铜合金熔炼-熔炼前的准备综述

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铜合金铸件铸造技术课程教案

熔炼前的准备

制作人：王博

陕西工业职业技术学院

铜合金熔炼——熔炼前的准备

一、前言

铜与铜合金在熔炼前必须做好必要的准备工作。对于不同类型的铜和铜合金要采用不同的熔炼工艺。

以纯铜为例，纯铜和低合金铜的熔炼质量及熔铸过程均比其它铜合金更难控制。首先，纯铜铸件要求有高的导电性和导热性，因此对杂质的含量限制更加严格。微量杂质能显著降低铜的导电性和导热性。所以，在熔炼纯铜时，对炉料、熔化工具。熔化设备等的要求十分严格。

图1 熔炼场景

二、炉料和辅助材料的准备

1、新金属炉料和回炉料应清洁，无油污、泥沙、锈蚀、水分和其它夹杂物，必要时应对锈蚀的电解铜块进行吹砂处理，去掉吊耳和清除掉铜豆。

2、根据熔炉的大小，将炉料切成合适的尺寸。

3、熔炼用的各种熔剂应按照工艺规程要求进行预先烘烤或脱水处理。

4、炉料在装炉前应进行预热，一般放在炉旁预热至200-300℃或更高。

图2 合格的回炉料和不合格的回炉料

二、熔炉的准备

1、反射炉的准备工作

（1）开炉前必须清除炉内和出铜口处残留的金属和炉渣。

（2）炉膛损坏的部分用磷酸盐泥浆修补，阴干24~28h后再烘烤至500~600℃。

（3）检查燃烧器（烧嘴）有无故障、燃烧通道有无阻碍。

（4）出铜槽覆砂，并在出炉前烘干。

（5）装料前用泥堵[泥堵配比为：焦炭粉50%，硅砂30%，耐火泥20%，加水适量]将出铜口堵住，外加重物。

（6）准备有足够容量的铜液槽。

图3 坩埚炉

2、坩埚炉的准备工作

（1）新坩埚炉应进行预热处理，加热至600℃以上。

（2）旧坩埚炉应彻底清除掉残留的金属熔渣，使用前也应预热至暗红色。

（3）不同种类的合金最好采用专用坩埚，但一定范围内可以互相调用，其允许调用范围见下表。

表1 熔炼铜合金坩埚互相调用规定

3、感应电炉的准备工作

（1）根据熔炉合金的种类，选用酸性、碱性或中性炉衬。

（2）出铜口堵塞材料配比（质量分数）为50~60%型砂+40%~50%焦炭，外加20%~25%白泥，水适量。

（3）仔细检查回转机构、冷却水套和电气控制是否正常。

（4）旧炉衬应清除残留的金属与炉渣，并对损坏的部位进行修补。

表2 感应电炉炉衬配料成分

4、烘炉、清炉、换炉和洗炉

（1）烘炉；新修、中修过的熔炉及停产后的熔炉，在启用前都要进行

烘炉。烘炉的目的在于使炉体干燥和预热。为排除水分和防止加热过快造成炉体开裂，烘炉时要缓慢升温。任何熔炉都有严格的烘炉制度，通常先进行自然干燥，然后点火缓慢升温或小功率送电，并在200 ℃左右保温以烘尽水分。

（2）清炉；清炉就是将残留在炉内的金属及结渣清除干净。每次金属熔体出炉后都要进行一次清炉，清炉时要彻底。

（3）换炉和洗炉；

三、浇包及工具的准备

1、浇包的准备

（1）根据投料量，准备相应容量的浇包和填不冒口的浇包。

（2）新浇包使用前应经过24h缓慢烘烤至600-700℃，使用前还应检查吊包架，吊轴等是否完好、牢固。

（3）旧浇包要清楚残留的金属和熔渣，损坏的部位要用粒度为3-4mm 的焦炭末和耐火泥的混合料修补，阴干并烘烤后才能使用。

（4）出炉前应将浇包预热至樱红色。

图4 熔炼用浇包

2、工具的准备

（1）熔化用工具如钢钎、样勺、渣勺、搅拌耙子等应备齐。清理干净并放在炉旁预热。无氧铜、硅黄铜和锡青铜用的搅拌棒应以石墨制造，钟罩和渣勺也应挂涂料。

（2）吹氮气的钢管、风带预先备齐，并检查氮气汇流排以及各种阀、流量计等是否工作正常，干燥氮气用的硅胶使用前在120 ℃烘烤2h。

（3）清理并预热弯角试样和含气试样的金属型以及力学性能试样用的砂型。

图5 部分熔炼工具