CN104032155A

CN104032155A - 废杂黄铜熔炼用覆盖剂及其应用

Info

Publication number: CN104032155A
Application number: CN201410179707.3A
Authority: CN
Inventors: 向朝建; 李华清; 张曦; 陈忠平
Original assignee: Suzhou Nonferrous Metal Research Institute Co Ltd
Current assignee: China Aluminum Material Applied Research Institute Co Ltd
Priority date: 2014-04-30
Filing date: 2014-04-30
Publication date: 2014-09-10
Anticipated expiration: 2034-04-30
Also published as: CN104032155B

Abstract

本发明涉及废杂黄铜熔炼用覆盖剂及其应用，成分为：石墨粉：30~50%，硼砂：10~25%，碳酸钙:10~25%，碳酸钠：5~15%，氟化钠：1~8%，氟化钙：1~8%，硼粉：1~8%。应用时，首先待装料完成后添加覆盖剂总用量的50%，升温继续熔化；熔化完全后，搅拌，使熔体内部的炉渣上浮至表面，前期所加入的覆盖剂将氧化物夹渣吸附，聚集于熔体上表面，扒渣去除炉渣；待扒渣完全后，将剩下的50%覆盖剂均匀覆盖在熔体表面。氟化钠、氟化钙及硼粉的加入，可以很好的加快、提高覆盖剂的保护效果。能在熔体表面形成一层严密的保护层，加强熔炼过程中锌、铅等有益的易氧化元素的保护效果，有效去除熔体中的氧化物夹渣。

Description

废杂黄铜熔炼用覆盖剂及其应用

技术领域

本发明涉及一种废杂黄铜熔炼用覆盖剂及其应用，尤其涉及一套采用废杂铜熔炼制备铅黄铜所需的熔炼用覆盖剂。

背景技术

中国是全球最大的铜消费国，同时也是最大的精铜生产国，随着国内精铜产量和消费量的不断扩张，铜原料供应已经成为制约中国铜工业发展的瓶颈因素。因铜的再生性能良好，相对于原生铜而言，废杂铜作为铜原料具有节能、环保、经济等优势，因此废杂铜成为铜工业的一个重要原料来源。我国利用再生铜的技术主要分为三种：一是利用高品位的紫杂铜直接生产电工圆铜线技术；二是利用低品位的紫杂铜生产阳极板，然后通过电解生产阴极铜（精铜）的技术；三是大吨位电炉熔炼－潜液转流－多流多头水平连铸黄铜棒技术，第三种主要针对的是回收的废杂黄铜制品。

国内铜合金熔炼用覆盖剂专利及文献较少，废杂铜熔炼直接制备铅黄铜的覆盖剂方面文献更少。专利CN101817066 B “铜合金熔炼用覆盖剂”公开了一种含氯化钙、氯化钾、氯化钠、氟铝酸钠和氟化钙混合物覆盖剂，但主要适用于铜锆、铜铬、铜镁、铜铬锆等合金。专利CN 102605201 A公开了一种铜及铜合金熔炼用覆盖剂，主要用于紫杂铜、纯铜及其合金熔炼过程除气、保温、精炼及覆盖用。文章“高锌黄铜熔炼的精炼除渣”（《冶金丛刊》2004年，Vol.149，No.1，P 19-21）提及一种工厂黄铜加工边角料、旧料回炉所用的硼砂型除渣剂：硼砂：42%，焦炭粉：50%，碳酸钠：8%，有效降低了金属元素损耗，但使用过程反应速度较慢。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种废杂黄铜熔炼用覆盖剂及其应用。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

废杂黄铜熔炼用覆盖剂，包含以下重量百分比成分：石墨粉：30~50%，硼砂：10~25%，碳酸钙: 10~25%，碳酸钠：5~15%，氟化钠：1~8%，氟化钙：1~8%，硼粉：1~8%。

进一步地，上述的废杂黄铜熔炼用覆盖剂，其组分具有如下的重量百分比：石墨粉：40~50%，硼砂：12~18%，碳酸钙: 15~20%，碳酸钠：10~12%，氟化钠：3~5%，氟化钙：3~5%，硼粉：3~5%。

本发明废杂黄铜熔炼用覆盖剂的应用，首先待装料完成后添加覆盖剂总用量的50%，升温继续熔化；熔化完全后，搅拌，使熔体内部的炉渣上浮至表面，前期所加入的覆盖剂将氧化物夹渣吸附，聚集于熔体上表面，扒渣去除炉渣；待扒渣完全后，将剩下的50%覆盖剂均匀覆盖在熔体表面。

再进一步地，上述的废杂黄铜熔炼用覆盖剂的应用，所述覆盖剂总用量为铜熔体重量的0.5% 。

再进一步地，上述的废杂黄铜熔炼用覆盖剂的应用，所述覆盖剂用于回收废杂黄铜直接制备铅黄铜制品的熔炼，或者黄铜合金的熔炼。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

①本发明覆盖剂添加至熔体表面后反应快，能迅速形成一次严密的保护膜；因为加入氟化钠、氟化钙及硼粉可改善覆盖剂的保护效果；硼粉在高温下极活泼，易于氧结合发生反应放出热量，加速溶剂的形成熔融态；同时生成的B₂O₃ 能与金属氧化物反应，以较快的速度消耗熔体表面氧；

②覆盖剂能有效覆盖，防止易氧化元素的氧化，减少炉渣的生成，炉膛、炉头结垢少，炉渣疏松易清理，有效降低渣内铜含量，降低金属损耗；

③成本低廉，其主体成分采用石墨粉及硼砂组成，相比市场铜合金覆盖剂，能较大程度降低生产成本。

具体实施方式

废杂黄铜熔炼用覆盖剂，成分为：石墨粉：30~50%，硼砂：10~25%，碳酸钙: 10~25%，碳酸钠：5~15%，氟化钠：1~8%，氟化钙：1~8%，硼粉：1~8%。优选配方为：石墨粉：40~50%，硼砂：12~18%，碳酸钙: 15~20%，碳酸钠：10~12%，氟化钠：3~5%，氟化钙：3~5%，硼粉：3~5%。

废杂黄铜熔炼用覆盖剂的应用，覆盖剂总用量为铜熔体重量的0.5%，首先待装料完成后添加覆盖剂总用量的50%，升温继续熔化；熔化完全后，搅拌，使熔体内部的炉渣上浮至表面，前期所加入的覆盖剂将氧化物夹渣吸附，聚集于熔体上表面，扒渣去除炉渣；待扒渣完全后，将剩下的50%覆盖剂均匀覆盖在熔体表面。

覆盖剂用于回收废杂黄铜直接制备铅黄铜制品的熔炼，或者黄铜合金的熔炼。在熔炼过程中，能在熔体表面形成一层严密的保护层，氟化钠、氟化钙及硼粉的加入，可以很好的加快、提高本发明覆盖剂的保护效果。能够加强熔炼过程中锌、铅等有益的易氧化元素的保护效果，有效去除熔体中的氧化物夹渣，提升铅黄铜制品的品质。覆盖剂还特别适用于采用回收的废杂黄铜直接熔炼制备铅黄铜合金的水平连铸及垂直半连铸等铸造中。

硼砂熔炼剂的熔点低，在加热熔融后具有较高的流动性，覆盖于金属熔体表面，起到很好的防吸气好金属氧化的保护。石墨粉能与气体中的氧反应，有效阻止有益元素的氧化损失，同时石墨粉相对成本较低。碳酸钠也是黄铜熔炼中的良好溶剂，在高温熔融状态下粘度较低，且易与氧化物杂质发生反应：

Na₂B₄O₇→ 2NaBO₃+B₂O₃

B₂O₃+MeO → MeO▪ B₂O₃

SnO₂+2CaCO₃+ Na₂B₄O₇ →Ca₂B₄O₈▪Na₂SnO₃+ 2CO₂

SiO₂+ 2Na₂CO₃→Na₄SiO₃+2CO₂

Al₂O₃+Na₂CO₃→Na₂Al₂O₄+CO₂

氟化钠的存在可使溶剂及渣的熔点与粘度都降低。氟化钙可与许多矿物的盐相熔合而生成易熔的及流动性良好的熔体。硼粉在高温下极活泼，易于氧结合发生反应放出热量，加速溶剂的形成熔融态。同时生成的B₂O₃能与金属氧化物反应，以较快的速度消耗熔体表面氧。

4B+3O₂→ 2B₂O₃+Q_放热

氟化钠、氟化钙及硼粉的加入正是本覆盖剂的特色，可以很好的加快、提高覆盖剂的保护效果。

实施例1：

石墨粉：430g，硼砂：180g，碳酸钙: 200g，碳酸钠：100g，氟化钠：30g，氟化钙：30g，硼粉：30g，混合后充分搅拌均匀，放入电炉中250℃保温3小时，充分去除溶剂内部水分，备用。

实施例2：

石墨粉：480g，硼砂：100g，碳酸钙: 250g，碳酸钠：120g，氟化钠：10g，氟化钙：10g，硼粉：30g，混合后充分搅拌均匀，放入电炉中250℃保温3小时，充分去除溶剂内部水分，备用。

实施例3：

石墨粉：350g，硼砂：250g，碳酸钙: 150g，碳酸钠：120g，氟化钠：50g，氟化钙：30g，硼粉：50g，混合后充分搅拌均匀，放入电炉中250℃保温3小时，充分去除溶剂内部水分，备用。

使用方法：

将200kg废杂铜装入炉中，开炉升温进行熔化，在升温过程中将覆盖剂用量1kg（200kg×0.5%）的50%添加入炉内，使废杂铜在熔化过程中也能够很好的受覆盖剂的保护。待废杂铜完全熔化后，搅拌，使熔体内部的炉渣上浮至表面，同时将前期所加入的覆盖剂形成的炉渣，也一起扒除。再将剩下覆盖剂均匀覆盖于熔体表面，覆盖剂迅速在熔体表面形成一层严密的保护膜。将熔体保温，每隔10分钟取样一次，连续取样3次进行成分检测与对比分析，如表1。

表1 覆盖剂使用效果对比

综上所述，本发明利用石墨粉、硼砂、碳酸钙、碳酸钠、氟化钙、氟化钠、硼粉及其他的混合物粉末制成覆盖剂，氟化钠、氟化钙及硼粉的加入，可以很好的加快、提高本发明覆盖剂的保护效果。在熔炼过程中，能在熔体表面形成一层严密的保护层，能够加强熔炼过程中锌、铅等有益的易氧化元素的保护效果，有效去除熔体中的氧化物夹渣，提升铅黄铜制品的品质。同时，覆盖剂原料价格低廉，覆盖效果好，减少炉渣的生成，炉膛、炉头结垢少，炉渣疏松易清理，有效降低渣内铜含量，降低金属损耗。

需要理解到的是：以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1. 废杂黄铜熔炼用覆盖剂，其特征在于包含以下重量百分比成分：石墨粉：30~50%，硼砂：10~25%，碳酸钙: 10~25%，碳酸钠：5~15%，氟化钠：1~8%，氟化钙：1~8%，硼粉：1~8%。

2.根据权利要求1所述的废杂黄铜熔炼用覆盖剂，其特征在于其组分具有如下的重量百分比：石墨粉：40~50%，硼砂：12~18%，碳酸钙: 15~20%，碳酸钠：10~12%，氟化钠：3~5%，氟化钙：3~5%，硼粉：3~5%。

3.权利要求1所述的废杂黄铜熔炼用覆盖剂的应用，其特征在于：首先待装料完成后添加覆盖剂总用量的50%，升温继续熔化；熔化完全后，搅拌，使熔体内部的炉渣上浮至表面，前期所加入的覆盖剂将氧化物夹渣吸附，聚集于熔体上表面，扒渣去除炉渣；待扒渣完全后，将剩下的50%覆盖剂均匀覆盖在熔体表面。

4.根据权利要求3所述的废杂黄铜熔炼用覆盖剂的应用，其特征在于：所述覆盖剂总用量为铜熔体重量的0.5% 。

5.根据权利要求3所述的废杂黄铜熔炼用覆盖剂的应用，其特征在于：所述覆盖剂用于回收废杂黄铜直接制备铅黄铜制品的熔炼，或者黄铜合金的熔炼。