权利要求
1.一种无氧
铜或无氧
铜合金的制造方法，其中，包括：
在熔炉中投入铜或铜合金材料以及固体脱氧剂，使所述铜或铜合金材料熔融并脱氧的步骤;
通过输送管输送脱氧的铜或铜合金熔融物的步骤;
通过倒锅将输送的铜或铜合金熔融物吐出到铸造机的步骤;以及
在所述铸造机中将铜或铜合金熔融物制造成铸锭的步骤。
2.根据权利要求1所述的无氧铜或无氧铜合金的制造方法，其特征在于，
所述固体脱氧剂包含选自由石墨、木炭、活性炭以及焦炭组成的组中的一种以上。
3.根据权利要求2所述的无氧铜或无氧铜合金的制造方法，其特征在于，
所述固体脱氧剂的投入量以所述铜或铜合金材料的投入量为基准为1kg/吨以上且6kg/吨以下。
4.根据权利要求2所述的无氧铜或无氧铜合金的制造方法，其特征在于，
所述固体脱氧剂的尺寸为0.5mm以上且30mm以下。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的无氧铜或无氧铜合金的制造方法，其特征在于，
在所述熔炉的上部追加设置有集尘器。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的无氧铜或无氧铜合金的制造方法，其特征在于，
所述熔炉内部的一氧化碳的浓度调节为3.5体积%以下。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的无氧铜或无氧铜合金的制造方法，其特征在于，
所述固体脱氧剂在所述熔炉内部滞留的时间为5分钟至2小时。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的无氧铜或无氧铜合金的制造方法，其特征在于，
在所述倒锅的吐出口设置有出口喷火枪和出口燃烧器，所述出口喷火枪为了从外部隔离向所述铸造机吐出的铜或铜合金熔融物而施加火焰，所述出口燃烧器为了将固定附着于所述吐出口外部表面的铜或铜合金熔融物再次熔融去除而施加火焰。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的无氧铜或无氧铜合金的制造方法，其特征在于，
所述输送管包括：
上部炉渣容器，去除在所述铜或铜合金材料熔解时产生的杂质或所述固体脱氧剂的炉渣;
保温炉，保持所述铜或铜合金熔融物的温度，并且执行补偿铸锭生产速度和熔解速度的差异的缓冲器的功能;以及
下部炉渣容器，去除在所述铜或铜合金熔融物的上方飘浮的杂质。
10.根据权利要求9所述的无氧铜或无氧铜合金的制造方法，其特征在于，
所述上部炉渣容器中连接到所述保温炉的吐出口的形状设置为宽度长于高度，或者在所述吐出口的上部设置有隔壁。
11.根据权利要求9所述的无氧铜或无氧铜合金的制造方法，其特征在于，
在选自由所述保温炉、所述下部炉渣容器以及所述倒锅组成的组中的至少一处位置，一氧化碳浓度调节为超过2.5体积%且4.0体积%以下。
12.根据权利要求9所述的无氧铜或无氧铜合金的制造方法，其特征在于，
在所述下部炉渣容器设置有向所述铜或铜合金熔融物注入惰性气体的起泡器。
13.根据权利要求12所述的无氧铜或无氧铜合金的制造方法，其特征在于，
所述惰性气体包含氩气或氮气。
14.根据权利要求1至4中任一项所述的无氧铜或无氧铜合金的制造方法，其特征在于，
所述铸造机包括移动铸模铸造机，所述移动铸模铸造机包括旋转的铸造轮和与所述铸造轮的表面隔开规定间隔的皮带;
所述无氧铜或无氧铜合金的制造方法进一步包括通过轧制机连续轧制在所述铸造机中制造的铸锭的步骤。
15.一种以根据权利要求1至4中任一项所述的无氧铜或无氧铜合金的制造方法制造的无氧铜或无氧铜合金。
16.根据权利要求15所述的无氧铜或无氧铜合金，其特征在于，
所述合金为棒、杆或铸锭形态。
17.一种无氧铜或无氧铜合金的制造装置，其特征在于，包括：
熔炉，使铜或铜合金材料熔解;
输送管，输送在所述熔炉中熔解的铜或铜合金熔融物;
倒锅，吐出通过所述输送管输送的铜或铜合金熔融物;以及
铸造机，通过使从所述倒锅吐出的铜或铜合金熔融物冷却来制造铸锭;
将固体脱氧剂与所述铜或铜合金材料一起投入到所述熔炉中。
18.根据权利要求17所述的无氧铜或无氧铜合金的制造装置，其特征在于，
所述固体脱氧剂包含选自由石墨、木炭、活性炭以及焦炭组成的组中的一种以上。
19.根据权利要求18所述的无氧铜或无氧铜合金的制造装置，其特征在于，
所述固体脱氧剂的投入量以所述铜或铜合金材料的投入量为基准为1kg/吨以上且6kg/吨以下。
20.根据权利要求18所述的无氧铜或无氧铜合金的制造装置，其特征在于，
所述固体脱氧剂的尺寸为1mm以上且30mm以下。
21.根据权利要求17至20中任一项所述的无氧铜或无氧铜合金的制造装置，其特征在于，
在所述熔炉的上部追加设置有集尘器。
22.根据权利要求17至20中任一项所述的无氧铜或无氧铜合金的制造装置，其特征在于，
所述熔炉内部的一氧化碳浓度调节为3.5体积%以下。
23.根据权利要求17至20中任一项所述的无氧铜或无氧铜合金的制造装置，其特征在于，
所述固体脱氧剂在所述熔炉内部滞留的时间为5分钟至2小时。
24.根据权利要求17至20中任一项所述的无氧铜或无氧铜合金的制造装置，其特征在于，
在所述倒锅的吐出口设置有出口喷火枪和出口燃烧器，所述出口喷火枪为了从外部隔离向所述铸造机吐出的铜或铜合金熔融物而施加火焰，所述出口燃烧器为了将固定附着于所述吐出口外部表面的铜或铜合金熔融物再次熔融去除而施加火焰。
25.根据权利要求17至20中任一项所述的无氧铜或无氧铜合金的制造装置，其特征在于，
所述输送管包括：
上部炉渣容器，去除在所述铜或铜合金材料熔解时产生的杂质或所述固体脱氧剂的炉渣;
保温炉，保持所述铜或铜合金熔融物的温度，并且执行补偿铸锭生产速度和熔解速度的差异的缓冲器的功能;以及
下部炉渣容器，去除在所述铜或铜合金熔融物的上方飘浮的杂质。
26.根据权利要求25所述的无氧铜或无氧铜合金的制造装置，其特征在于，
所述上部炉渣容器中连接到所述保温炉的吐出口的形状设置为宽度长于高度，或者在所述吐出口的上部设置有隔壁。
27.根据权利要求25所述的无氧铜或无氧铜合金的制造装置，其特征在于，
在选自由所述保温炉、所述下部炉渣容器以及所述倒锅组成的组中的至少一处位置，一氧化碳浓度调节为超过2.5体积%且4.0体积%以下。
28.根据权利要求25所述的无氧铜或无氧铜合金的制造装置，其特征在于，
在所述下部炉渣容器设置有向所述铜或铜合金熔融物注入惰性气体的起泡器。
29.根据权利要求25所述的无氧铜或无氧铜合金的制造装置，其特征在于，
所述惰性气体包含氩气或氮气。
30.根据权利要求17至20中任一项所述的无氧铜或无氧铜合金的制造装置，其特征在于，
所述铸造机包括移动铸模铸造机，所述移动铸模铸造机包括旋转的铸造轮和与所述铸造轮的表面隔开规定间隔的皮带;
所述无氧铜或无氧铜合金的制造装置进一步包括连续轧制在所述铸造机中制造的铸锭的轧制机。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及无氧铜或无氧铜合金的制造方法及装置。具体而言，本发明涉及一种能够通过充分且均匀的脱氧反应抑制铸锭中孔、裂纹等的生成，并且能够在轧制时制造表面质量良好的优质的无氧铜或无氧铜合金，同时能够通过降低燃料费用以低成本制造无氧铜或无氧铜合金，并且能够减少熔炉内装材料的损坏以及火灾风险的无氧铜或无氧铜合金的制造方法及装置。
背景技术
[0002]如果铜(Cu)中有氧，就通过Cu2O和氢的反应来生成H2O，从而引起氢脆并且耐腐蚀性降低，因此将利用脱氧剂将氧去除到约10ppm以下的铜(Cu)称为无氧铜(Oxygen-FreeCopper;OFC)。
[0003]最近，为了提高电动汽车用马达的绕组、
太阳能电池模块用导线、变压器用绕组、海底电缆等的性能和可靠性，正在使用无氧铜(OFC)线材，尤其，随着电动汽车和太阳能市场的增长，预计无氧铜(OFC)的需求将会增加，随着电子设备的小型化，要求无氧铜(OFC)线材的细线化，从而无氧铜(OFC)的延展性或加工性等的提高备受关注。
[0004]制造无氧铜(OFC)线材的方法有：在芯棒的外侧周缘固化无氧铜并连续轧制的深度成型法;垂直配置无氧铜铸模并连续提升在铸模内通过冷却固化的铸锭的提升成型法;在铸造炉侧壁水平设置铸模，并连续引出在铸模内通过冷却无氧铜而固化的铸锭的横向连续铸造法等。
[0005]只是，由于这种现有的无氧铜制造方法中生产速度为10吨/小时(ton/hr)以下，因此在制造含氧为100ppm以上的韧铜线材的情况下，利用生产速度为30吨/小时以上的皮带&轮式连续铸造轧制法，又名SCR(Southwire Continuous Rod：南线连续杆)法。
[0006]皮带&轮式连续铸造轧制法是一种将从竖式连续熔炉(shaft furnace，竖式炉)出炉的熔融铜注入到在轮和皮带之间构成的旋转的铸模内，通过冷却使其固化来制造铸锭，将该铸锭连续引出并直接连续轧制来制造线材的方法。
[0007]尤其，日本授权专利公告第4593397号中公开了从熔炉到铸造为止，利用执行基于还原气体的脱氧处理和基于惰性气体的氢浓度调节的旋转移动铸模的连续铸造轧制法，日本授权专利公告第3552043号中公开了将固体还原剂配置输送从熔炉出炉的熔融铜的桶和将该熔融铜注入到旋转移动铸模内的转盘的皮带&轮式连续铸造轧制法。
[0008]但是，在执行利用还原气体的脱氧的方法的情况下，为了提高熔炉内作为还原气体的一氧化碳(CO)的浓度，必须引起不完全燃烧，而为了这种不完全燃烧，存在燃料费用增加而制造的无氧铜线材的制造成本增加的问题，同时发明人已通过文献确认到，在熔炉内长时间执行由还原气体引起的脱氧反应的情况下，作为还原气体的一氧化碳(CO)能损坏熔炉内壁的内装材料，并且在实际确认到，长时间作业时，内装材料的磨损会很快。
[0009]另外，在输送从熔炉出炉的熔融铜的桶以及将该熔融铜注入到旋转移动铸模内的转盘上配置固体还原剂的情况下，呈现出因熔融铜和固体脱氧剂的接触时间短而难以确保脱氧性能，并且氧偏差较大。另外，在制造的无氧铜线材中流入固体脱氧剂等异物的可能性高，其结果，在铸锭中发生孔、裂纹等的可能性高，并且在轧制时可能会导致线材的表面质量不良。
[0010]因此，当前处于迫切需要能够通过充分且均匀的脱氧反应抑制铸锭中生成孔、裂纹等，并且能够在轧制时制造表面质量良好的优质的无氧铜或无氧铜合金，同时能够通过降低燃料费用以低成本制造无氧铜或无氧铜合金，并且能够减少熔炉内装材料的损坏以及火灾风险的无氧铜或无氧铜合金的制造方法及装置。
发明内容
[0011]发明所要解决的问题
[0012]本发明的目的在于，提供一种能够通过充分且均匀的脱氧反应抑制铸锭中生成孔、裂纹等，并且能够在轧制时制造表面质量良好的优质的无氧铜或无氧铜合金的无氧铜或无氧铜合金的制造方法及装置。
[0013]另外，本发明的目的在于，提供一种能够通过降低燃料费用以低成本制造无氧铜或无氧铜合金，并且能够减少熔炉内装材料的损坏以及火灾风险的无氧铜或无氧铜合金的制造方法及装置。
[0014]解决问题的技术方案
[0015]为了解决上述课题，本发明提供一种无氧铜或无氧铜合金的制造方法，其包括：在熔炉中投入铜或铜合金材料以及固体脱氧剂，使所述铜或铜合金材料熔融并脱氧的步骤;通过输送管输送脱氧的铜或铜合金熔融物的步骤;通过倒锅(pour pot)将输送的铜或铜合金熔融物吐出到铸造机的步骤;以及在所述铸造机中将铜或铜合金熔融物制造成铸锭的步骤。
[0016]在此，提供一种无氧铜或无氧铜合金的制造方法，其特征在于，所述固体脱氧剂包含选自由石墨、木炭、活性炭以及焦炭组成的组中的一种以上。
[0017]另外，提供一种无氧铜或无氧铜合金的制造方法，其特征在于，所述固体脱氧剂的投入量以所述铜或铜合金材料的投入量为基准为1kg/吨以上且6kg/吨以下。
[0018]并且，提供一种无氧铜或无氧铜合金的制造方法，其特征在于，所述固体脱氧剂的尺寸为0.5mm以上且30mm以下。
[0019]此外，提供一种无氧铜或无氧铜合金的制造方法，其特征在于，在所述熔炉的上部追加设置有集尘器。
[0020]另一方面，提供一种无氧铜或无氧铜合金的制造方法，其特征在于，所述熔炉内部的一氧化碳(CO)的浓度调节为3.5体积%以下。
[0021]另外，提供一种无氧铜或无氧铜合金的制造方法，其特征在于，所述固体脱氧剂在所述熔炉内部滞留的时间为5分钟至2小时。
[0022]并且，提供一种无氧铜或无氧铜合金的制造方法，其特征在于，在所述倒锅的吐出口设置有出口喷火枪和出口燃烧器，所述出口喷火枪为了从外部隔离(sealing)向所述铸造机吐出的铜或铜合金熔融物而施加火焰，所述出口燃烧器为了将固定附着于所述吐出口外部表面的铜或铜合金熔融物再次熔融去除而施加火焰。
[0023]在此，提供一种无氧铜或无氧铜合金的制造方法，其特征在于，所述输送管包括：上部炉渣容器(upper slag vessel)，去除在所述铜或铜合金材料熔解时产生的杂质或所述固体脱氧剂的炉渣;保温炉(holding furnace)，保持所述铜或铜合金熔融物的温度，并且执行补偿铸锭生产速度和熔解速度的差异的缓冲器的功能;以及下部炉渣容器(lowerslag vessel)，去除在所述铜或铜合金熔融物的上方飘浮的杂质。
[0024]在此，提供一种无氧铜或无氧铜合金的制造方法，其特征在于，所述上部炉渣容器中连接到所述保温炉的吐出口的形状设置为宽度长于高度，或者在所述吐出口的上部设置有隔壁。
[0025]另外，提供一种无氧铜或无氧铜合金的制造方法，其特征在于，在选自由所述保温炉、所述下部炉渣容器以及所述倒锅组成的组中的至少一处位置，一氧化碳浓度调节为超过2.5体积%且4.0体积%以下。
[0026]并且，提供一种无氧铜或无氧铜合金的制造方法，其特征在于，在所述下部炉渣容器设置有向所述铜或铜合金熔融物注入惰性气体的起泡器(bubbler)。
[0027]在此，提供一种无氧铜或无氧铜合金的制造方法，其特征在于，所述惰性气体包含氩气或氮气。
[0028]此外，提供一种无氧铜或无氧铜合金的制造方法，其特征在于，所述铸造机包括移动铸模铸造机，所述移动铸模铸造机包括旋转的铸造轮和与所述铸造轮的表面隔开规定间隔的皮带;所述无氧铜或无氧铜合金的制造方法进一步包括通过轧制机连续轧制在所述铸造机中制造的铸锭的步骤。
[0029]另一方面，提供一种以无氧铜或无氧铜合金的制造方法制造的无氧铜或无氧铜合金。
[0030]在此，提供一种无氧铜或无氧铜合金，其特征在于，所述合金为棒、杆或铸锭形态。
[0031]另一方面，提供一种无氧铜或无氧铜合金的制造装置，其特征在于，包括：熔炉，使铜或铜合金材料熔解;输送管，输送在所述熔炉中熔解的铜或铜合金熔融物;倒锅(pourpot)，吐出通过所述输送管输送的铜或铜合金熔融物;以及铸造机，通过使从所述倒锅吐出的铜或铜合金熔融物冷却来制造铸锭;将固体脱氧剂与所述铜或铜合金材料一起投入到所述熔炉中。
[0032]在此，提供一种无氧铜或无氧铜合金的制造装置，其特征在于，所述固体脱氧剂包含选自由石墨、木炭、活性炭以及焦炭组成的组中的一种以上。
[0033]另外，提供一种无氧铜或无氧铜合金的制造装置，其特征在于，所述固体脱氧剂的投入量以所述铜或铜合金材料的投入量为基准为1kg/吨以上且6kg/吨以下。
[0034]此外，提供一种无氧铜或无氧铜合金的制造装置，其特征在于，所述固体脱氧剂的尺寸为1mm以上且30mm以下。
[0035]并且，提供一种无氧铜或无氧铜合金的制造装置，其特征在于，在所述熔炉的上部追加设置有集尘器。
[0036]另外，提供一种无氧铜或无氧铜合金的制造装置，其特征在于，所述熔炉内部的一氧化碳(CO)浓度调节为3.5体积%以下。
[0037]并且，提供一种无氧铜或无氧铜合金的制造装置，其特征在于，所述固体脱氧剂在所述熔炉内部滞留的时间为5分钟至2小时。
[0038]另一方面，提供一种无氧铜或无氧铜合金的制造装置，其特征在于，在所述倒锅的吐出口设置有出口喷火枪和出口燃烧器，所述出口喷火枪为了从外部隔离(sealing)向所述铸造机吐出的铜或铜合金熔融物而施加火焰，所述出口燃烧器为了将固定附着于所述吐出口外部表面的铜或铜合金熔融物再次熔融去除而施加火焰。
[0039]另外，提供一种无氧铜或无氧铜合金的制造装置，其特征在于，所述输送管包括：上部炉渣容器(upper slag vessel)，去除在所述铜或铜合金材料熔解时产生的杂质或所述固体脱氧剂的炉渣;保温炉(holding furnace)，保持所述铜或铜合金熔融物的温度，并且执行补偿铸锭生产速度和熔解速度的差异的缓冲器的功能;以及下部炉渣容器(lowerslag vessel)，去除在所述铜或铜合金熔融物的上方飘浮的杂质。
[0040]在此，提供一种无氧铜或无氧铜合金的制造装置，其特征在于，所述上部炉渣容器中连接到所述保温炉的吐出口的形状设置为宽度长于高度，或者在所述吐出口的上部设置有隔壁。
[0041]另外，提供一种无氧铜或无氧铜合金的制造装置，其特征在于，在选自由所述保温炉、所述下部炉渣容器以及所述倒锅组成的组中的至少一处位置，一氧化碳浓度调节为超过2.5体积%且4.0体积%以下。
[0042]并且，提供一种无氧铜或无氧铜合金的制造装置，其特征在于，在所述下部炉渣容器设置有向所述铜或铜合金熔融物注入惰性气体的起泡器(bubbler)。
[0043]此外，提供一种无氧铜或无氧铜合金的制造装置，其特征在于，所述惰性气体包含氩气或氮气。
[0044]另一方面，提供一种无氧铜或无氧铜合金的制造装置，其特征在于，所述铸造机包括移动铸模铸造机，所述移动铸模铸造机包括旋转的铸造轮和与所述铸造轮的表面隔开规定间隔的皮带;所述无氧铜或无氧铜合金的制造装置进一步包括连续轧制在所述铸造机中制造的铸锭的轧制机。
[0045]发明效果
[0046]本发明的无氧铜或无氧铜合金的制造方法及装置具有以下优异的效果：不在桶或转盘，而是在熔炉内应用固体脱氧剂，由此能够通过充分且均匀的脱氧反应抑制铸锭中生成孔、裂纹等，并且能够在轧制时制造表面质量良好的优质的无氧铜或无氧铜合金。
[0047]另外，本发明的无氧铜或无氧铜合金的制造方法及装置具有以下优异的效果：由于在熔炉内由还原气体引起的脱氧反应并不多，因此能够防止由用于生成还原气体的不完全燃烧引起的燃料费用以及制造成本增加，同时抑制由还原气体引起的熔炉的内装材料损坏。
附图说明
[0048]图1是概略示出本发明的无氧铜或无氧铜合金的制造装置的构成的图。
[0049]图2是放大示出图1中熔炉的形态的图。
[0050]图3是放大示出图1中上部炉渣容器的形态的图。
[0051]图4是放大示出图1中下部炉渣容器的形态的图。
[0052]图5是放大示出图1中倒锅的形态的图。
具体实施方式
[0053]以下，详细说明本发明的优选实施例。但是，本发明不限于在此说明的实施例，也可以以其他形式具体实施。反而，在此介绍的实施例是为了使公开的内容彻底、完整，并且为了向本领域技术人员充分地传递本发明的思想而提供的。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的构成要素。
[0054]图1是概略示出本发明的无氧铜或无氧铜合金的制造装置的构成的图。
[0055]利用图1所示的装置的本发明的无氧铜或无氧铜合金的制造方法可以包括：在熔炉100中投入铜或铜合金材料以及固体脱氧剂，使所述铜或铜合金材料熔融并脱氧的步骤;通过输送管200输送脱氧的铜或铜合金熔融物的步骤;通过倒锅300将输送的铜或铜合金熔融物吐出到铸造机400的步骤;以及在所述铸造机400中将铜或铜合金熔融物制造成铸锭的步骤;并且可以进一步包括通过轧制机500连续轧制所述铸锭的步骤。
[0056]图2是放大示出图1中的熔炉100的图。
[0057]具体而言，在使所述铜或铜合金材料熔融并脱氧的步骤中，在从如图2所示的竖式连续熔炉(shaft furnace)110的上部通过投入口120投入铜或铜合金材料，优选为电铜板和固体脱氧剂，并在使电铜板和固体脱氧剂交替层叠的状态下，可以通过在下部以一个以上的层设置的燃烧器130，利用燃烧气体的燃烧热来将温度保持为1090至1150℃左右，使所述铜或铜合金材料熔融并脱氧。
[0058]另外，在所述熔炉110的上部可以追加设置有用于吸入由熔炉110内部的熔融产生的粉尘等的集尘器140以及用于防止所述固体脱氧剂中尺寸相对小的固体脱氧剂飞散的防飞散装置。
[0059]以往，在竖式连续熔炉中投入固体脱氧剂的情况下，由于比重的差异，固体脱氧剂漂浮在铜熔融物的上部，并且在铜熔融物的上部投入和层叠有未熔融或仅部分熔融的铜或铜合金材料，因此难以发生由铜熔融物和固体脱氧剂充分接触引起的充分的脱氧反应，所以在输送从熔炉吐出的铜或铜合金熔融物的输送管或向铸造机吐出的倒锅中应用了固体脱氧剂，但是发明人通过实验确认到，反而在将固体脱氧剂应用到熔炉的情况下，可以引起充分且均匀的脱氧反应，由此完成了本发明。
[0060]所述固体脱氧剂可以与所述铜或铜合金材料一起投入或交替反复投入到所述熔炉100，所述固体脱氧剂的投入量可以以所述铜或铜合金材料的投入量为基准被调节为1kg/吨以上且6kg/吨以下，投入的固体脱氧剂在所述熔炉100中滞留约5分钟至2小时左右。
[0061]在此，在所述固体脱氧剂的投入量小于1kg/吨的情况下，基于所述固体脱氧剂的脱氧反应不充分而制造出的铸锭中含氧量过高，从而可能会引起孔、裂纹等，并且在轧制时可能会导致表面质量降低。
[0062]另一方面，在所述固体脱氧剂的投入量超过6kg/吨的情况下，未从所述熔炉100中消失而与铜熔融物一起向所述输送管200输送的过量固体脱氧剂不仅可以在所述输送管200中引发铜熔融物的溢流(overflow)，而且由于在所述熔炉100中过量固体脱氧剂因燃烧而消失，因此过度的烟雾和燃烧的微火花吸入到所述熔炉100上部可追加设置的集尘器而可能引发火灾。
[0063]所述固体脱氧剂的尺寸可以是30mm以下，例如0.5mm至30mm，优选为1mm至30mm，优选地可以包含选自由黑
铅或石墨(graphite)、木炭、活性炭以及焦炭组成的组中的一种以上，更优选为黑铅或石墨。作为参考，所述固体脱氧剂的尺寸是指，换算成具有相同的体积的球的直径。
[0064]在此，在所述固体脱氧剂的尺寸小于1mm的情况下，由于在所述熔炉100中向上部上升的气体压力，固体脱氧剂吸入到设置于所述熔炉100上部的集尘器而可能会引发火灾或集尘器故障。另一方面，在所述固体脱氧剂的尺寸超过30mm的情况下，所述固体脱氧剂未在所述熔炉100中燃烧而与铜熔融物一起输送并部分地堵塞输送通道，从而可能会引发铜熔融物的溢流(overflow)。
[0065]所述熔炉100通过在下部以一层以上设置的燃烧器，在燃烧燃料时产生燃烧气体，以所述燃烧气体的总体积为基准，将由不完全燃烧产生的一氧化碳(CO)的浓度调节为1.5体积%以下，从而能够防止或最小化由所述一氧化碳(CO)引起的所述熔炉100内壁的内装材料的损坏。
[0066]另一方面，在通过所述输送管200输送脱氧的铜或铜合金熔融物的步骤中，利用在所述输送管200中燃烧燃料来产生的燃烧热，将温度保持为1100℃至1200℃，从而保持从所述熔炉100吐出的铜或铜合金熔融物的熔融状态并输送到所述倒锅300。
[0067]例如，所述输送管200可以包括：上部炉渣容器(upper slag vessel)210，去除在所述铜或铜合金材料熔解时产生的杂质或所述固体脱氧剂的炉渣;保温炉(holdingfurnace)220，保持所述铜或铜合金熔融物的温度，并且执行补偿铸锭生产速度和熔解速度的差异的缓冲器的功能;以及下部炉渣容器(lower slag vessel)230，去除在所述铜或铜合金熔融物的上方飘浮的杂质。
[0068]图3是放大示出上部炉渣容器的形态的图。
[0069]尤其，在所述上部炉渣容器210中与所述保温炉220连接的部分具有开放的吐出口211，以能够使所述铜或铜合金熔融物输送到所述保温炉220。在所述吐出口211的上部可以设置有用于阻断固体脱氧剂溢出到所述保温炉220的隔壁212，以防止在所述铜或铜合金熔融物的上部飘浮的固体脱氧剂溢出到所述保温炉220。另一方面，所述吐出口211的形状也可以形成为宽度长于高度，来代替隔壁212。如上所述，重要的是，防止所述固体脱氧剂溢出到所述保温炉220，这是因为，在所述固体脱氧剂输送到所述保温炉220之后的情况下，在铜或铜合金熔融物的输送炉中可能会引发溢流(overflow)。在此，所述吐出口211的上部面可以与后述的开放部213的下部面位于同一线上或更低的位置。
[0070]在此，之所以在所述上部炉渣容器210的前方设置如上所述的开放部213，是因为通过所述开放部213，可以排出在制造铜或铜合金熔融物时产生的气体，并且排出固体脱氧剂一部分，由此，能够在所述上部炉渣容器210中抑制铜或铜合金熔融物的溢流。
[0071]尤其，在所述开放部213层叠有铜或铜合金熔融物上部飘浮的固体脱氧剂，并与由所述上部炉渣容器210的内部气体引起的正压一起作用，从而能够防止空气从外部渗透到所述上部炉渣容器210内部。
[0072]另外，在选自由所述上部炉渣容器210、所述保温炉220以及所述下部炉渣容器230组成的组中的至少一处位置，通过燃料的不完全燃烧，将一氧化碳(CO)的浓度调节为超过1.5体积%且4.0体积%以下，从而能够通过引发基于作为还原气体的一氧化碳(CO)的追加脱氧反应来进一步限制铸锭的氧浓度。
[0073]此外，在选自由所述上部炉渣容器210、所述保温炉220以及所述下部炉渣容器230组成的组中的至少一处位置，优选地所述下部炉渣容器230可以追加设置有如图4那样向所述铜或铜合金熔融物注入惰性气体的起泡器231，所述起泡器231在所述下部炉渣容器230的上部面沿与地面垂直的方向设置，从而能够提高所述下部炉渣容器230的结构稳定性和作业性。
[0074]通过所述起泡器230向所述铜或铜合金熔融物注入氩气(Ar)、氮气(N2)等惰性气体，从而能够排出残留于所述铜或铜合金熔融物的氢(H2)。在残留的所述氢(H2)的浓度高的情况下，存在在铸锭中可能发生孔、裂纹等或者在轧制时引发表面不良的问题。因此，在所述铜或铜合金熔融物中氧(O2)的浓度和氢(H2)的浓度成反比例关系，因此优选地，通过在脱氧反应氧(O2)浓度保持最低且氢(H2)浓度保持最高的所述下部炉渣容器230中注入惰性气体来降低残留的氢(H2)浓度。
[0075]另一方面，在通过所述倒锅300将输送的铜或铜合金熔融物吐出到铸造机400的步骤中，将通过所述输送管200输送的铜或铜合金熔融物注入到铸造机400中，所述倒锅300像所述输送管200一样利用燃烧燃料产生的燃烧热来使所述铜或铜合金熔融物保持熔融状态并注入到所述铸造机400。
[0076]在此，在从所述倒锅300的吐出口吐出后，注入到所述铸造机400之前的铜或铜合金熔融物暴露于外部空气，由此可能会混入氧或其他杂质，因此如图5所示，为了从外部空气隔离(sealing)注入所述铸造机400的铜或铜合金熔融物，在所述倒锅300的吐出口可以追加设置向所述铜或铜合金熔融物周边施加火焰的出口喷火枪320。
[0077]另外，因为在所述倒锅300的吐出口吐出的铜或铜合金熔融物可以溅起并附着和凝固到吐出口的外部表面，所以为了再次熔融去除固定附着的铜或铜合金熔融物，可以进一步设置向所述吐出口表面施加火焰的出口燃烧器330，从所述出口燃烧器330施加的火焰的方向可以设置为与从所述出口喷火枪320施加的火焰的方向垂直的方向，以防止各自的火焰彼此直接干涉。
[0078]在所述铸造机400中将铜或铜合金熔融物制造成铸锭的步骤中，所述铸造机400可以包括移动铸模铸造机，所述移动铸模铸造机包括旋转的铸造轮410和与所述铸造轮表面隔开规定间隔设置的皮带420，从所述倒锅300吐出的铜或铜合金熔融物注入到形成在设置于所述铸造轮410和所述皮带420之间的空间并冷却和固化而形成铸锭，形成的铸锭可以保持900℃以上的温度并输送到轧制机500，连续轧制而制造为成线材形态。
[0079]另一方面，在本发明的一实施例中，提到了利用由图1所示的皮带420和轮410构成的皮带&轮式移动铸模铸造机的铸造方式，但是不限于这种铸造方式，可以应用利用由皮带和皮带的构成的所谓双皮带式移动铸模铸造机的铸造方式(参照日本授权专利公告第5137642号)以及利用连续铸造机的铸造方式(参照美国授权专利公告第5037471号)等多种铸造方式。
[0080]由此，本发明的无氧铜或无氧铜合金的制造方法及装置具有以下优异的效果：不在输送管200或倒锅300，而是在熔炉100内应用固体脱氧剂，由此能够通过充分且均匀的脱氧反应来抑制铸锭中生成孔、裂纹等，并且能够在轧制时制造表面质量良好的优质的无氧铜或无氧铜合金。
[0081]另外，本发明的无氧铜或无氧铜合金的制造方法及装置具有以下优异的效果：由于未在熔炉100内执行由还原气体引起的脱氧反应，因此能够防止由不完全燃烧引起的燃料费用以及制造成本增加，同时抑制由还原气体引起的熔炉的内装材料损坏。
[0082][实施例]
[0083]1.基于固体脱氧剂的投入量的溢流和氧浓度评价
[0084]如下表1所示，改变投入到熔炉的固体脱氧剂的投入量，并评价了输送管中铜熔融物是否溢流(overflow)以及制造的无氧铜的氧浓度。
[0085]【表1】
[0086]
[0087]如所述表1所示，确认到，在固体脱氧剂的投入量小于1kg/吨的情况下，铸锭的氧浓度增加而不能制造无氧铜，另一方面，在固体脱氧剂的投入量超过6kg/吨的情况下，过量的固体脱氧剂与铜熔融物一起输送到输送管，至少部分地堵塞通道而引发铜熔融物的溢流(overflow)。
[0088]另一方面，在固体脱氧剂的投入量为1kg/吨以上且6kg/吨以下的实施例1至实施例6的情况下，将氧浓度保持为10ppm以下，能够满足作为无氧铜线材的条件，并且能够通过适当地调节投入量来稳定地制造优质的无氧铜线材，并且防止发生铜熔融物的溢流(overflow)。
[0089]2.基于固体脱氧剂的粒径的溢流和集尘器过滤器故障评价
[0090]如下表2所示，改变投入到熔炉的固体脱氧剂的平均粒径，并评价了输送管、尤其上部炉渣容器中铜熔融物是否溢流(overflow)以及设置于熔炉上部的集尘器过滤器是否故障。
[0091]【表2】
[0092]
[0093]如所述表2所示，在作为固体脱氧剂的石墨的平均粒径尺寸超过30mm的情况下，在上部炉渣容器中观察到了溢流(overflow)，此外，在1mm以下的情况下，固体脱氧剂快速吸入到集尘器而可能引发集尘器过滤器的故障。
[0094]本说明书参照本发明的优选实施例进行了说明，但是本领域技术人员可以在不脱离下述权利要求书中记载的本发明的思想和领域的范围内对本发明实施各种修改和变更。因此，只要变形的实施基本上包括本发明的权利要求书范围的构成要素，就应该看作均包含在本发明的技术范围内。
说明书附图(5)
声明：
“无氧铜或无氧铜合金的制造方法及装置” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：北方有色网
来源：LS电线有限公司
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