CN103056322A - 废杂铜水平连铸生产铜棒的配料及冶炼方法 - Google Patents
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Abstract
废杂铜水平连铸生产铜棒的配料及冶炼方法，其原材料和质量百分比为：丝状、粒状废杂铜58～75.7%，不规则状废杂铜23～38%，0#锌锭1.0～3.0%，添加剂组合物0.3～1.0%，添加剂组合物含晶体细化剂10～17％、除杂溶剂22～28%及保温覆盖剂55～68%。冶炼时，将丝状、粒状废杂铜、硼合金、除杂溶剂投入炉内加热熔化完全，再投入不规则状废杂铜，并用搅棒或捞渣瓢搅拌，停止后捞出铁渣，最后投入稀土、锌锭、钙镁粉。采用该配料及冶炼方法所得黄铜棒材综合性能高，添加剂晶粒细化能力强，除杂除气效果好，铜棒晶粒度为0.015-0.03mm，抛光镜面检测无肉眼可见气孔、裂纹，抗拉强度为290MPa，延伸率大于20%。
Description
技术领域
本发明涉及有色冶金技术领域，具体是一种废杂铜水平连铸生产铜棒的配料及冶炼方法。
背景技术
根据废杂铜冶金原理，要想得到性能优异的铜棒合金，可以通过控制材料成分配比和加入适量的添加剂。但由于黄杂铜成分复杂，杂质过多，各类杂质均有自身的独特性能，而不同种类添加剂的性能及作用时间也不一样，这决定了原材料及各种添加剂的添加量和添加时间都不一致。遗憾的是现在很多水平连铸生产黄铜棒材的厂家都没注意到原材料及添加剂的投入顺序，他们通常做法是黄杂铜加热到一定程度时，直接加入一种或多种添加剂进行除杂操作，这样很难达到添加剂性能的最优化，即使有些厂家展开了废杂铜水平连铸生产铜棒的配料及冶炼方法的研究，但均未达到很好的效果。
发明内容
本发明目的旨在克服上述缺陷，提供一种废杂铜水平连铸生产铜棒的配料及冶炼方法，该配料及冶炼方法能够充分发挥各种添加剂的性能，所得到的黄铜棒材综合性能高，添加剂晶粒细化能力强，除杂除气效果好。
本发明采用以下技术方案实现上述目的：废杂铜水平连铸生产铜棒的配料，所述配料的原材料及质量百分比为：丝状、粒状废杂铜58～75.7%，不规则状废杂铜23～38%，0#锌锭1.0～3.0%，添加剂组合物0.3～1.0%，
所述添加剂组合物为：晶体细化剂10～17%、除杂溶剂22～28%及保温覆盖剂55～68%，所述除杂溶剂为石墨粉14～18%、冰晶石30～36%、硼砂14～18%、NaCl14～19%、CaCO3或MgCO39～28%。
所述CaCO3或MgCO3两种化合物在质量百分比为9～28%内按任意比例搭配。
所述保温覆盖剂为钙镁粉。
所述晶体细化剂为稀土及硼合金，稀土与硼合金的组分质量比为1:1。
所述原材料中不规则状废杂铜过磁选机1～3次，丝状、粒状废杂铜过磁选机3～6次，通过磁选除去原材料中含铁量高的材料。
所述废杂铜水平连铸生产铜棒的配料的冶炼方法，按所述原材料配比先将丝状、粒状废杂铜配以硼合金、除杂溶剂投入炉内加热熔化完全，再投入不规则状废杂铜加热熔化，并用搅棒或捞渣瓢搅拌炉料，搅拌停止后捞出铁渣，最后投入稀土、锌锭、钙镁粉保温精炼，精炼温度为980～1020℃，精炼时间20～30分钟。
本发明所述的比例除非有特殊说明外，均为质量百分比。
本发明所述废杂铜水平连铸生产铜棒的配料及冶炼方法理论依据为：
废杂铜经过磁选机后，除去了含铁量高的原料，废杂铜含有少量有机物，可在炉膛内形成还原性气氛，对减少铜液中氧化物夹杂有一定的作用。由于不规则状废杂铜质量较丝状、粒状废杂铜大，材料的磁选效果不好，不规则状废杂铜含铁量要比丝状、粒状废杂铜高，为防止铜液中溶入过多的铁元素，本发明首先加入丝状、粒状废杂铜，与此同时，为了及时除去原材料中的杂质，加入丝状、粒状废杂铜时也加入了除杂溶剂，而又因为晶粒细化中硼合金作用缓慢，故硼合金也是第一时间加入。丝状、粒状废杂铜熔化完全后再投入不规则状废杂铜加热熔化，并用搅棒或捞渣瓢搅拌炉料，促进原辅材料的混合及熔渣的上浮，搅拌停止后捞出铁渣。最后投入稀土、锌锭、钙镁粉保温精炼，此时投入锌锭可以减少锌的损耗，而钙镁粉的加入起到覆盖保温的作用，有助于提高铜液温度，使氧化物熔渣上浮。
本发明的突出优点在于：
采用本发明所述配料及冶炼方法能够使添加剂达到性能的最优化，添加剂晶粒细化能力强，除杂除气效果好，所得到的黄铜棒材综合性能高。铜棒晶粒度为0.0150.03mm，α与β相性晶粒比例为3:1,抛光镜面检测无肉眼可见气孔、裂纹，抗拉强度为290Mpa，延伸率大于20％。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1
废杂铜水平连铸生产铜棒的配料，所述配料的原材料及质量百分比为：丝状、粒状废杂铜71.56%，不规则状废杂铜25.8%，0#锌锭2.0%和添加剂组合物0.64%。丝状、粒状废杂铜来源于铜制品加工公司黄铜屑，不规则状废杂铜来源于废电器铜类零件。原材料中不规则状废杂铜过磁选机3次，丝状、粒状废杂铜过磁选机6次，将含铁量高的材料选出。
所述添加剂组合物为晶体细化剂12.5%、除杂溶剂25%及保温覆盖剂62.5%，所述保温覆盖剂为钙镁粉，晶体细化剂含稀土与硼合金，稀土与硼合金的组分比为1:1，除杂溶剂为石墨粉16.75%、冰晶石33.75%、硼砂16.25%、NaCl16.5%、CaCO316.75%。
冶炼时，先将丝状、粒状废杂铜配以硼合金、除杂溶剂投入炉内加热熔化完全，再投入不规则状废杂铜加热熔化，并用搅棒或捞渣瓢搅拌炉料，搅拌停止后捞出铁渣，最后投入稀土、锌锭、钙镁粉保温精炼，精炼温度为980℃，精炼时间26分钟。上述配料、冶炼方法充分发挥了各种添加剂的性能，晶粒细化能力强，所得的铜棒晶粒度为0.015-0.03mm，α与β相性晶粒比例为3:1。
实施例2
废杂铜水平连铸生产铜棒的配料包括原材料及辅助材料，原材料为丝状、粒状、不规则状的废杂铜，辅料为添加剂组合物，所述添加剂组合物包含晶体细化剂、除杂溶剂及保温覆盖剂，晶体细化剂含稀土与硼合金，稀土与硼合金的组分比为1:1，除杂溶剂含石墨粉、冰晶石、硼砂、NaCl、MgCO3。投料前，取丝状、粒状废杂铜过磁选机5次，不规则状废杂铜过磁选机2次，将含铁量高的材料选出，并将原材料与辅助材料按以下配比配好料：
| 丝状、粒状废杂铜（%） | 不规则状黄杂铜（%） | 0#锌锭（%） | 添加剂组合剂（%） |
| 58 | 38 | 3 | 1 |
添加剂组合剂具体配料
| 晶粒细化剂（%） | 除杂溶剂（%） | 钙镁粉（%） |
| 10 | 22 | 68 |
除杂溶剂的具体配料如下
| 石墨粉（%） | 冰晶石（%） | 硼砂（%） | NaCl（%） | CaCO3（%） | MgCO3（%） |
| 14 | 30 | 14 | 14 | 15 | 13 |
冶炼时，先将丝状、粒状废杂铜配以硼合金、除杂溶剂投入炉内加热熔化完全，再投入不规则状废杂铜加热熔化，并用搅棒或捞渣瓢搅拌炉料，搅拌停止后捞出铁渣，最后投入稀土、锌锭、钙镁粉保温精炼，精炼温度为1000℃，精炼时间30分钟。按该配料及冶炼方法充分发挥了各种添加剂的性能，除杂除气效果好，抛光镜面检测无肉眼可见气孔、裂纹，缺陷大小小于0.008mm3。
实施例3
废杂铜水平连铸生产铜棒的配料包括原材料及辅助材料，原材料为丝状、粒状、不规则状的废杂铜，辅料为添加剂组合物，所述添加剂组合物包含晶体细化剂、除杂溶剂及保温覆盖剂，晶体细化剂含稀土与硼合金，稀土与硼合金的组分比为1:1，除杂溶剂含石墨粉、冰晶石、硼砂、NaCl、CaCO3、MgCO3。投料前，取丝状、粒状废杂铜过磁选机4次，不规则状废杂铜过磁选机1次，将含铁量高的材料选出，并将原材料与辅助材料按以下配比配好料：
| 丝状、粒状废杂铜（%） | 不规则状黄杂铜（%） | 0#锌锭（%） | 添加剂组合剂（%） |
| 75.7 | 23 | 1 | 0.3 |
添加剂组合剂具体配料
| 晶粒细化剂（%） | 除杂溶剂（%） | 钙镁粉（%） |
| 17 | 28 | 55 |
除杂溶剂的具体配料如下
| 石墨粉（%） | 冰晶石（%） | 硼砂（%） | NaCl（%） | CaCO3（%） | MgCO3（%） |
| 18 | 36 | 18 | 19 | 4.5 | 4.5 |
冶炼时，先将丝状、粒状废杂铜配以硼合金、除杂溶剂投入炉内加热熔化完全，再投入不规则状废杂铜加热熔化，并用搅棒或捞渣瓢搅拌炉料，搅拌停止后捞出铁渣，最后投入稀土、锌锭、钙镁粉保温精炼，精炼温度为1020℃，精炼时间20分钟。按该配料及冶炼方法所得黄铜棒材综合性能高，抗拉强度达290Mpa，延伸率大于20％。
Claims (6)
1.废杂铜水平连铸生产铜棒的配料，其特征在于：所述配料的原材料及质量百分比为：丝状、粒状废杂铜58～75.7%，不规则状废杂铜23～38%，0#锌锭1.0～3.0%，添加剂组合物0.3～1.0%，
所述添加剂组合物为：晶体细化剂10～17%、除杂溶剂22～28%及保温覆盖剂55～68%，所述除杂溶剂为石墨粉14～18%、冰晶石30～36%、硼砂14～18%、NaCl14～19%、CaCO3或MgCO39～28%。
2.根据权利要求1所述的废杂铜水平连铸生产铜棒的配料，其特征在于：所述CaCO3或MgCO3两种化合物在质量百分比为9～28%内按任意比例搭配。
3.根据权利要求1所述的废杂铜水平连铸生产铜棒的配料，其特征在于：所述保温覆盖剂为钙镁粉。
4.根据权利要求1所述的废杂铜水平连铸生产铜棒的配料，其特征在于：所述晶体细化剂为稀土及硼合金，稀土与硼合金的组分质量比为1:1。
5.根据权利要求1所述的废杂铜水平连铸生产铜棒的配料，其特征在于：所述原材料中不规则状废杂铜过磁选机1～3次，丝状、粒状废杂铜过磁选机3～6次，通过磁选除去原材料中含铁量高的材料。
6.一种适用于权利要求1所述的废杂铜水平连铸生产铜棒的配料的冶炼方法，其特征在于：按所述原材料配比先将丝状、粒状废杂铜配以硼合金、除杂溶剂投入炉内加热熔化完全，再投入不规则状废杂铜加热熔化，并用搅棒或捞渣瓢搅拌炉料，搅拌停止后捞出铁渣，最后投入稀土、锌锭、钙镁粉保温精炼，精炼温度为980～1020℃，精炼时间20～30分钟。
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