CN115558820B - 一种青铜除渣剂、制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种青铜除渣剂、制备方法及应用，包括以下质量百分比原料：氟化钙20‑30％，硅铝钙20‑30％，石英砂10‑20％，焦炭5‑10％，石灰石5％，添加剂为余量。本发明通过以上成分设计，制备的青铜除渣剂，用于青铜合金生存，可以将杂质降低至Zn＜0.036％、Ni＜0.017％，杂质成分大大降低，减少了成分调整、取样分析的次数，提高了生产效率。与此同时除渣剂内含有的石灰石在高温下分解产生的CO2可以形成气泡，因为气泡内H2的分压为0，可以吸收铜液内油脂因高温分解产生的H2，降低后续工序中因氢导致的铜合金的脆性以及起皮现象出现的概率。
Description
技术领域
本发明属于铜合金领域，具体涉及一种青铜除渣剂、制备方法及应用。
背景技术
青铜生产中，企业为降低生产成本、提高竞争力，直接利用废、铜作为原料进行熔炼；但是，废铜往往含有一定量的灰渣、油污、氧化物、水垢等残留物，因此需要在冶炼铸造过程中加入除渣剂，以防止青铜合金在熔炼过程中吸气、氧化和除去合金中的气体及氧化夹渣，同时达到细化晶粒，抑制杂质的有害作用，改善青铜合金的工艺性能。
但是，现有技术使用的除渣剂生产的青铜液，在进行取样分析时，发现杂质成分高，需要反复进行调整成分、取样分析操作来确保铜液成分合格。导致生产效率低，除杂不完全。
发明内容
本发明的目的在于提供一种青铜除渣剂及制备方法，通过成分设计，防止杂质裹入铜液，将杂质降低至Zn≤0.036％、Ni≤0.017％，杂质成分大大降低，减少了成分调整、取样分析的次数，提高了生产效率；同时能提高青铜的产品质量。
本发明具体技术方案如下：
一种青铜除渣剂，包括以下原料：氟化钙，硅铝钙，石英砂，焦炭，石灰石和添加剂。
优选的，所述青铜除渣剂，包括以下质量百分比原料：
氟化钙20-30％，硅铝钙20-30％，石英砂10-20％，焦炭5-10％，石灰石5％，添加剂为余量。
所述添加剂为膨润土；
所述氟化钙，硅铝钙，石英砂，焦炭，石灰石和添加剂均控制粒度≤0.5mm。
所述氟化钙的制备方法为：将氟化钠加入过量的饱和石灰水中，充分搅拌后，过滤得到胶状沉淀，精制沉淀，得到氟化钙粉末；
所述充分搅拌是指常温下搅拌3-4分钟；
所述精制具体为：用清水过滤洗涤沉淀5-10次，将表面的石灰水以及氟化钠洗去后，200±5℃烘干1-1.5小时，即得氟化钙粉末。
本发明提供的一种青铜除渣剂的制备方法，包括以下步骤：
1)将得到的氟化钙粉末、硅铝钙，石英砂，焦炭和添加剂混合，加水，充分搅拌均匀，造粒；
2)制备的材料经过高温烘烤后，冷却；
3)筛分后，烘烤除水，混入石灰石，即得。
步骤1)中，加水量为氟化钙粉末、硅铝钙，石英砂，焦炭和添加剂总质量的10±1％；
步骤1)中所述造粒具体为：通过造球机滚动成球状颗粒；
步骤2)所述高温烘烤具体为：热空气气氛下，以100±5℃/h的速率升温至1100-1200℃，保温2±0.5小时，烘烤后形成内部疏松多孔的形状；
步骤3)中，经过筛分后使物料粒度≤5mm；
步骤3)中，筛分后，物料干燥储存，需200±10℃烘烤半小时后，确保水分含量低于0.2％。
本发明提供的一种青铜除渣剂，用于青铜合金生产，捞渣前以2-3kg/t铜液用量加入除渣剂，即可。
发明人发现，现有技术采用的除渣剂结合杂质能力较弱，不能有效的去除杂质，后续需要反复进行调整成分、取样分析操作来降低杂质含量，导致在熔炼环节耗费了大量时间，大大影响了生产效率。针对以上缺点解决杂质去除不完全问题，本发明通过以上成分设计，制备的青铜除渣剂，用于青铜合金生产，可以将杂质降低至Zn＜0.036％、Ni＜0.017％，杂质成分大大降低，减少了成分调整、取样分析的次数，提高了生产效率。青铜主要是铜锡合金，其他元素一般为杂质元素，铜液中的其他金属元素例如Zn、Ni等结合氧的能力比铜和锡要强，因此先形成金属氧化物，同时与除渣剂里面的二氧化硅聚合成渣，因冶炼渣密度比铜小，故此浮在铜液表面便于捞渣除去杂质。采用本发明成分的青铜除渣剂，可以显著降低青铜合金中Zn、Ni含量。与此同时除渣剂内含有的石灰石在高温下分解产生的CO2可以形成气泡，因为气泡内H2的分压为0，可以吸收铜液内油脂因高温分解产生的H2，降低后续工序中因氢导致的铜合金的脆性以及起皮现象出现的概率。
具体实施方式
实施例1
一种青铜除渣剂，包括以下质量百分比原料：
氟化钙21％，硅铝钙24％，石英砂11.5％，焦炭8％，石灰石5％，膨润土为余量，各原料粒度都≤0.5mm。
所述氟化钙的制备方法为：氟化钠加入过量饱和石灰水中，常温下搅拌3分钟，过滤得到胶状沉淀，用清水过滤洗涤沉淀8次，将表面的石灰水以及氟化钠洗去后，200±5℃烘干1小时，即得氟化钙粉末。
青铜除渣剂的制备方法，包括以下步骤：
1)将配方量的氟化钙粉末、硅铝钙，石英砂，焦炭和膨润土混合，加水充分搅拌均匀，加水量为以上物料总质量的10％，通过造球机滚动成球状颗粒；
2)制备的颗粒热空气气氛下，以100±5℃/h的速率升温至1100℃，保温2小时，冷却；形成内部疏松多孔的形状；
3)经过筛分获得物料粒度≤5mm，物料干燥储存，200℃烘烤半小时后，确保除渣剂水分低于0.2％，混入石灰石，即可。
将制备的青铜除渣剂用于青铜合金生产，具体为：获得的铜液成分及质量百分比为：Zn＜0.035％、Ni＜0.015％，Sn 3.7％-3.9％，P 0.06％-0.08％，Te＜20ppm，Cu+Sn+P不小于99.7％。
实施例2
一种青铜除渣剂，包括以下质量百分比原料：
氟化钙25％，硅铝钙25％，石英砂16.8％，焦炭7.5％，石灰石5％，膨润土为余量，各原料粒度都≤0.5mm。
所述氟化钙的制备方法：氟化钠加入过量饱和石灰水中，常温下搅拌3分钟，过滤得到胶状沉淀，用清水过滤洗涤沉淀10次，将表面的石灰水以及氟化钠洗去后，200℃烘干1小时，即得氟化钙粉末。
青铜除渣剂的制备方法，包括以下步骤：
1)将配方量的氟化钙粉末、硅铝钙，石英砂，焦炭和膨润土混合，加水充分搅拌均匀，加水量为以上物料总质量的10％，再通过造球机滚动成球状颗粒；
2)制备的球团经过高温烘烤：空气气氛下，以100±5℃/h的速率升温至1150℃，保温2小时，烘烤后形成内部疏松多孔的形状；
3)经过筛分后使物料粒度≤5mm，物料干燥储存，需205℃烘烤半小时后，确保除渣剂水分低于0.2％，混入石灰石，即可。
将制备的青铜除渣剂用于青铜合金生产，具体为：获得的铜液包括以下质量百分比成分：Zn＜0.034％、N＜0.016％，Sn 4.9％-5.1％，P 0.11％-0.15％，Te＜20ppm，Cu+Sn+P不小于99.7％。
铜液中的氢与CuO反应会生成高压水蒸气，在后续轧制过程中由于厚度的降低，本来存在于铸坯内部的高压水蒸气会转移到表面，最后破裂造成剥落、起皮，经过本发明除渣剂降低氢含量后，剥落起皮的现象由原来的一卷铜板带出现三四个到现在的一卷铜板带偶尔出现一两个。
在铸坯卷制初期由于内径较小，因氢导致铜合金的脆性会在铜卷边部形成裂纹，从而影响铜板带的品质以及成品率，本发明提供的除渣剂使用后铣面过程中观察到的裂纹大大减少，效果显著。
对比例1
一种青铜除渣剂，包括以下质量百分比原料：萤石20％，碎玻璃20％，石英砂10％，碎木炭5％，膨润土为余量，上述主要成分粒度都≤5mm。
制备方法为：将以上质量的原料混合。
将制备的青铜除渣剂用于青铜合金生产，具体为：Sn4.9％-5.1％，P0.11％-0.15％，Te＜20ppm，Cu+Sn+P不小于99.7％，获得的铜液Zn 0.040％、Ni0.020％。生产的铜带合格率低，出现铜合金的脆性以及起皮现象出现的概率，且产品杂质多，Zn、Ni含量较高，需要经过多次成分调整和取样分析。
Claims (8)
1.一种青铜除渣剂，其特征在于，所述青铜除渣剂，包括以下质量百分比原料：
氟化钙20-30％，硅铝钙20-30％，石英砂10-20％，焦炭5-10％，石灰石5％，添加剂为余量；
所述添加剂为膨润土；
所述青铜除渣剂用于青铜合金生产，杂质降低至Zn≤0.036％、Ni≤0.017％。
2.根据权利要求1所述的青铜除渣剂，其特征在于，所述氟化钙的制备方法为：将氟化钠加入过量的饱和石灰水中，充分搅拌后，过滤得到胶状沉淀，精制沉淀，得到氟化钙粉末。
3.根据权利要求2所述的青铜除渣剂，其特征在于，所述氟化钙的制备方法为：所述精制具体为：用清水过滤洗涤沉淀5-10次，将表面的石灰水以及氟化钠洗去后，200±5℃烘干1-1.5小时，即得氟化钙粉末。
4.一种权利要求1-3任一项所述的青铜除渣剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
1)将得到的氟化钙粉末、硅铝钙，石英砂，焦炭和添加剂混合，加水，充分搅拌均匀，造粒；
2)制备的材料经过高温烘烤后，冷却；
3)筛分后，烘烤除水，混入石灰石，即得。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，加水量为氟化钙粉末、硅铝钙，石英砂，焦炭和添加剂总质量的10±1％。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤2)所述高温烘烤具体为：热空气气氛下，以100±5℃/h的速率升温至1100-1200℃，保温2±0.5小时。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，筛分后，200±10℃烘烤半小时后，使水分低于0.2％。
8.一种权利要求1-3任一项所述的青铜除渣剂的应用，其特征在于，用于青铜合金生产，捞渣前以2-3kg/t铜液用量加入除渣剂。
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