气体，通过增加还原性气体的量，来去除再生铜管中的氧元素含量，以及，加入磷铜进行去除氧元素等杂质。但是上述装置中只在精炼炉通入气体，无法准确把控氧元素含量，影响再生铜管的质量。
2、同时，为了提高铜管的换热效率
技术实现思路
1、本专利技术所要达到的目的就是提供耐蚀性铜管，克服现有技术的不足，提升耐蚀性铜管的耐蚀性能。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：耐蚀性铜管，所述耐蚀性铜管氧元素含量小于5ppm、氢元素含量小于0.3ppm，磷元素含量0.1%～0.3%；余量为铜元素。
3、采用上述技术方案，通过控制耐蚀性铜管中的氧元素、氢元素、磷元素含量，使氧元素含量小于5ppm和氢元素含量小于0.3ppm的严格控制，可以有效消除氧化亚铜，降低晶界和晶内的电位差，从而显著减少了耐蚀性铜管中可能引发腐蚀的氧化物和氢脆现象，加之磷元素含量的精确控制，磷元素能够显著提升耐蚀性铜管的耐蚀性能，尤其是在潮湿、酸碱性或海水中使用，合适的磷含量也可以保障耐蚀性铜管的强度和硬度，磷元素也可以与铜液中的氧元素反应，形成磷的氧化物，而磷的氧化物是挥发性的，在高温下会逸出，从而减少了铜合金中的含氧元素量，除了脱氧之外，磷还可以与杂质中其他元素反应，形成易于从铜液中分离的化合物，从而进一步达到净化铜的目的。其次余量为铜元素，减少元素种类，保障了较高的铜元素含量，保证了材料良好的导电性和热导性，同时也保留了铜本身的良好加工性，适合各种成型、拉拔和焊接等加工过程，便于制造复杂形状的管件。
4、进一步的，所述耐蚀性铜管的抗拉强度不小于250mpa，屈服强度60～80mpa，延伸率不小于45%，固态残留不大于0.1mg/m，内壁残油不大于0.15mg/m。
5、采用上述技术方案，抗拉强度不小于250mpa，表明耐蚀性铜管具有很好的抵抗拉伸破坏的能力，适用于承受较大外力的应用场景，其次，屈服强度60～80mpa，有助于提高耐蚀性铜管的成型性能，以及，延伸率不小于45%，这意味着耐蚀性铜管具有较好的塑性变形能力，能够承受较大的形变而不发生断裂，然后，固态残留不大于0.1mg/m，这意味着耐蚀性铜管内部残留的固体杂质很少，有助于提高产品的纯净度和使用寿命，接着，内壁残油不大于0.15mg/m，这表明耐蚀性铜管内部表面非常干净，减少了因油污导致的腐蚀风险，从而使耐蚀性铜管不仅具有良好的机械性能，还具有优异的耐蚀性和加工性能，适用于多种苛刻的应用环境。
6、本专利技术的又一目的是提供再生铜制备无氧铜管方法，包括以下步骤：
7、s1：竖炉内铜液加热至设定温度，调节所述竖炉中的还原气体浓度，使所述竖炉内铜液的氧元素含量提升至大于30ppm，进行一级除杂；
8、s2：所述竖炉内的铜液依次通入溜槽、精炼炉、静置炉、铸造炉中，所述溜槽、精炼炉、静置炉、铸造炉内铜液温度逐步下降，所述溜槽、精炼炉、静置炉、铸造炉均通入惰性气体+还原气体，并且通入所述溜槽、精炼炉、静置炉、铸造炉的惰性气体+还原气体的流量和压力逐步下降，进行二级除杂，以获得无氧铜管。
9、采用上述技术方案后，本专利技术具有如下优点：首先，氧元素具有氧化性，氧元素可以跟杂质中氢元素通过氧化还原反应生成水，并且竖炉内铜液加热至设定温度，铜液较高的温度能够提供足够的活化能，促使反应速率较快，生成的水也会受热通过水蒸气的形式蒸发，从而可以降低铜液中的氢元素含量，同时，氧元素也可以和杂质中除氢元素之外的其他元素通过氧化反应生成氧化物，而氧化物通常不溶于铜液，而是形成渣相，可以通过扒渣的方式将渣相从铜液表面去除，从而降低铜液中的杂质含量，而氧元素本身就是铜液中需要去除的杂质，没有引入其他的脱杂剂，铜液中杂质种类不会增加，从而可以通过反向操作，先提升竖炉内铜液的氧元素含量，并将铜液的氧元素含量提升至大于30ppm，可以有足够多的氧元素与杂质进行氧化反应，进行一级除杂，保障杂质的去除效果，若竖炉内铜液的氧元素含量低于30ppm，则杂质的去除效果较差，导致铜液中杂质含量仍较高，导致后续处理步骤的除杂难度增加，若后续处理步骤中的除杂能力较弱，可能导致最终生成的无氧铜管中的杂质仍高于目标值，影响无氧铜管的质量。
10、其次，由于还原气体具有还原性，还原气体可以跟杂质中氧元素通过还原反应生成含氧气体，含氧气体易挥发，从而可以降低铜液中的氧元素含量，同时，还原气体也可以和杂质中除氧元素之外的其他元素通过还原反应生成与铜液可分离的物质，进一步降低杂质含量，而铜液的温度较高，杂质仍会与氧元素反应氧化还原反应，生成氧化物从铜液中去除，并且，由于高浓度的还原气体与空气混合时容易形成爆炸性混合物，溜槽、精炼炉、静置炉、铸造炉均通入惰性气体+还原气体，加入惰性气体可以降低这种混合物的可燃性范围，减少安全隐患，惰性气体的加入也可以增加气体总量，从而提高气体通过铜液的速度，有助于提高反应效率，以及，铜液中杂质在依次经过溜槽、精炼炉、静置炉、铸造炉被还原气体逐步还原，铜液经过多步除杂实现了对除氢脱氧过程的精细化控制，获得二次除杂，能够更好的控制铜液中杂质的含量，并本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.耐蚀性铜管，其特征在于，所述耐蚀性铜管氧元素含量小于5ppm、氢元素含量小于0.3ppm，磷元素含量0.1%～0.3%，余量为铜元素。
2.根据权利要求1所述的耐蚀性铜管，其特征在于，所述耐蚀性铜管的抗拉强度不小于250MPa，屈服强度60～80MPa，延伸率不小于45%，固态残留不大于0.1mg/m，内壁残油不大于0.15mg/m。
3.再生铜制备无氧铜管方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的再生铜制备无氧铜管方法，其特征在于，所述竖炉、溜槽、精炼炉、静置炉、铸造炉中的还原气体浓度逐步上升。
5.根据权利要求4所述的再生铜制备无氧铜管方法，其特征在于，所述竖炉、溜槽、精炼炉、静置炉、铸造炉中的还原气体浓度在2～5%逐步上升。
6.根据权利要求3所述的再生铜制备无氧铜管方法，其特征在于，所述竖炉、溜槽、精炼炉、静置炉、铸造炉的铜液温度在1220～1150℃逐渐下降。
7.根据权利要求3所述的再生铜制备无氧铜管方法，其特征在于，所述还原气体为CO。
8.再生铜制备无氧铜管装置
9.耐蚀性铜管的铸造工艺，其特征在于，通过对权利要求3至7任意一项所述的再生铜制备无氧铜管方法的铸造炉中获取的铜液进行铸造，向所述铜液中添加磷源，所述铜液的铸造温度1165℃±5℃，结晶器一次冷却水流量45～55L/min，采用牵引程序，所述牵引程序中铸造起拉速度100mm/min，拉出锭坯后开二次冷却水，依照100～350mm/min内逐级提升铸造牵引速度，铸造获取权利要求1或2所述的耐蚀性铜管。
10.根据权利要求9所述的耐蚀性铜管的铸造工艺，其特征在于，所述牵引程序为：拉－停－退－停－退－停－拉。
...【技术特征摘要】
1.耐蚀性铜管，其特征在于，所述耐蚀性铜管氧元素含量小于5ppm、氢元素含量小于0.3ppm，磷元素含量0.1%～0.3%，余量为铜元素。
2.根据权利要求1所述的耐蚀性铜管，其特征在于，所述耐蚀性铜管的抗拉强度不小于250mpa，屈服强度60～80mpa，延伸率不小于45%，固态残留不大于0.1mg/m，内壁残油不大于0.15mg/m。
3.再生铜制备无氧铜管方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的再生铜制备无氧铜管方法，其特征在于，所述竖炉、溜槽、精炼炉、静置炉、铸造炉中的还原气体浓度逐步上升。
5.根据权利要求4所述的再生铜制备无氧铜管方法，其特征在于，所述竖炉、溜槽、精炼炉、静置炉、铸造炉中的还原气体浓度在2～5%逐步上升。
6.根据权利要求3所述的再生铜制备无氧铜管方法，其特征在于，所述竖炉、溜槽、精炼炉、静置炉、铸造炉的铜液温度在1220～1150℃逐渐下降。...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐高磊，魏连运，曹建国，董志强，傅俊，赵学龙，范震，王振明，
申请(专利权)人：浙江海亮股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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