專利名稱：廢雜銅水平連鑄生產(chǎn)銅棒合金材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水平連鑄生產(chǎn)銅棒合金材料的工藝，特別是一種廢雜銅水平連鑄生產(chǎn)銅棒合金材料的方法。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的提高，高檔衛(wèi)浴近幾年得到飛速發(fā)展，此類產(chǎn)品目前對表面質(zhì)量、強度、韌度等性能的要求極為苛刻，這就要求高檔衛(wèi)浴所用的銅棒合金材料具有良好的組織結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能。我國常用的黃銅棒材加工原材料主要是采用80%以上紫銅和鋅、20%單一牌號再生黃銅為主原材料，原材料成本較高，而且再生黃銅需經(jīng)過“廢舊黃銅一陽極銅一陰極銅一黃銅”工藝過程，這無疑增加了生產(chǎn)成本，另外黃銅熔鑄過程中氧化鋅的使用還將破壞周圍的自然環(huán)境；傳統(tǒng)黃銅棒材生產(chǎn)工藝主要采用熔鑄一熱擠壓、水平連鑄或上引連鑄等方法制造棒坯，之后采用冷軋或拉伸的方法，該方法生產(chǎn)的棒材性能雖好，但工藝流程長，造價高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種廢雜銅水平連鑄生產(chǎn)銅棒合金材料的方法，它能夠利用廢雜銅作為黃銅棒材生產(chǎn)原料，生產(chǎn)成本低，工藝流程短，環(huán)境效益好，黃銅棒材性能高。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)上述目的一種廢雜銅水平連鑄生產(chǎn)銅棒合金材料的方法，包括廢雜銅選料、配料、投料熔煉與精煉、取樣檢驗以及水平連鑄步驟，所述廢雜銅選料是按材料大小、形狀分成絲狀、粒狀、不規(guī)則狀，不規(guī)則狀廢雜銅過磁選機I 3次，絲狀、粒狀廢雜銅過磁選機3 6次，將含鐵量高的材料選出，避免熔煉時鐵元素過高，選料完成后磁棒插入檢查，每次磁棒上吸附屑<lg視為合格原料，所述廢雜銅 配料按照絲狀、粒狀廢雜銅58% 75. 7%，不規(guī)則狀廢雜銅23% 38%，0#鋅錠1. 0% 3. 0%，添加劑組合物0. 3% 1. 0%配好，所述添加劑組合物含有晶體細化齊IJ、除雜溶劑及保溫覆蓋劑，晶體細化劑含有稀土及硼合金，除雜溶劑含有石墨粉、冰晶石、硼砂、NaCl、CaCO3或MgCO3,保溫覆蓋劑為鈣鎂粉，所述廢雜銅投料熔煉與精煉操作過程為先將絲狀、粒狀廢雜銅配以硼合金、除雜溶劑投入爐內(nèi)加熱熔化完全，再投入不規(guī)則狀廢雜銅加熱熔化，并用攪棒或撈渣瓢攪拌爐料，攪拌停止后撈出鐵渣，最后投入稀土、鋅錠、鈣鎂粉保溫精煉，精煉溫度為980 1020°C，精煉時間30分鐘，再次撈渣，質(zhì)量為IOkg/塊 IOOkg/塊的不規(guī)則狀廢雜銅沿爐壁邊輕輕滑入或用行車吊入或待爐膛內(nèi)輔墊了一層爐料后再投入，當上批爐料熔化一半時，及時添加爐料，所述取樣檢驗包括熱流動性檢測、組織形態(tài)檢測、內(nèi)部夾渣拋光質(zhì)量檢測，取黃銅液時，需先讓銅水靜置20分鐘，所述水平連鑄是將熔煉爐內(nèi)符合要求的黃銅液通過流道放流到熔煉爐下方的保溫爐內(nèi)，銅液在保溫爐內(nèi)靜置20分鐘后放流進行連鑄操作，連鑄前保證銅水溫度在950 IOOO0C，采用石墨結(jié)晶器大流量循環(huán)水冷卻，循環(huán)冷卻水溫40 45°C，循環(huán)冷卻水流量4 5m3/min，引拉速度3 3. 2m/min。石墨結(jié)晶器、保溫爐銅液流槽置于保溫爐底部，銅液通過重力作用實現(xiàn)對自身的擠壓。所述攪棒或撈渣瓢，是在除渣前用攪棒或撈渣瓢插入液下300 500mm分別從爐子前后左右攪拌5 20次，再從爐頭到爐膛反復(fù)攪拌5 20次，然后再傾動爐體上、下5 6次，再重復(fù)攪拌。撈洛時先用干木棍扒洛,再用撈洛瓢撈洛,撈洛瓢伸入銅液深小于5 6cm。 所述添加劑組合劑為晶體細化劑10% 17%、除雜溶劑22% 28%及保溫覆蓋劑55% 68%，晶體細化劑為稀土與硼合金的組分比為1: 1，除雜溶劑為石墨粉14% 18%，冰晶石 30% 36%、硼砂 14% 18%、NaCl 14% 19%、CaC03 或 MgCO3 9% 28%，所述 CaCO3 或MgCO3兩種化合物可以任意比例搭配。本發(fā)明所·述的比例除非有特殊說明外，均為重量百分比。本發(fā)明的突出優(yōu)點在于1、本發(fā)明用廢雜銅生產(chǎn)黃銅棒材，節(jié)約了原材料成本,符合國家資源再生利用政策，具有很好的環(huán)保價值。使用廢雜銅做原料，無需經(jīng)過“廢舊黃銅一陽極銅一陰極銅一黃銅”工序，縮短了工藝流程。2、本發(fā)明采用自己研制的添加劑組合劑，摸索了一套廢雜銅、添加劑組合劑投料工藝，優(yōu)化黃銅棒材性能。銅棒晶粒度為0. 015—0. 03mm，a與0相性晶粒比例為3:1，拋光鏡面檢測無肉眼可見氣孔、裂紋，缺陷大小小于0. 008mm3，抗拉強度為290Mpa，延伸率大
于 20%o3、將石墨結(jié)晶器、保溫爐銅液流槽置于保溫爐底部，銅液通過重力作用實現(xiàn)對自身的擠壓，取代了傳統(tǒng)采用先熔鑄熱擠壓后冷軋或拉伸方法，工藝流程短，造價低，黃銅棒材性能好。
具體實施例方式以下通過實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步說明。實施例1本發(fā)明所述的廢雜銅水平連鑄生產(chǎn)銅棒合金材料的方法，包括廢雜銅選料、配料、投料熔煉與精煉、取樣檢驗、水平連鑄、鋸切以及檢測成品，所述廢雜銅選料按材料大小、形狀分成絲狀、粒狀、不規(guī)則狀。絲狀、粒狀廢雜銅來源于銅制品加工公司黃銅屑，不規(guī)則狀廢雜銅來源于廢電器銅類零件。不規(guī)則狀廢雜銅過磁選機3次，絲狀、粒狀廢雜銅過磁選機6次，將含鐵量高的材料選出，避免熔煉時鐵元素過高，選料完成后磁棒插入檢查，每次磁棒上吸附屑<lg即視為合格原料，所述廢雜銅配料按照絲狀、粒狀廢雜銅1789Kg，不規(guī)則狀廢雜銅645Kg，0#鋅錠50Kg,銅硼合金lKg，稀土碲lKg，鈣鎂粉10Kg，石墨粉0. 67Kg，冰晶石1. 35Kg、硼砂0. 65Kg、NaCl 0. 66Kg、CaCO3 0. 67Kg 配好，總爐為 2500Kg,所述廢雜銅投料熔煉與精煉操作過程為先將絲狀、粒狀廢雜銅配以硼合金、除雜溶劑投入爐內(nèi)加熱熔化完全，再投入不規(guī)則狀廢雜銅加熱熔化，并用攪棒或撈渣瓢攪拌爐料，攪拌停止后撈出鐵渣，最后投入稀土、鋅錠、鈣鎂粉保溫精煉，精煉溫度為980°C，精煉時間26分鐘，再次撈渣。質(zhì)量為IOkg/塊 IOOkg/塊的不規(guī)則狀廢雜銅沿爐壁邊輕輕滑入或用行車吊入或待爐膛內(nèi)輔墊了一層爐料后再投入，當上批爐料熔化一半時，及時添加爐料。除渣前，用攪棒或撈渣瓢插入液下300mm分別從爐子前后左右攪拌5次，再從爐頭到爐膛反復(fù)攪拌5次，然后再傾動爐體上、下5次，再重復(fù)攪拌。撈渣時,先用干木棍扒渣,再用撈渣瓢撈洛，撈洛瓢伸入銅液深小于5cm。所述取樣檢驗是將爐內(nèi)黃銅液靜置20分鐘，取樣少量黃銅樣進行熱流動性和組織形態(tài)、內(nèi)部夾渣拋光質(zhì)量檢測控制，如不符合要求再加入添加劑或廢雜銅原料調(diào)整爐內(nèi)黃銅液成分。所述水平連鑄是在熔煉爐黃銅液成分符合要求后，打開熔煉爐閥門，黃銅液通過流道放流到熔煉爐下方的保溫爐內(nèi)，石墨結(jié)晶器、保溫爐銅液流槽位于保溫爐底部，銅液通過重力作用實現(xiàn)對自身的擠壓，銅液在保溫爐內(nèi)靜至20分鐘后放流進行連鑄操作。將模具裝在石墨結(jié)晶器內(nèi)并安裝在連鑄出口處，打開冷卻水管閥門，保證進出水口無堵塞。連鑄前保證銅水溫度在950°C，循環(huán)冷卻水溫40°C，循環(huán)冷卻水流量4m3/min，弓丨拉速度3m/min。待黃銅棒材到達合適長度時，觸動黃銅棒前端觸發(fā)式開關(guān)按鈕，熔煉爐前端的電鋸自動運行，將黃銅棒材鋸斷。質(zhì)檢員檢測棒材質(zhì)量，合格后將棒材打包成品，送往下一個機加工工序。上述方法充分發(fā)揮了各種添加劑的性能，晶粒細化能力強，所得的銅棒晶粒度大小維持在0. 015—0. 03mm, a與P相性晶粒比例為3:1。實施例2將購買的廢雜銅選料按材料大小、形狀分成絲狀、粒狀、不規(guī)則狀。取絲狀、粒狀廢雜銅過磁選機5次，不規(guī)則狀廢雜銅過磁選機2次，選料完成后磁棒插入檢查，每次磁棒上吸附屑<lg視為合格原料，將廢雜銅、鋅錠與添加劑組合劑按以下配比配好料
權(quán)利要求
1.一種廢雜銅水平連鑄生產(chǎn)銅棒合金材料的方法，包括廢雜銅選料、配料、投料熔煉與精煉、取樣檢驗以及水平連鑄步驟，其特征在于 所述廢雜銅選料是按材料大小、形狀分成絲狀、粒狀、不規(guī)則狀，不規(guī)則狀廢雜銅過磁選機I 3次,絲狀、粒狀廢雜銅過磁選機3 6次,選料完成后磁棒插入檢查,每次磁棒上吸附屑<lg視為合格原料， 所述廢雜銅配料按照絲狀、粒狀廢雜銅58% 75. 7%，不規(guī)則狀廢雜銅23% 38%，0#鋅錠1. 0% 3. 0%，添加劑組合物0. 3% 1. 0%配好，所述添加劑組合物含有晶體細化劑、除雜溶劑及保溫覆蓋劑，晶體細化劑含有稀土及硼合金，除雜溶劑含有石墨粉、冰晶石、硼砂、NaCl、CaCO3或MgCO3,保溫覆蓋劑為鈣鎂粉， 所述廢雜銅投料熔煉與精煉操作過程為先將絲狀、粒狀廢雜銅配以硼合金、除雜溶劑投入爐內(nèi)加熱熔化完全，再投入不規(guī)則狀廢雜銅加熱熔化，并用攪棒或撈渣瓢攪拌爐料，攪拌停止后撈出鐵渣，最后投入稀土、鋅錠、鈣鎂粉保溫精煉，精煉溫度為980 1020°C，精煉時間30分鐘，再次撈渣，質(zhì)量為IOkg/塊 IOOkg/塊的不規(guī)則狀廢雜銅沿爐壁邊輕輕滑入或用行車吊入或待爐膛內(nèi)輔墊了一層爐料后再投入，當上批爐料熔化一半時，及時添加爐料， 所述取樣檢驗包括熱流動性檢測、組織形態(tài)檢測、內(nèi)部夾渣拋光質(zhì)量檢測，取黃銅液時，需先讓銅水靜置20分鐘， 所述水平連鑄是將熔煉爐內(nèi)符合要求的黃銅液通過流道放流到熔煉爐下方的保溫爐內(nèi)，銅液在保溫爐內(nèi)靜置20分鐘后放流進行連鑄操作，連鑄前保證銅水溫度在950 IOOO0C，采用石墨結(jié)晶器大流量循環(huán)水冷卻，循環(huán)冷卻水溫40 45°C，循環(huán)冷卻水流量4 5m3/min,引拉速度 3 3. 2m/min。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢雜銅水平連鑄生產(chǎn)銅棒合金材料的方法，其特征在于所述攪棒或撈渣瓢，是在除渣前用攪棒或撈渣瓢插入液下300 500mm分別從爐子前后左右攪拌5 20次，再從爐頭到爐膛反復(fù)攪拌5 20次，然后再傾動爐體上、下5 6次，再重復(fù)攪拌。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢雜銅水平連鑄生產(chǎn)銅棒合金材料的方法，其特征在于撈渣時先用干木棍扒渣，再用撈渣瓢撈渣，撈渣瓢伸入銅液深小于5 6cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢雜銅水平連鑄生產(chǎn)銅棒合金材料的方法，其特征在于所述添加劑組合劑為晶體細化劑10% 17%、除雜溶劑22% 28%及保溫覆蓋劑55% 68%，晶體細化劑為稀土與硼合金的組分比為1:1，除雜溶劑為石墨粉14% 18%，冰晶石30% 36%、硼砂 14% 18%、NaCl 14% 19%、CaCO3 或 MgCO3 9% 28%,所述 CaCO3 或 MgCO3 兩種化合物可以任意比例搭配。
全文摘要
一種廢雜銅水平連鑄生產(chǎn)銅棒合金材料的方法，包括如下步驟先將絲狀、粒狀廢雜銅、硼合金、除雜溶劑投入爐內(nèi)加熱熔化完全，再投入不規(guī)則狀廢雜銅，并用攪棒或撈渣瓢攪拌，停止后撈出鐵渣，投入稀土、鋅錠、鈣鎂粉保溫精煉，精煉溫度為980～1020℃，時間20～30分鐘，再次撈渣。銅液檢測合格后放入保溫銅水靜置20分鐘進行水平連鑄，連鑄冷卻水溫40～45℃，水流量4～5m3/min，引拉速度3～3.2m/min。采用本發(fā)明生產(chǎn)銅棒，生產(chǎn)成本低，工藝流程短，環(huán)境效益好，黃銅棒材性能高。銅棒晶粒度為0.015—0.03mm，α與β相性晶粒比例為3:1，拋光鏡面檢測無肉眼可見氣孔、裂紋，抗拉強度為290Mpa，延伸率大于20%。
文檔編號C22C1/02GK103060572SQ201310029489
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月28日
發(fā)明者王紅衛(wèi), 鐘文華, 王錦, 義求正, 陳艷梅, 劉建生, 鄧明, 蔡陽中, 黎宙紅 申請人:梧州漓佳銅棒有限公司