CN109439910B - 一种再生铜精炼用三体熔铸炉及熔铸方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种再生铜精炼用三体熔铸炉及熔铸方法,熔铸炉包括熔炼炉、中间炉和铸造炉,熔炼炉的上端设置有封罩、第一除尘罩和第一风管,封罩上设置有进出口,进出口处安装有旋转门,熔炼炉上连接有第一保温装置;中间炉为精炼炉,中间炉的上侧设置有炉盖,中间炉的上端设置有第二除尘罩和第二风管,中间炉上连接有第二保温装置;铸造炉的上端连接有第三风管,铸造炉上连接有第三保温装置;熔炼炉、中间炉和铸造炉依次自高而低设置。本发明熔铸炉及熔铸方法能够熔铸成分杂、纯度低、油水含量高的废旧黄杂铜,得到高品质黄铜铸坯,并打破传统熔炼装置熔炼一炉、放流一炉的熔化和配料模式,实现流水线配料熔炼,提高熔炼效率和自动化程度。
Description
技术领域
本发明属于再生铜原料熔铸设备技术领域,具体是一种再生铜精炼用三体熔铸炉及熔铸方法。
背景技术
中国是目前世界上最大的铜加工材生产国、贸易国和消费国,但是中国铜资源非常短缺,原料供应与消费需求之间的矛盾日益突出。铜的再生性能良好,相对于原生铜而言,废杂铜作为原料具有节能、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。近几年中国的再生铜产业得到了快速的发展,再生铜产量增长较快。再生铜的主要来源是报废的含铜废件、铜或铜合金生产及机械加工过程中产生的废料、铜渣和熔炼过程中产生的烟尘等。废杂铜经过回收拆解之后,对铜废料进行严格的分类再进行针对性地回收利用。其中高品位纯铜料可以直接利用,返回重新加工,而纯度较低的铜废料可生产再生精铜或直接熔炼成铜合金使用。废旧黄杂铜是废杂铜中量较多的一种,所含主要元素为铜和锌,如果将收购的原料单纯地回收铜,不但回收的铜品位不高,而且锌元素被极大地浪费,因此直接利用废旧黄杂铜原料生产黄铜合金是最经济可行的方法。
废旧黄杂铜原料来源广泛、成分复杂、纯度低,尤其下游加工回料中含油水多。目前主要的黄铜合金熔炼装置一般都是熔炼炉配备一个除尘罩和一个保温炉的方式,传统意义上就是熔炼炉熔化及精炼铜水后,转流到保温炉,即熔炼一炉、放流一炉,之后进行拉铸锭坯。用熔炼炉加保温炉的方式熔炼再生铜原料,铸造的铜锭合金化不充分,合金组织不均匀,铜锭存在气孔、夹杂风险,难以生产国标要求或高品质要求黄铜制品。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:针对现有技术的不足,提供一种再生铜精炼用三体熔铸炉及熔铸方法,该三体熔铸炉能够熔铸成分杂、纯度低、油水含量高的废旧黄杂铜,铸造得到高品质的黄铜铸坯,且铸坯的合金化程度高,组织细小均匀,气孔、夹杂等缺陷得到有效消除,耐脱锌性能得到改善,能够生产出满足高抛光要求的卫浴抛光产品。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种再生铜精炼用三体熔铸炉,包括熔炼炉、中间炉和铸造炉,所述的熔炼炉的上端依次连接设置有封罩、第一除尘罩和第一风管,所述的封罩上设置有进出口,所述的进出口处安装有旋转门,所述的熔炼炉上连接有第一保温装置;所述的中间炉的上侧设置有炉盖,所述的中间炉的上端依次连接设置有第二除尘罩和第二风管,所述的中间炉上连接有第二保温装置;所述的铸造炉的上端连接有第三风管,所述的铸造炉上连接有第三保温装置;所述的熔炼炉、所述的中间炉和所述的铸造炉依次自高而低设置。
本发明再生铜精炼用三体熔铸炉采用由熔炼炉、中间炉和铸造炉构成的三体炉的结构方式,熔炼炉熔化废旧黄杂铜原料,再将熔体转入中间炉精炼,精炼后再转入铸造炉进行铸造。在该三体炉的结构方式下,熔炼炉只熔化原料,中间炉则用于精炼,铸造炉用于铸造生产铸坯。在不降低炉子效率和增加能耗前提下,本发明解决了传统铜合金熔炼装置熔炼成分杂、纯度低、油水含量高的废旧黄杂铜所得铸锭品质低、存在夹杂和气孔风险、难以生产国标要求或高品质要求黄铜制品的难题。本发明再生铜精炼用三体熔铸炉能够熔铸成分杂、纯度低、油水含量高的废旧黄杂铜,铸造得到高品质的黄铜铸坯,且铸坯的合金化程度高,组织细小均匀,气孔、夹杂等缺陷得到有效消除,耐脱锌性能得到改善,能够生产出满足高抛光要求的卫浴抛光产品。
本发明再生铜精炼用三体熔铸炉的熔炼炉、中间炉和铸造炉自高而低设置。熔炼炉和中间炉之间存在高度差,从而熔炼炉和中间炉可以进行连通并连续熔化物料。熔炼炉不分炉次不间断连续熔化物料,只在中间炉精炼期间,使用堵板将熔炼炉与中间炉之间的通道堵住,在中间炉精炼、打开中间炉上的炉盖取样并调整成分完成后将铜液放流到铸造炉,再将熔炼炉和中间炉连通,这种熔炼方式可以打破传统熔炼装置熔炼一炉、放流一炉的熔化和配料模式,实现流水线配料熔炼,提高熔炼效率和自动化程度。
作为优选,所述的熔炼炉与所述的中间炉之间的高度差为200~700mm,所述的中间炉与所述的铸造炉之间的高度差为400~750mm。控制熔炼炉和中间炉之间的高度差以及中间炉和铸造炉之间的高度差,可确保熔体从熔炼炉顺利转流到中间炉及从中间炉顺利转流到铸造炉。
作为优选,所述的中间炉上连接有第一在线测温控温装置,所述的铸造炉上连接有第二在线测温控温装置。通过第一在线测温控温装置和第二在线测温控温装置可以分别精确控制中间炉的精炼温度和铸造炉的铸造温度,进行低温铸造,确保精炼效果以及铸造质量,同时降低工人劳动强度。第一在线测温控温装置和第二在线测温控温装置均采用现有技术。
作为优选,所述的熔炼炉的数量为一个或多个,多个所述的熔炼炉的上端连接同一个所述的封罩,以进一步提高该三体熔铸炉的工作效率和能耗。
利用上述再生铜精炼用三体熔铸炉实施的熔铸方法,熔铸过程为:将废旧黄杂铜原料投入熔炼炉内熔化后,再将熔体转流至中间炉精炼,最后转流至铸造炉铸造;其中,所述的中间炉的精炼工艺为:将中间炉内的熔体温度调整至900~970℃,然后加入精炼剂,充分搅拌后保温10~15分钟,再将熔体升温至980℃~1050℃精炼1~2.5小时;所述的铸造炉的铸造温度为920~1020℃。中间炉作为精炼炉,可以添加精炼剂进行精炼。中间炉配合上述特定的精炼工艺以及铸造工艺,可进一步提高铸坯的合金化程度和品质,最大限度减少气孔、夹杂等缺陷。根据不同牌号黄铜选择不同的精炼和铸造温度区间,进行低温铸造,以保证精炼效果和铸造质量。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
(1)本发明公开的再生铜精炼用三体熔铸炉采用由熔炼炉、中间炉和铸造炉构成的三体炉的结构方式,能够熔铸成分杂、纯度低、油水含量高的废旧黄杂铜,铸造得到高品质的黄铜铸坯,且铸坯的合金化程度高,组织细小均匀,气孔、夹杂等缺陷得到有效消除,耐脱锌性能得到改善,能够生产出满足高抛光要求的卫浴抛光产品。
(2)本发明再生铜精炼用三体熔铸炉的熔炼炉、中间炉和铸造炉自高而低设置。熔炼炉和中间炉之间存在高度差,从而熔炼炉和中间炉可以进行连通并连续熔化物料。熔炼炉不分炉次不间断连续熔化物料,只在中间炉精炼期间,使用堵板将熔炼炉与中间炉之间的通道堵住,在中间炉精炼、调整成分完成后将铜液放流到铸造炉,再将熔炼炉和中间炉连通,这种熔炼方式可以打破传统熔炼装置熔炼一炉、放流一炉的熔化和配料模式,实现流水线配料熔炼,提高熔炼效率和自动化程度。
(3)利用本发明再生铜精炼用三体熔铸炉实施的熔铸方法,通过将中间炉配合特定的精炼工艺以及铸造工艺,可进一步提高铸坯的合金化程度和品质,最大限度减少气孔、夹杂等缺陷。
附图说明
图1为本发明三体熔铸炉的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1的再生铜精炼用三体熔铸炉,如图1所示,包括熔炼炉1、中间炉2和铸造炉3,熔炼炉1的上端依次连接设置有封罩11、第一除尘罩12和第一风管13,封罩11上设置有进出口,进出口处安装有旋转门14,熔炼炉1上连接有第一保温装置(图中未示出);中间炉2为精炼炉,中间炉2的上侧设置有炉盖(图中未示出),用于密封液面,中间炉2的上端依次连接设置有第二除尘罩21和第二风管22,中间炉2上连接有第二保温装置(图中未示出)和第一在线测温控温装置23;铸造炉3的上端连接有第三风管31,铸造炉3上连接有第三保温装置(图中未示出)和第二在线测温控温装置32;熔炼炉1、中间炉2和铸造炉3依次自高而低设置,熔炼炉1与中间炉2之间的高度差为250mm,中间炉2与铸造炉3之间的高度差为600mm。本实施例中,第一保温装置、第二保温装置、第一在线测温控温装置23和第二在线测温控温装置32均采用现有技术。
应用案例1:利用实施例1的再生铜精炼用三体熔铸炉熔铸生产HPb59-1黄铜铸锭,熔铸过程为:将废旧黄杂铜原料投入熔炼炉内熔化后,再将熔体转流至中间炉精炼,最后转流至铸造炉铸造;其中,中间炉的精炼工艺为:将中间炉内的熔体温度调整至920℃,然后加入精炼剂(市售产品),充分搅拌后保温12分钟,再将熔体升温至980℃~1020℃精炼1~1.5小时;铸造炉的铸造温度为930~960℃。
应用案例2:与应用案例1的区别在于,980℃~1020℃温度下精炼时间为1.5~2小时。
应用案例1和应用案例2所用废旧黄杂铜原料的投料明细见表1,生产的HPb59-1黄铜铸锭的耐脱锌性能见表2。
表1生产HPb59-1黄铜铸锭用废旧黄杂铜原料的投料明细
表2生产的HPb59-1黄铜铸锭的耐脱锌性能
应用案例1和应用案例2生产的HPb59-1黄铜铸锭经抛光检测,均没有出现气孔、夹杂、拽尾等抛光不良。从表2可见,中间炉精炼时间1.5~2小时,铸坯合金化程度更高,耐脱锌性能更好。
实施例2的再生铜精炼用三体熔铸炉,与实施例1的区别在于,实施例2中,熔炼炉1与中间炉2之间的高度差为500mm。
应用案例3:利用实施例2的再生铜精炼用三体熔铸炉熔铸生产C3771黄铜铸锭,熔铸过程为:将废旧黄杂铜原料投入熔炼炉内熔化后,再将熔体转流至中间炉精炼,最后转流至铸造炉铸造;其中,中间炉的精炼工艺为:将中间炉内的熔体温度调整至940℃,然后加入精炼剂,充分搅拌后保温10分钟,再将熔体升温至1000℃~1040℃精炼1.5~2小时;铸造炉的铸造温度为940~970℃。
应用案例4:与应用案例3的区别在于,1000℃~1040℃温度下精炼时间为2~2.5小时。
应用案例3和应用案例4所用废旧黄杂铜原料的投料明细见表3,生产的C3771黄铜铸锭的耐脱锌性能见表4。
表3生产C3771黄铜铸锭用废旧黄杂铜原料的投料明细
表4生产的C3771黄铜铸锭的耐脱锌性能
应用案例3和应用案例4生产的C3771黄铜铸锭经抛光检测,均没有出现气孔、夹杂、拽尾等抛光不良。从表4可见,中间炉精炼时间2~2.5小时,铸坯合金化程度更高,耐脱锌性能更好。
Claims (4)
1.一种再生铜精炼用三体熔铸炉,其特征在于包括熔炼炉、中间炉和铸造炉,所述的熔炼炉的上端依次连接设置有封罩、第一除尘罩和第一风管,所述的封罩上设置有进出口,所述的进出口处安装有旋转门,所述的熔炼炉上连接有第一保温装置;所述的中间炉为精炼炉,所述的中间炉的上侧设置有炉盖,所述的中间炉的上端依次连接设置有第二除尘罩和第二风管,所述的中间炉上连接有第二保温装置;所述的铸造炉的上端连接有第三风管,所述的铸造炉上连接有第三保温装置;所述的熔炼炉、所述的中间炉和所述的铸造炉依次自高而低设置,所述的熔炼炉与所述的中间炉之间的高度差为200~700mm,所述的中间炉与所述的铸造炉之间的高度差为400~750mm。
2.根据权利要求1所述的一种再生铜精炼用三体熔铸炉,其特征在于所述的中间炉上连接有第一在线测温控温装置,所述的铸造炉上连接有第二在线测温控温装置。
3.根据权利要求1所述的一种再生铜精炼用三体熔铸炉,其特征在于所述的熔炼炉的数量为一个或多个,多个所述的熔炼炉的上端连接同一个所述的封罩。
4.利用权利要求1-3中任一项所述的再生铜精炼用三体熔铸炉实施的熔铸方法,其特征在于熔铸过程为:将废旧黄杂铜原料投入熔炼炉内熔化后,再将熔体转流至中间炉精炼,最后转流至铸造炉铸造;其中,所述的中间炉的精炼工艺为:将中间炉内的熔体温度调整至900~970℃,然后加入精炼剂,充分搅拌后保温10~15分钟,再将熔体升温至980℃~1050℃精炼1~2.5小时;所述的铸造炉的铸造温度为920~1020℃。
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