金属熔炼第四讲.ppt

3.1 备料 配制合金所用的炉料一般包括新金属料、废料及中间合金等三种。 备料包括选择炉料、处理废料、配制中间合金及熔剂等。 新金属料 新金属料是指冶炼厂供给的纯金属，其中包括火法冶炼、蒸馏及电解精炼得到的金属。 每种金属料依其品位(即纯度)不同分为高纯金属和工业纯金属，都有若干牌号，每种牌号都标定出主元素含量及一些主要杂质元素限量。 废料 废料亦称回炉料或旧料，是配制合金的主要原料之一。 有色金属废料按照来源不同，可分为本厂废科和厂外废料两大类。 本厂废料：熔铸车间及各加工车间所产生的加工余料及不合格的报废料。 厂外废料：源于各机制工厂或商业部门所回收的废料。 中间合金 合金元素的加入方式有两种：纯金属、中间合金（母合金）。 使用中间合金的目的是为了便于加入某些熔点较高且不易溶解或易氧化、挥发的合金元素、以便更准确地控制成分。 中间合金 中间合金应满足下列要求： 熔点应低于或接近于合金熔炼温度； 含有尽可能高的合金元素且成分均匀一致； 气体、杂质及非金属夹杂物含量低； 具有足够的脆性，易破碎，便于配料； 不易被腐蚀，在大气下保存时不应破裂成粉末。 中间合金制备 熔合法 热还原法 熔盐电解法 粉末法 除粉末法外，熔制中间合金时都要脱气除渣精炼。 熔合法 熔合法是把两种和多种金属直接熔化混合成中间合金。熔制的依据是相图。 熔合类型：先熔化易熔金属，并过热至一定温度后，再将难熔金属分批加入而制成。 先熔化难熔金属，而后加易熔金属。 先将两种金属分别在两台炉内进行熔化，然后将其混合。 热还原法 该法也称置换法，铝钛和铜铍中间合金可用这种方法熔制。 铝钛和铜铍中间合金，采用TiO2和BeO作原料，分别以铝、碳作还原剂，使钛和铍从TiO2和BeO中还原出来，分别溶于铝和铜液中而成中间合金。前者叫做铝热还原法或铝热法；后者叫做碳热法。 熔盐电解法 可用于制备铝铈中间合金。 其工艺为：以电解槽的石墨内衬为阳极，用钼插入铝液中作阴极，以KCl和CeCl2熔盐作电解液。将铝液加热至850℃左方时，通电进行电解，即可制得10~25%Ce-Al中间合金。 粉末法 将两种不易熔合的金属(如铜和铅)分别制成粉末，混合压块，然后加热扩散制成中间合金。 熔剂 熔剂的作用和要求：通过对所使用的熔剂成分、性能和加入量的调整，可以提高除渣脱气精练效果，减少金属氧化、吸气、挥发和炉衬的相互作用，提高金属质量和收的率以及延长炉衬寿命。 同时还可借熔剂来加入合金微量元素和作变质剂，以抑制一些微量杂质的有害作用，改善合金的工艺性能。此外，电渣炉中的熔剂作为电阻发热体，起着重要的精练作用。 熔剂 根据熔剂的作用，它应满足以下要求： 具有较强的吸附、溶解和化合造渣能力； 与金属熔体有较大的比重差； 与金属熔体间的界面张力要大，便于与金属分离； 具有较高的比学稳定性和热稳定性，不应对金属和炉衬有腐蚀作用，或产生有害气体或杂质； 有较低的熔点、适当的粘度； 吸湿性小，蒸气压低； 制造方便，价格便宜。 熔剂的制备与保管 配料 配料包括确定计算成分、炉料的计算和过秤吊装，是决定产品质量和成本的重要一环。配料的首要任务是根据熔炼合金的化学成分、加工和使用性能，确定其计算成分； 其次是根据原材料的库存情况及化学成分，合理选择炉料种类、品位和配科比。 最后根据铸锭规格尺寸及熔炉容量，按照一定程序，正确计算出每炉的全部炉料量，并进行过秤和吊装。 计算成分的确定 从合金产品的用途和便用性能来看，凡重要用途及使用性能要求高者，应按照元素在合金中的作用，具体分析后确定其计算成分。 合金中较易氧化和挥发的元素，在确定计算成分时要考虑熔损率，把在生产条件下得出的实际熔损率加入计算成分内。 同时，在熔炼过程中，熔体与炉衬、熔剂及炉气的相互作用，会导致某些元素或杂质的吸收和积累。因此，在确定计算成分时，应该将这些杂质控制在下限以下。 炉料品位及炉料比的选择 对炉料品位及新旧料比的选择，须以产品质量和成本均衡为原则。在保证产品质量的前提下，参考熔铸及加工工艺条件、应合理地充分利用旧料，以降低产品成本。 另外，所用金属炉料的化学成分及杂质含量必须符合国家标准，应清洁干燥，无灰尘及油污等。 对某些控制较严或含量波动范围较窄的合金元素，应选用中间合金来加入。 配料计算 配料计算有不计算杂质和计算杂质两种方法。当炉料全部是新金属料和中间合金，或仅有少量一级废料，或单个杂质限量要求不严或杂质总限量较高时，可不计算杂质。 重要用途或杂质控制较严的合金，或使用炉科级别低．杂质较多的废料，特别是在半连续铸造规格较大或易于产少裂纹的合金铸锭时，就要计算杂质。 前者方法较简单，多用于铜合金的配料计算；后者计览较繁琐，多用于铝合金的配料计算。 配料计算 在计算出新金属料带入的杂质元素时，若该元素是