CN101693961A - 一种铅钙合金的熔炼方法 - Google Patents

Abstract

本发明的方法包括以下步骤：a.将铅熔融；b.在600～630℃加入钙铝合金和锡，搅拌直到加入的物料被熔化；以及c.继续搅拌20～30分钟。在步骤b中在加入所述钙铝合金之前，优选加入适量的铝作为保护剂。本发明的工艺缩短了铅钙合金生产工艺，降低了钙的损失，钙的烧损可降低到9％以下。

Description

一种铅钙合金的熔炼方法

技术领域

本发明涉及金属冶炼领域，更具体地涉及铅钙合金的冶炼方法。

背景技术

用于铅酸蓄电池板栅材料的铅钙合金通常是铅钙铝锡四元铅基合金。传统的生产铅钙合金的方法是两步冶炼法，即：首先将钙和一部分铅混合熔炼，制成所谓铅钙中间合金，再将该中间合金与其余的铅及其他成分一起进行第二次熔炼，制得成品。这种方法存在如下缺陷：(1)工艺流程过长，分铅钙中间合金制备和成品铅钙合金制备两道工序；(2)金属的损失大，合金元素钙与铝均存在两次烧损；(3)铅钙中间合金成分不稳定，尤其对于铝含量高的合金，铝分布不均，样品的化验结果难以真实反映铅钙中间合金的铝含量从而容易导致成品铅钙合金铝含量不合格，铅钙合金一次合格率较低，生产成本高。

发明内容

本发明因此提出一种熔炼铅钙合金的方法，以克服现有技术中生产程序较长的缺陷。

本发明的方法包括以下步骤：a.将铅熔融；b.在600～630℃直接加入钙铝合金和其它合金元素，搅拌直到加入的物料被熔化；以及c.继续搅拌20～30分钟。优选地，在步骤b中，在加入所述钙铝合金之前，根据铅钙合金铝含量的需要，加入适量的铝作为保护剂。

在一种优选方式中，所述钙铝合金中钙含量在75～90％之间。

在一种优选方式中，在熔炼之后的浇铸工序包括以下操作：1)将铅合金液输入到一保温桶(2)内；2)通过保温桶底部的放铅口(6)将铅合金放到浇铸装置(4)的铅合金液接收部；3)浇铸装置(4)将铅合金液浇铸到模具(5)内。作为进一步的优选，在浇铸过程中，所述浇铸装置的合金液接收部以放铅口为轴心作半圆周运动。

本发明用钙铝合金来取代铅钙中间合金生产成品铅钙合金，具有如下优势：(1)缩短了铅钙合金生产工艺，通过外购钙铝合金，不需配制铅钙中间合金，直接配制成品铅钙合金，只需一道工序，配料程序简明；(2)钙铝合金中铝保护了钙，从而降低了钙的损失，钙的烧损可降低到9％以下；(3)钙铝合金成分稳定，能够获得稳定的钙与铝的利用率，从而大大提高了铅钙合金一次合格率；一次合格率可达98％以上。

附图说明

图1示出用于本发明的一种浇铸装置；

图2是现有技术与根据本发明的铅钙合金生产方法的实例比较图。

具体实施方式

本发明的目的在于提供一种既能缩短工艺流程，又能获得稳定的钙铝利用率以及稳定的化学成分与较好的外观质量的铅钙合金。

本发明的一个特点在于，不用采取两部熔炼法向铅中加入钙，而是直接将钙铝合金在搅拌状态下加入熔炼的铅液中。

根据本发明的方法，首先将铅熔化，然后在搅拌下加入铝作为保护剂，然后按量加入钙铝合金和其它合金元素(例如锡)，仍然在搅拌下熔炼。

通常，为了更好地防止钙被氧化，可以在加入钙铝合金之前向铅熔液中加入适量的铝作为保护剂。但这不是本发明所必需的，因为钙铝合金中的铝成分也提供这种保护功能。

在本发明中，保护剂是用于保护所加入的钙不至于在熔炼过程被大量氧化而影响最终产品的品质。该钙保护剂通常为铝。在保护剂的成分不影响合金产品的预期性能的前提下，保护剂也可以是含铝物质，即包含除铝之外的其他元素。

在本发明中，保护剂是在搅拌状态下加入到铅熔浆中，加入的温度通常不高于加入钙成分时或之后的熔炼温度。有利地，可以在不高于640℃的温度下加入保护剂。例如，可以在580～640℃的温度加入并搅拌，例如在590℃、600℃、610℃，该温度优选在600～630℃之间。保护剂通常以粉末态加入，使其可以在较短时间内熔化。在搅拌状态下，大部分熔化的铝漂浮在铅熔浆的表面，形成一层保护膜，以阻断空气进入熔浆中。

钙铝合金投料温度与搅拌时间的控制是获得稳定化学成分的铅钙合金的重要因素。在本发明中，优选在600℃～630℃之间的温度加入钙铝合金。温度过高，会造成合金元素损耗增加；温度过低，则合金中铝不能在铅熔液中有效合金化。另外，搅拌时间也要适当控制，在加入钙铝合金和锡后，搅拌的时间不能过长，以所加入的金属完全合金化为宜。若时间过长，会使其中的铝、钙过度损耗。搅拌时间过短则合金容易产生偏析，合金成分不均一。适宜的操作是在所有物料加完后弱搅拌20～30分钟，这样能获得所需的成分稳定的铅钙合金。

用于本发明中的钙铝合金的量可以根据产品的需要加以调节。通常首先根据铅钙合金中的钙量计算所需要的钙量，在计算时要考虑到钙的利用率并非100％。然后根据钙铝合金中的钙含量确定钙铝合金的用量。

在本发明中，作为优选方式，可以对钙铝合金加以选择。本发明优选使用钙含量为75～90％的钙铝合金。优选该含量范围的优势是：尽量满足低铝铅钙合金生产。

在本发明使用铝作为保护剂的情况下，铝的用量这样确定：在钙铝合金所带入的铝量不能满足铅钙合金产品所要求的铝含量时，用铝来作补充。

通常，在铅熔融之后，先进行一个捞渣的操作，用来防止合金元素的氧化。

在完成熔炼操作之后，即可以进行浇铸。该浇铸可以按传统方法进行。该传统方法是，传统的方法是在熔炼锅的底部开一个孔，并安装调节塞杆装置。

作为本发明的进一步优选，借助图1所示的装置进行浇铸。参见图1，在熔炼铸型锅上安装一台可调整控制流量的输铅泵，输铅泵打出的铅合金液通过输铅管1进入保温桶2内。保温桶2安装在熔炼炉旁边，保温桶底部开一个适当的放铅孔6，放铅孔上安装调节塞杆装置3。浇铸装置(合金浇铸溜子)4安装在保温桶2下面的放铅口6处，合金浇铸溜子4可以以保温桶放铅口为轴心作半圆周或者圆周移动进行浇铸作业。合金浇铸溜子4直接将铅合金液浇铸到模具5内。

上述优选的方法很好地解决了铅钙合金在浇铸过程的造渣问题，大大降低了合金浇铸过程中的氧化损失，能够获得好的外观质量。

图2是先有技术与本发明方法的一个实施例的流程对比图，从图中可以明显看出，根据本发明的方法较现有技术简化了步骤。

由于采用本发明的加料方法，通过控制一定工艺技术条件能够获得较高的钙与铝的利用率，避免了现有技术中利用钟罩加入钙铝合金所带来的不足。在现有技术中，由于钙铝合金活性较高，钙铝合金的加入通常是采用钟罩集中方式加入，这是为了尽量减少钙铝的烧损，但这种操作较不方便，加之钟罩内的钙铝合金集中放热容易产生放炮现象，安全隐患大，钙、铝利用率不稳定，造成成品铅钙合金化学成分不稳定。

本发明的方法对于铝含量大于0.02％铅钙合金的生产尤其适合。

本发明的其他有益效果是，由于添加物料少，没有降温过程，加之钙铝合金的投入还能提高合金熔液的温度，从而缩短了生产时间，提高了劳动效率，适于铅钙合金的大规模生产。而在现有技术中，由于投入的铅钙中间合金量大，需要一个升温过程导致生产时间长劳动效率低；

实施例1：

先将铅锭熔化升温至600℃，根据投入的铅量，钙按0.1％配料，以此计算所需的钙铝合金(钙含量为80％)量，锡按0.8％配料，计算所需的锡量，再铝按0.035％计算所需要补充的铝量。先投铝，待其熔化完再分批次加钙铝合金，通过搅拌使钙铝合金旋入铅液中，然后加锡，最后搅拌25分钟，浇铸温度控制在620℃，经专用装置，浇铸成品铅钙合金。钙的利用率为91.3％，钙铝合金铝的利用率为80％，锡的利用率为98.5％。

实施例2：

先将铅锭熔化升温至620℃，根据投入的铅量，钙按0.09％配料，计算所需的钙铝合金(钙含量为80％)，锡按0.9％配料，计算所需的锡量，再铝按0.045％计算所需要补充的铝量。先投铝，待其熔化完再分批次加钙铝合金，通过搅拌使钙铝合金旋入铅液中，然后加锡，最后搅拌20分钟，浇铸温度控制在630℃，经专用装置，浇铸成品铅钙合金。钙的利用率为91.3％，钙铝合金铝的利用率为79％，锡的利用率为98.7％。

Claims (6)

1.铅钙合金的熔炼方法，包括以下步骤：

a)将铅熔化；

b)在600～630℃直接加入钙铝合金，搅拌直到加入的物料被熔化；

c)继续搅拌20～30分钟。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤b中，在加入所述钙铝合金之前，加入适量的铝作为保护剂。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，在600～630℃加入所述保护剂。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其中，所述钙铝合金中钙含量在75～90％之间。

5.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其中，在步骤c之后，进行以下步骤的浇铸铸型：1)将铅合金液输入到一保温桶(2)内；2)通过保温桶底部的放铅口(6)将铅合金放到浇铸装置(4)的铅合金液接收部；3)浇铸装置(4)将铅合金液浇铸到模具(5)内。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在浇铸过程中，所述浇铸装置(4)的合金液接收部以放铅口(6)为轴心作半圆周运动。

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