CN102605205B - 一种黄铜合金的熔炼方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种黄铜合金的熔炼方法，其包括以下步骤：(1)启密封罩，加入铜料和木炭，向炉内通入惰性气体，升温使铜料全部熔化；(2)当铜料完全熔化，温度达到1030-1220℃后，开启密封罩，向炉内加入锌，在炉料的表面补充3-5kg/吨锭的木炭，向炉内输送惰性气体，给熔炼炉送电熔化炉料；依据同样的操作程序向炉内加入其它合金元素，待所有的合金元素加入铜液并熔化后，将铜液温度调整到1030-1220℃；(3)向炉内加入精炼剂，向铜液中通入高纯氮3-5分钟；(4)在铜液表面加一层覆盖剂，用量为0.5-0.8kg/吨铜，将铜液温度调整到1030-1220℃出炉。使用本发明的黄铜合金熔炼方法，可以降低黄铜合金的熔炼温度，降低熔炼能耗，提高熔炼炉衬的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于冶金铸造技术领域，尤其涉及一种黄铜合金的熔炼方法。
背景技术
在铜合金熔炼过程中，熔铸成本主要来自金属的氧化烧损。熔炼一吨黄铜的金属氧化损失为20kg,如果铜加工的综合成材率为50%,仅熔炼工序分摊到每吨制品上的金属损耗为40kg(黄铜)。传统的黄铜熔炼工艺，在熔炼锌含量超过20%的黄铜合金时，利用金属锌沸点低的特点，采用喷火工艺将合金熔体的温度升高到合金中锌的沸点，通过锌沸腾产生的蒸汽除渣、除气，使大量的金属锌挥发、氧化、造渣，造成金属损耗高。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的问题，提供一种黄铜合金的熔炼方法。
上述目的是通过下述方案实现的：
一种黄铜合金的熔炼方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)启密封罩，加入铜料和木炭，向炉内通入惰性气体，升温使铜料全部熔化；
(2)当铜料完全熔化，温度达到1030-1220℃后，开启密封罩，向炉内加入锌，在炉料的表面补充3-5kg/吨锭的木炭，合上密封罩，向炉内输送惰性气体，给熔炼炉送电熔化炉料；依据同样的操作程序向炉内加入其它合金元素，待所有的合金元素加入铜液并熔化后，将铜液温度调整到1030-1220℃；
(3)向炉内加入1.5-2kg/吨铜液的精炼剂，向铜液中通入高纯氮3-5分钟；
(4)捞净铜液表面的渣，在铜液表面加一层覆盖剂，用量为0.5-0.8kg/吨铜，将铜液温度调整到1030-1220℃，出炉。
根据上述的熔炼方法，其特征在于，步骤(3)中使用精炼剂为精炼剂化学组成为54%硅砂、40%的纯碱、6%的冰晶石。
根据上述的熔炼方法，其特征在于，步骤(3)中使用的覆盖剂为和精炼剂一样的成分。
本发明的有益效果：使用本发明的黄铜合金熔炼方法，可以降低黄铜合金的熔炼温度，降低熔炼能耗，提高熔炼炉衬的使用寿命。可以取消喷火工艺，降低熔炼过程的金属损耗（锌含量低于10%的黄铜，可以降低金属损耗2-3kg/吨铸锭；锌含量达到10%的黄铜，可以降低金属损耗4-5kg/吨铸锭；锌含量达到20%的黄铜，可以降低金属损耗16-18kg/吨铸锭）。可以降低熔铸过程的木炭消耗，可以取消黄铜熔炼的脱氧工序，可以改善黄铜熔炼车间的操作环境，降低车间收尘设备投资费用。
具体实施方式
本发明的黄铜合金熔炼方法包括以下步骤：
（1）启密封罩，加入铜料和木炭，向炉内通入惰性气体，升温使其全部熔化。
（2）铜料完全熔化，温度达到1030-1220℃（依合金的锌的含量不同，控制的温度不同，化料温度要求低于合金的喷火温度，以下同），开启密封罩，向炉内加入锌，在炉料的表面补充3-5kg/吨锭的木炭，合上密封罩。向炉内输送惰性气体（氮气或氩气），驱赶炉内的空气，给熔炼炉送电熔化炉料。依据同样的操作程序向炉内加入其它合金元素，熔炼铝黄铜时需要加铝；熔炼硅黄铜时需要加硅；熔炼锡黄铜时需要加锡；熔炼锰黄铜时需要加锰；熔炼铅黄铜时需要加铅；熔炼无铅黄铜时需要加铋；熔炼铁黄铜时需要加铁等等。加入合金元素的种类和加入量依合金牌号而定。待所有的合金元素加入铜液并熔化，将铜液温度调整到1030-1220℃。加入合金元素时，要视铜液表面木炭积层情况，决定是否加入木炭。一般要保持铜液表面覆盖一层3-5mm厚的木炭层即可。
(3)待所有合金元素熔化、铜液温度调整到1030-1220℃，向炉内加入1.5-2kg/吨铜液的精炼剂，向铜液中通入干燥、纯净的高纯氮。利用通入铜液中，高度分散的惰性气体气泡沸腾，形成沸腾浮选机制除渣；利用铜液和气泡中的氢分压的压力差，通过扩散机制除去铜液中的氢。加入溶剂的作用，一是熔剂能够净化铜液，提高质量；二是溶剂在铜液表面形成保护膜，阻断铜液与空气的接触，防止铜液在精炼过程氧化；三是熔剂能够减少渣量，使渣呈粉状，渣中含铜少，进一步减少铜损失。
(4)捞净铜液表面的渣，在铜液表面加一层干燥的覆盖剂（可以用精炼剂代替覆盖剂），用量0.5-0.8kg/吨铜，将铜液温度调整到1030-1220℃，出炉。
实施例1
H90黄铜熔炼
将质量百分比为90%的Cu放入工频炉中熔炼，在铜表面覆盖一层木炭，木炭的用量为每吨铜3-5kg。熔炼温度为1200-1220℃。向熔化的铜液中加入质量百分比为10.5 %的Zn。待金属Zn熔化后，向铜液中加入Cu-P中间合金脱氧，加入量为铜液质量百分比为0.03-0.05%。
待加入的中间合金熔化后，将铜液温度调整到1200-1220℃之间，用高纯氮气或者氩气作为载气，向铜液中吹入黄铜精炼剂（精炼剂化学组成为54%硅砂、40%的纯碱、6%的冰晶石），精炼剂的加入量为1.5-2kg/吨铜液，清除铜液中的氧化夹杂。吹入时，要注意不留死角和盲区。气体吹炼时间为3-5分钟。
捞净铜液表面的渣，在铜液表面加一层覆盖剂，用量为0.5-0.8kg/吨铜。
取样分析，待合金成分符合标准要求后，将铜液升温至1180-1220℃，出炉。
按照此方法所制备的铜合金成分为（质量百分比）：10.2%的Zn，余量为铜。
实施例2
HA77-2黄铜熔炼
将质量百分比为59%的Cu放入工频炉中熔炼，在铜表面覆盖一层木炭，木炭的用量为每吨铜3-5kg。熔炼温度为1140-1160℃。向熔化的铜液中加入质量百分比为30 %的Zn，合上炉盖，向炉内通入氮气，驱赶炉内的氧气，待金属Zn熔化后；打开炉盖，向铜液中加入2.3%的铝和10%的Cu，加入合金元素铝和铜后，要视铜液表面木炭积层情况，决定是否加入木炭。一般要保持铜液表面覆盖一层3-5mm厚的木炭层即可。合上炉盖，向炉内通入氮气，驱赶炉内的氧气。随后，通电熔化炉内金属料。
待金属Al和Cu熔化后；打开炉盖，向铜液中加入Cu-As中间合金，加入量为：使熔化后的合金中含有0.05%的As，加入合金元素As后，保持铜液表面覆盖一层3-5mm厚的木炭层。合上炉盖，向炉内通入氮气，驱赶炉内的氧气。随后，通电熔化。
待加入的合金熔化后，将铜液温度调整到1140-1160℃之间，用高纯氮气或者氩气作为载气，向铜液中吹入黄铜精炼剂（精炼剂化学组成为54%硅砂、40%的纯碱、6%的冰晶石），精炼剂的加入量为1.5-2kg/吨铜液，清除铜液中的氧化夹杂。吹入时，要注意不留死角和盲区。气体吹炼时间为3-5分钟。
捞净铜液表面的渣，在铜液表面加一层覆盖剂，用量为0.5-0.8kg/吨铜。
取样分析，待合金成分符合标准要求后，将铜液升温至1080-1100℃，出炉。
按照此方法所制备的铜合金成分为（质量百分比）：21.7%的Zn，2.1%的Al，0.052%的As，余量为铜。
实施例3
H59黄铜熔炼
将质量百分比为58%的Cu放入工频炉中熔炼，在铜表面覆盖一层木炭，木炭的用量为每吨铜3-5kg。熔炼温度为1030-1190℃。向熔化的铜液中加入质量百分比为42 %的Zn。待金属Zn熔化后，向铜液中加入Cu-P中间合金脱氧，加入量为铜液质量百分比为0.03-0.05%。
待加入的中间合金熔化后，将铜液温度调整到1010-1030℃之间，用高纯氮气或者氩气作为载气，向铜液中吹入黄铜精炼剂（精炼剂化学组成为54%硅砂、40%的纯碱、6%的冰晶石），精炼剂的加入量为1.5-2kg/吨铜液，清除铜液中的氧化夹杂。吹入时，要注意不留死角和盲区。气体吹炼时间为3-5分钟。
捞净铜液表面的渣，在铜液表面加一层覆盖剂，用量为0.5-0.8kg/吨铜。
取样分析，待合金成分符合标准要求后，将铜液升温至1010-1030℃，出炉。
按照此方法所制备的铜合金成分为（质量百分比）：41.6%的Zn，余量为铜。
Claims (3)
1.一种黄铜合金的熔炼方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)启密封罩，加入铜料和木炭，向炉内通入惰性气体，升温使铜料全部熔化；
(2)当铜料完全熔化，温度达到1030-1220℃后，开启密封罩，向炉内加入锌，在炉料的表面补充3-5kg/吨锭的木炭，合上密封罩，向炉内输送惰性气体，给熔炼炉送电熔化炉料；依据同样的操作程序向炉内加入其它合金元素，待所有的合金元素加入铜液并熔化后，将铜液温度调整到1030-1220℃；
(3)向炉内加入1.5-2kg/吨铜液的精炼剂，向铜液中通入高纯氮3-5分钟；
(4)捞净铜液表面的渣，在铜液表面加一层覆盖剂，用量为0.5-0.8kg/吨铜，将铜液温度调整到1030-1220℃，出炉；上述熔炼方法中，依合金的锌的含量不同，控制的温度不同，化料温度要求低于合金的喷火温度。
2.根据权利要求1所述的熔炼方法，其特征在于，步骤(3)中使用精炼剂为精炼剂化学组成为54%硅砂、40%的纯碱、6%的冰晶石。
3.根据权利要求1所述的熔炼方法，其特征在于，步骤(4)中使用的覆盖剂为和精炼剂一样的成分。
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