CN104226896B - 一种铜阳极浇铸用复合脱模剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铜阳极浇铸用复合脱模剂，包括硫酸钡和氧化物的组合物，所述硫酸钡为沉淀性硫酸钡，所述氧化物的组合物包括B2O3、SiO2、Al2O3和CaO，由以下质量配比制得：BaSO430％～70％、B2O32.5％～5％、SiO220％～45％、Al2O31％～7％、CaO 1％～8％。本发明还提供一种铜阳极浇铸用复合脱模剂的制备方法。本发明属于铜冶炼技术领域，主要解决普通铜阳极浇铸用脱模剂不能形成附着力较强的致密膜、脱模剂易被铜水冲开而损伤铜模、阳极板入水急冷脱模剂不易脱离带来白板率高的问题。

Description

一种铜阳极浇铸用复合脱模剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及铜冶炼技术领域，具体涉及一种铜阳极浇铸用复合脱模剂及其制备方法。
背景技术
现行的铜冶炼工艺里奥托昆普圆盘浇铸机已广泛使用于铜阳极浇铸中。奥托昆普圆盘浇铸机使用的模具类型分为钢模和铜模，生产过程中钢模不会发生阳极板粘模的现象，但钢模损坏后铜生产企业无法完成修复与加工，必须到其他相关企业加工，延误生产进度、增加生产成本。而铜模损坏后，可以由生产企业自行组织浇铸，大大提高了生产便利。
由于浇铸时铜水和铜模之间存在较大的温度梯度，从而使铜模局部融化和阳极板粘合在一起，而脱模剂的存在可以优化铜模和阳极板脱离情况，减少或避免粘模现象的发生，且覆模平整的脱模剂可以有效提高阳极板的物理规格使阳极板更为平整，同时还能在铜模和阳极板之间形成良好的隔离层，起到隔热作用，从而减少铜模由于温度场反复升高降低而造成的失效影响。生产实践中要求脱模剂在高温状态下要具有稳定性，与铜水不会发生反应。能较好的使冷却成型的铜板从铜模中脱出。目前，国内外铜冶炼企业中广泛使用的脱模剂有硫酸钡、重晶石粉、骨粉、粘土粉等。但是无论使用现有的哪一种脱模剂都存在外型质量不理想(白板率高，即脱模剂残留在阳极板上进入电解工序)，产生粘模难脱现象、水分蒸发不及时阳极板产生气孔、鼓泡等问题。
因此开发一种新型的铜阳极浇铸用脱模剂具有重要意义。
发明内容
为了解决普通铜阳极浇铸用脱模剂不能形成附着力较强的致密膜、脱模剂易被铜水冲开而损伤铜模、阳极板入水急冷脱模剂不易脱离带来白板率高的问题，本发明提供一种铜阳极浇铸用复合脱模剂，包括硫酸钡和氧化物的组合物，其特征在于：
所述硫酸钡优选沉淀性硫酸钡；
所述氧化物的组合物包括B2O3、SiO2、Al2O3和CaO；
所述组分质量配比如下：
BaSO4 30％～70％
B2O32.5％～15％
SiO220％～45％
Al2O31％～7％
CaO 1％～8％。
所述组成成分最优配比为BaSO4 50％、B2O310％、SiO235％、Al2O32％、CaO 3％。
所述硫酸钡的粒度为1000～1200目，所述氧化物的组合物的粒度为150～200目。
本发明还提供一种铜阳极浇铸用复合脱模剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
按以下质量配比将复合脱模剂的组成成分备好：
BaSO4 30％～70％
B2O32.5％～15％
SiO220％～45％
Al2O31％～7％
CaO 1％～8％
其中BaSO4的粒度为1000～1200目，B2O3、SiO2、Al2O3、CaO的粒度为150～200目；
加入混料机中均匀混合后装袋备用；
使用时，将制备好的粉末状复合脱模剂与水在一定温度下按照一定比例混合成乳浊液并搅拌均匀。
所述温度为65～85℃，优选为80℃。
所述比例为液固比1.8～2.2:1。
本发明的有益效果在于根据现有技术中脱模剂使用时的不足，提出在保留硫酸钡使用优点的情况下，加入其他物质改变脱模剂的表面性质与附着力、改变脱模剂的熔点得到粉状的一种复合脱模剂，使用时调配出的乳状复合脱模剂喷涂在热铜模上，在水分蒸发过程中发生水化反应，形成附着力较强的致密膜，当粗铜液浇铸到铜模上后使脱模剂发生部分烧结形成有一定硬度的片状膜，该片状化膜附着在铜模面上起隔离剂的作用，减少阳极板与母模的粘黏现象，且对铜水入模区的模面起到整平作用提高阳极板的物理规格，同时粘在阳极板上的复合脱模剂由于热膨胀系数和晶格均与铜的差异大，当阳极板入水冷却时实现片状物的脱落，从而大大减少阳极板上脱模剂的粘连，提高阳极板的质量。
具体实施方式
本发明提供一种铜阳极浇铸用复合脱模剂，包括硫酸钡和氧化物的组合物，其特征在于：
所述硫酸钡优选沉淀性硫酸钡；
所述氧化物的组合物包括B2O3、SiO2、Al2O3和CaO；
所述组分质量配比如下：
BaSO4 30％～70％
B2O32.5％～15％
SiO220％～45％
Al2O31％～7％
CaO 1％～8％。
所述组成成分最优比例为BaSO4 50％、B2O310％、SiO235％、Al2O32％、CaO 3％。
所述硫酸钡的粒度为1000～1200目，所述氧化物的组合物的粒度为150～200目。
本发明还提供一种铜阳极浇铸用复合脱模剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
按以下质量配比将复合脱模剂的组成成分备好：
BaSO4 30％～70％
B2O32.5％～15％
SiO220％～45％
Al2O31％～7％
CaO 1％～8％
其中BaSO4的粒度为1000～1200目，B2O3、SiO2、Al2O3、CaO的粒度为150～200目；
加入混料机中均匀混合后装袋备用；
使用时，将制备好的粉末状复合脱模剂与水在一定温度下按照一定比例混合成乳浊液并搅拌均匀。
所述温度为65～85℃，优选为80℃。
所述比例为液固比1.8～2.2:1。
下文将结合实施例对本发明做进一步描述。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。
实施例1
采用表1组成的复合脱模剂，将水与脱模剂按质量液固比1.8：1混合，水温70℃，搅拌均匀，控制圆盘浇铸机上的铜模温度在150℃左右，然后把制备好的脱模剂乳浊液与喷涂系统连接，开启正常生产秩序，当浇铸机上的铜模转到喷涂系统的喷涂工位时，由控制台控制直接喷涂脱模剂乳浊液，每块铜模表面喷涂乳浊液的量为2.23kg/m2。待喷涂了脱模剂的铜模到达浇注工位，控制台控制铜水浇入铜模，铜水浇铸温度为1180℃，当铜水浇到覆盖有脱模剂的铜模上时，粉状脱模剂发生烧结，形成烧结层。当浇铸完成后，铜模继续转动至提起阳极板工位，铜水凝固成为阳极板，用起板系统将阳极板取出，放入冷却系统的水池中冷却，完成一轮浇铸。实施例1中，浇铸铜水302吨共获得阳极板1098块。
表1复合脱模剂组成表
获得的阳极板浇铸指标：白板率5.0％；气孔率8％；阳极板粘板率0.8％；废板率1.8％。
实施例2
采用表2组成的复合脱模剂，将水与脱模剂按质量液固比2.2：1混合，水温85℃，搅拌均匀，控制圆盘浇铸机上的铜模温度在170℃左右，然后把制备好的脱模剂乳浊液与喷涂系统连接，开启正常生产秩序，当浇铸机上的铜模转到喷涂系统的喷涂工位时，由控制台控制直接喷涂脱模剂乳浊液，每块铜模表面喷涂乳浊液的量为1.98kg/m2。待喷涂了脱模剂的铜模到达浇注工位，控制台控制铜水浇入铜模，铜水浇铸温度为1240℃，当铜水浇到覆盖有脱模剂的铜模上时，粉状脱模剂发生烧结，形成烧结层。当浇铸完成后，铜模继续转动提起阳极板工位，铜水凝固成为阳极板，用起板系统将阳极板取出，放入冷却系统的水池中冷却，完成一轮浇铸。实施例2中，浇铸铜水282吨共获得阳极板1025块。
表2复合脱模剂组成表
获得的阳极板浇铸指标：白板率3.1％；气孔率6.8％；阳极板粘板率0.6％；废板率1.5％。
实施例3
采用表3组成的复合脱模剂，将水与脱模剂按质量液固比2：1混合，水温80℃，搅拌均匀，控制圆盘浇铸机上的铜模温度在185℃左右，然后把制备好的脱模剂乳浊液与喷涂系统连接，开启正常生产秩序，当浇铸机上的铜模转到喷涂系统的喷涂工位时，由控制台控制直接喷涂脱模剂乳浊液，每块铜模表面喷涂乳浊液的量为2.0kg/m2。待喷涂了脱模剂的铜模到达浇注工位，控制台控制铜水浇入铜模，铜水浇铸温度为1220℃，当铜水浇到覆盖有脱模剂的铜模上时，粉状脱模剂发生烧结，形成烧结层。当浇铸完成后，铜模继续转动至提起阳极板工位，铜水凝固成为阳极板，用起板系统将阳极板取出，放入冷却系统的水池中冷却，完成一轮浇铸。实施例3中，浇铸铜水325吨共获得阳极板1180块。
表3复合脱模剂组成表
获得的阳极板浇铸指标：白板率2.5％；气孔率4.6％；阳极板粘板率0.5％；废板率1.0％。脱模效果最显著。
以上实施例中：
白板率是指每次脱模剂喷涂完浇铸取板之后仍附着在阳极板上的量。
气孔率是指阳极板上气孔的总面积占阳极板面积的比例。
阳极板粘板率是指在每100块阳极板中阳极板与铜模发生粘结的块数。
废板率是指浇铸出来的铜阳极板由于物理外观不合要求的返熔片数所占全部阳极板片数的比例。
结果表明，复合脱模剂组成成分BaSO4 50％、B2O310％、SiO235％、Al2O32％、CaO 3％为最优配比。
实施例4
分别用复合脱模剂和硫酸钡做脱模剂，在同一浇铸条件下做批量浇铸，所得阳极板物理规格对比如下表4所示。
表4阳极板物理规格对比表
结果表明，本发明相比现有技术具有显著性进步，有效解决了普通铜阳极浇铸用脱模剂不能形成附着力较强的致密膜、脱模剂易被铜水冲开而损伤铜模、阳极板入水急冷脱模剂不易脱离带来白板率高的问题。
本发明的有益效果在于根据现有技术中脱模剂使用时的不足，提出在保留硫酸钡使用优点的情况下，加入其他物质改变脱模剂的表面性质与附着力、改变脱模剂的熔点得到粉状的一种复合脱模剂，使用时调配出的乳状复合脱模剂喷涂在热铜模上，在水分蒸发过程中发生水化反应，形成附着力较强的致密膜，当粗铜液浇铸到铜模上后使脱模剂发生部分烧结形成有一定硬度的片状膜，该片状化膜附着在铜模面上起隔离剂的作用，减少阳极板与母模的粘黏现象，且对铜水入模区的模面起到整平作用提高阳极板的物理规格，同时粘在阳极板上的复合脱模剂由于热膨胀系数和晶格均与铜的差异大，当阳极板入水冷却时实现片状物的脱落，从而大大减少阳极板上脱模剂的粘连，提高阳极板的质量。
本文虽然已经给出了本发明的一些实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。

Claims (7)

1.一种铜阳极浇铸用复合脱模剂，由硫酸钡和氧化物的组合物组成，其特征在于：
所述硫酸钡为沉淀性硫酸钡；
所述氧化物的组合物由B2O3、SiO2、Al2O3和CaO组成；
所述组分质量配比如下：
BaSO4 30％～70％
B2O3 2.5％～15％
SiO2 20％～45％
Al2O3 1％～7％
CaO 1％～8％。
2.如权利要求1所述的一种铜阳极浇铸用复合脱模剂，其特征在于所述组成成分最优配比为BaSO4 50％、B2O3 10％、SiO2 35％、Al2O32％、CaO 3％。
3.如权利要求1所述的一种铜阳极浇铸用复合脱模剂，其特征在于所述硫酸钡的粒度为1000～1200目，所述氧化物的组合物的粒度为150～200目。
4.一种铜阳极浇铸用复合脱模剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
按以下质量配比将复合脱模剂的组成成分备好：
BaSO4 30％～70％
B2O3 2.5％～15％
SiO2 20％～45％
Al2O3 1％～7％
CaO 1％～8％
其中BaSO4的粒度为1000～1200目，B2O3、SiO2、Al2O3、CaO的粒度为150～200目；
加入混料机中均匀混合后装袋备用；使用时，将制备好的粉末状复合脱模剂与水在一定温度下按照一定比例混合成乳浊液并搅拌均匀。
5.如权利要求4所述的一种铜阳极浇铸用复合脱模剂的制备方法，其特征在于所述温度为65～85℃。
6.如权利要求5所述的一种铜阳极浇铸用复合脱模剂的制备方法，其特征在于所述温度为80℃。
7.如权利要求4所述的一种铜阳极浇铸用复合脱模剂的制备方法，其特征在于所述比例为液固比1.8～2.2:1。
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