DE1148753B

DE1148753B - Process for melting copper and copper alloys in an induction furnace

Info

Publication number: DE1148753B
Application number: DES81947A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Wolfgang Thury
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1961-10-12
Filing date: 1962-10-08
Publication date: 1963-05-16
Also published as: CH429192A; AT235586B; GB1000310A

Description

Meist werden Kupfer und Kupferlegierungen in brennstoffgefeuerten Öfen geschmolzen; dabei ist es normalerweise üblich, das Kupfer zunächst oxydierend zu schmelzen, um den stets vorhandenen Wasserstoffgehalt möglichst zu erniedrigen. Allerdings kann der Wasserstoff entgegen der vielfach herrschenden Meinung niemals zur Gänze entfernt werden. Es verbleibt immer eine kleine Menge Wasserstoff, die mit dem durch die Oxydation vorhandenen Sauerstoff im Gleichgewicht steht. Die erwähnte Oxydation wird bei den brennstoffbeheizten Öfen durch oxydierende Flammenführung ohne oder mit Zusatz sauerstoffabgebender Substanzen, wie Braunstein (MnO₂), Kupferhammerschlag (CuO) oder Zinkoxyd (ZnO), vorgenommen. Aus Rentabilitätsgründen, wegen der hohen Schmelzleistung und der geringeren Gefahr der Wasserstoffaufnahme gegenüber gas- oder ölgefeuerten Öfen, wäre die Verwendung von Induktionsöfen für das Schmelzen von Kupfer und Kupferlegierungen sehr erwünscht. Dem stehen jedoch eine Reihe von Bedenken entgegen: So ist z. B. eine oxydierende Schmelzbehandlung, wie diese bei brennstoffgefeuerten Öfen möglich ist, bei Induktionsöfen nicht durchführbar, insbesondere nicht bei Rinnenöfen, da Metalloxyde zu einer Verstopfung der Schmelzrinne und damit zu zeitraubenden Betriebsunterbrechungen führen würden. Hierzu kommt noch, daß im Rinnenofen stets nur mit ein und derselben Legierung gefahren werden kann, da der Rinnenofen nur portionsweise und derart entleert werden darf, daß ein stets flüssiger Schmelzsumpf verbleibt, der den Inhalt der Schmelzrinne flüssig hält. Der Induktionstiegelofen dagegen ist zwar weitaus anpassungsfähiger, auch in bezug auf Legierungswechsel, und eignet sich deshalb besonders für Gießereien mit unterschiedlichem Fertigungsprogramm. Er hat weiter den Vorteil, daß eine bedeutend höhere spezifische Leistung, bezogen auf den Ofeninhalt, übertragen werden kann, besitzt jedoch aber den Nachteil, daß die oxydierenden Schmelzpräparate die Schmelzleistung beeinträchtigen und unter Umständen die Ofenausmauerung bzw. Ausmauerung des Tiegels angreifen. Es wird daher von Fachleuten die Meinung vertreten, daß eine oxydierende Behandlung des Kupfers im Induktionsofen nicht möglich ist.Most of the time, copper and copper alloys are melted in fuel-fired furnaces; It is usually customary to first melt the copper in an oxidizing manner in order to reduce the hydrogen content that is always present as much as possible. However, contrary to popular opinion, the hydrogen can never be completely removed. There is always a small amount of hydrogen left, which is in equilibrium with the oxygen present through the oxidation. The aforementioned oxidation is carried out in the fuel-heated stoves by means of oxidizing flame guidance with or without the addition of oxygen-releasing substances such as manganese dioxide (MnO ₂ ), copper hammer blow (CuO) or zinc oxide (ZnO). For reasons of profitability, because of the high melting capacity and the lower risk of hydrogen absorption compared to gas or oil-fired furnaces, the use of induction furnaces for melting copper and copper alloys would be very desirable. However, this is countered by a number of concerns. B. an oxidizing melt treatment, as is possible with fuel-fired furnaces, not feasible with induction furnaces, especially not with channel furnaces, since metal oxides would block the melt channel and thus lead to time-consuming interruptions in operation. In addition, only one and the same alloy can be used in the channel furnace, since the channel furnace may only be emptied in portions and in such a way that a constantly liquid melt sump remains, which keeps the contents of the melt channel liquid. The induction crucible furnace, on the other hand, is far more adaptable, also with regard to alloy changes, and is therefore particularly suitable for foundries with different production programs. It also has the advantage that a significantly higher specific power, based on the furnace content, can be transferred, but has the disadvantage that the oxidizing melt preparations impair the melting power and under certain circumstances attack the furnace lining or the lining of the crucible. It is therefore of the opinion of those skilled in the art that an oxidizing treatment of the copper in the induction furnace is not possible.

Andere Fachleute empfehlen, von einer oxydierenden Behandlung überhaupt abzusehen und während des ganzen Schmelzprozesses eine reduzierende Abdeckung mit Holzkohle vorzunehmen. Eine Entfernung des Wasserstoffes aus der Schmelze unterbleibt in diesem Falle, und eine Porosität des Gusses ist daher nicht zu vermeiden. Die Dichtheit und damit Verfahren zum Schmelzen von Kupfer
und Kupferlegierungen im InduktionsofenOther experts recommend avoiding oxidizing treatment at all and using a reducing cover with charcoal during the entire melting process. In this case, the hydrogen is not removed from the melt, and porosity of the cast cannot therefore be avoided. The tightness and, consequently, the method of melting copper
and copper alloys in the induction furnace

Anmelder:
Siemens & Halske Gesellschaft m. b. H., WienApplicant:
Siemens & Halske Gesellschaft mb H., Vienna

Vertreter: Dipl.-Ing. C.Wallach, Patentanwalt,
München 2, Kaufingerstr. 8Representative: Dipl.-Ing. C. Wallach, patent attorney,
Munich 2, Kaufingerstr. 8th

Beanspruchte Priorität:
Österreich vom 12. Oktober 1961 (Nr. A 7662/61)Claimed priority:
Austria of October 12, 1961 (No. A 7662/61)

Dr.-Ing. Wolfgang Thury, Leoben, SteiermarkDr.-Ing. Wolfgang Thury, Leoben, Styria

(Österreich),
ist als Erfinder genannt worden(Austria),
has been named as the inventor

auch die Festigkeit der Abgüsse entsprechen bei dieser Behandlung meist nicht den Anforderungen.Even the strength of the casts usually does not meet the requirements with this treatment.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Schmelzen von Kupfer und Kupferlegierungen, insbesondere von hochwertigem Leitkupfer, in Induktionsöfen, bei dem die angeführten Nachteile nicht auftreten. Gemäß der Erfindung wird die Schmelze ohne Zusatz sauerstoffabgebender Stoffe unter Zutritt von Luft oder einer Gasmischung, bestehend aus einem inerten Gas und Sauerstoff, so lange erhitzt, bis der Sauerstoffgehalt der Schmelze 0,05 Gewichtsprozent beträgt, worauf die Schmelze anschließend mit einem reduzierend wirkenden Abdeckmittel, beispielsweise Holzkohle, abgedeckt wird. Hernach kann der Sauerstoff mit üblichen Desoxydationsmitteln auf den gewünschten Gehalt erniedrigt werden oder im Falle von Leitkupfer für Formguß oder von Kupferlegierungen ganz entfernt werden.The invention relates to a method for melting copper and copper alloys, in particular of high quality conductive copper, in induction furnaces, which does not have the disadvantages mentioned appear. According to the invention, the melt is admitted without the addition of oxygen-releasing substances heated by air or a gas mixture consisting of an inert gas and oxygen until the oxygen content of the melt is 0.05 percent by weight, whereupon the melt subsequently is covered with a reducing covering agent, for example charcoal. Afterwards can the oxygen can be reduced to the desired level with conventional deoxidizing agents or in The case of conductive copper for casting or of copper alloys must be completely removed.

Es kann mit Hilfe dieses Verfahrens ohne weiteres hochwertiges Leitkupfer erschmolzen werden. Nachstehend werden Eigenschaften von Leitkupferformguß, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erschmolzen wurde, angegeben, wobei vergleichsweise die vom Deutschen Kupfer-Institut in Berlin herausgegebenen Mindestwerte angeführt werden.With the help of this process, high-quality conductive copper can easily be melted. Below properties of Leitkupferformguß, which melted according to the method according to the invention was given, with the comparison published by the German Copper Institute in Berlin Minimum values are given.

309 580/320309 580/320

Zugfestigkeit
(kp/mm²)tensile strenght
(kp / mm ² ) Dehnung
(Vo)strain
(Vo) Einschnürung
(Vo)Constriction
(Vo) Elektrische
Leitfähigkeit
(Siemens)Electric
conductivity
(Siemens) Leitkupferformguß, erfindungsgemäß
erschmolzen ~.. Conductive copper mold casting, according to the invention
melted ~ .. 17 bis 18
1617 to 18
16 34,5 bis 38
3034.5 to 38
30th 68 bis 8468 to 84 54
5054
50 Mindestwerte des DKI, Berlin (1961) Minimum values of the DKI, Berlin (1961)

Claims

PATENT CLAIM:

IOIO

Process for melting copper and copper alloys, in particular high-quality conductive copper, in induction furnaces, characterized in that the melt is heated until the The oxygen content of the melt is at most 0.05 percent by weight, after which the melt is then covered with a reducing covering agent (e.g. charcoal); after which the excess oxygen can be reduced or removed by deoxidation in the usual way.