CN109722549B - 一种延长再生黄铜用工频感应电炉使用寿命的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种延长再生黄铜用工频感应电炉使用寿命的方法，属于冶金耐火材料改进技术领域。主要材料改进包括将目前工频感应电炉使用打炉料黏土质铝硅材料或者镁铬质材料替换成氮化硅结合碳化硅砖料，其主要成分是含碳化硅68.5％～78.5％，氮化硅20％～30％，氧化铁含量0.5％～1％，氧化铝和氧化硅总含量<1％。本发明为再生黄铜生产用工频感应电炉提供了一种优质耐火材料，成功的解决了感应炉内衬表面腐蚀挂渣现象，同时延长了工频感应电炉的使用寿命、为设备大型化提供了材料基础。

Description

一种延长再生黄铜用工频感应电炉使用寿命的方法
技术领域
本发明属于冶金耐火材料改进技术领域，特别涉及一种延长再生黄铜用工频感应电炉使用寿命的方法。
技术背景
再生铜行业的发展缓解了铜冶炼加工企业的规模扩大和原料供应不足之间日益增加的矛盾，中国是铜消费大国，近年来再生铜蓬勃发展，在铜冶炼中占有的比重越来越大。工频感应电炉由于热效率高、加热速度快、金属烧损少、自搅拌能力强、能够保证金属成分均一和熔炼温度，同时操作简单、安全，因此被广泛应用于再生铜的熔炼生产中。再生铜原料成分复杂，经过分拣后熔炼使得其中一部分有益元素可以直接用于产品，这样既保留了有益元素，又节约了能源，再生铜直接利用法生产黄铜合金即是对有益元素锌的充分利用。
在实际生产中，工频感应电炉内衬材料选择廉价的黏土质铝硅材料或者对有色冶金过程有广泛适用性的镁铬质耐火材料，但是炉衬表面极其容易形成挂渣，严重影响了炉腔内的反应环境，甚至有时候大渣块从炉膛上部落下损坏炉底，严重时直接会导致停炉，因此改善现有工频感应电炉内衬材料、延长炉寿势在必行。
发明内容
本发明的目的是针对上述工频感应电炉生产过程中急需解决的技术难题，首次提出一种延长再生黄铜用工频感应电炉使用寿命的方法，实现了工频感应电炉再生黄铜过程中使用寿命的延长，提高了生产效率，节约了生产成本。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种延长再生黄铜用工频感应电炉使用寿命的方法，包括：预制块状砖-起炉-生产，其特征在于：
a.高温烧成法制备氮化硅结合碳化硅砖；
b.预制氮化硅结合碳化硅砖依炉膛形状堆砌，缝隙用预制氮化硅结合碳化硅砖原料粉填充；
c.加热至低于废杂铜熔点值100℃保温1-10h，升温时间1-20h；
d.保温结束后，依据正常生产工艺进行熔料操作。
进一步地，氮化硅结合碳化硅砖其主要成分是含碳化硅68.5％～78.5％，氮化硅20％～30％，氧化铁含量0.5％～1％，氧化铝和氧化硅总含量<1％。
进一步地，预制氮化硅结合碳化硅砖堆砌后，砖体相同成分的粉料要捣实，粉料粒径<0.1mm，胶结剂选用水玻璃和促凝剂，促凝剂使用纯度大于92％的氟硅酸钠；
进一步地，起炉过程中升温要慢，如有必要，需在低温段保温1-10h，升温速度不超过100℃/h；起炉过程中原料加入量要依据工频感应炉厂家建议。
进一步地，起炉阶段在低于黄铜熔点值100℃长时间保温并不允许产生液态金属，温度范围850-1000℃，保温时间1-10h；
进一步地，保温阶段要对炉体底部即温度最高部位进行实时监控，以防局部温度过高。
本方法通过对再生黄铜精炼过程产生的挂渣和耐火材料腐蚀部位进行详细研究，针对生产中耐火材料表面挂渣严重、使用寿命短的问题，创新地提出了一种减少挂渣、延长炉寿的方法。由于再生黄铜渣主要成分是氧化锌，氧化锌属于两性氧化物，不仅会和黏土质铝硅砖中的主要成分氧化铝与氧化硅反应，还会和镁铬砖中主要成分氧化镁和氧化铬反应，考虑到化学反应的原因，提出使用一种惰性耐火材料的方法。氮化硅结合碳化硅砖料，其主要成分是含碳化硅70％～80％，氮化硅20％～30％，氧化铁含量0.5％～1％，氧化铝和氧化硅总含量<1％，在再生黄铜生产温度1050-1200℃时不与氧化锌发生反应，是延长工频感应电炉的最佳耐火材料。
本发明起炉后工频感应炉内衬表面腐蚀挂渣大大减少；起炉后正常生产延长了工频感应电炉的使用寿命；为设备大型化提供了材料基础。
本发明使用的耐火材料在再生黄铜渣氧化锌环境中抗侵蚀能力强，同时高温条件下抗折强度大、热膨胀能力强，为工频感应炉生产再生黄铜合金提供了良好的生产环境，延长了炉寿并节约了成本。
具体实施方式
一种延长再生黄铜用工频感应电炉使用寿命的方法，包括：预制块状砖-起炉-生产，其特征在于：高温烧成法制备氮化硅结合碳化硅砖；预制氮化硅结合碳化硅砖依炉膛形状堆砌，缝隙用预制氮化硅结合碳化硅砖原料粉填充；加热至低于废杂铜熔点值100℃保温1-10h，升温时间1-20h；保温结束后，依据正常生产工艺进行熔料操作。本发明所述氮化硅结合碳化硅砖其主要成分是含碳化硅68.5％～78.5％，氮化硅20％～30％，氧化铁含量0.5％～1％，氧化铝和氧化硅总含量<1％。在再生黄铜生产温度1050-1200℃时不与氧化锌发生反应，是延长工频感应电炉的最佳耐火材料。
实施例1
实验用再生黄铜产生的熔炉干渣模仿工业环境在1180℃侵蚀氮化硅结合碳化硅砖和镁铬砖，保温1h，实验结束后水淬，结果表明镁铬砖侵蚀面锌含量>7％，氮化硅结合碳化硅砖侵蚀面锌含量<0.2％。
实施例2
实验用再生黄铜产生的熔炉干渣模仿工业环境在1180℃侵蚀氮化硅结合碳化硅砖和黏土质铝硅砖，保温1h，实验结束后水淬，结果表明黏土质铝硅砖侵蚀面锌含量>8％，氮化硅结合碳化硅砖侵蚀面锌含量<0.2％。

Claims (4)

1.一种延长再生黄铜用工频感应电炉使用寿命的方法，包括：预制块状砖-起炉-生产，其特征在于：
a.高温烧成法制备氮化硅结合碳化硅砖；
b.预制氮化硅结合碳化硅砖依炉膛形状堆砌，缝隙用预制氮化硅结合碳化硅砖原料粉填充；
c.加热至低于废杂铜熔点值100℃保温1-10h，升温时间1-20h；
d.保温结束后，依据正常生产工艺进行熔料操作；
氮化硅结合碳化硅砖其主要成分是含碳化硅68.5%～78.5%，氮化硅20%～30%，氧化铁含量0.5%~1%，氧化铝和氧化硅总含量<1%；
预制氮化硅结合碳化硅砖堆砌后，砖体相同成分的粉料要捣实，粉料粒径<0.1mm，胶结剂选用水玻璃和促凝剂，促凝剂使用纯度大于92%的氟硅酸钠。
2.根据权利要求1所述一种延长再生黄铜用工频感应电炉使用寿命的方法，其特征在于起炉过程中升温要慢，升温速度不超过100℃/h；起炉过程中原料加入量要依据工频感应炉厂家建议。
3.根据权利要求1所述一种延长再生黄铜用工频感应电炉使用寿命的方法，其特征在于起炉阶段在低于黄铜熔点值100℃长时间保温并不允许产生液态金属，保温时间1-10h。
4.根据权利要求1所述一种延长再生黄铜用工频感应电炉使用寿命的方法，其特征在于保温阶段要对炉体底部即温度最高部位进行实时监控，以防局部温度过高。
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