[发明专利]废杂铜水平连铸生产铜棒合金材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及水平连铸生产铜棒合金材料的工艺，特别是一种废杂铜水平连铸生产铜棒合金材料的方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，高档卫浴近几年得到飞速发展，此类产品目前对表面质量、强度、韧度等性能的要求极为苛刻，这就要求高档卫浴所用的铜棒合金材料具有良好的组织结构及力学性能。我国常用的黄铜棒材加工原材料主要是采用80%以上紫铜和锌、20%单一牌号再生黄铜为主原材料，原材料成本较高，而且再生黄铜需经过“废旧黄铜—阳极铜—阴极铜—黄铜”工艺过程，这无疑增加了生产成本，另外黄铜熔铸过程中氧化锌的使用还将破坏周围的自然环境；传统黄铜棒材生产工艺主要采用熔铸—热挤压、水平连铸或上引连铸等方法制造棒坯，之后采用冷轧或拉伸的方法，该方法生产的棒材性能虽好，但工艺流程长，造价高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种废杂铜水平连铸生产铜棒合金材料的方法，它能够利用废杂铜作为黄铜棒材生产原料，生产成本低，工艺流程短，环境效益好，黄铜棒材性能高。

本发明采用以下技术方案实现上述目的：一种废杂铜水平连铸生产铜棒合金材料的方法，包括废杂铜选料、配料、投料熔炼与精炼、取样检验以及水平连铸步骤，所述废杂铜选料是按材料大小、形状分成丝状、粒状、不规则状，不规则状废杂铜过磁选机1～3次，丝状、粒状废杂铜过磁选机3～6次，将含铁量高的材料选出，避免熔炼时铁元素过高，选料完成后磁棒插入检查，每次磁棒上吸附屑<1g视为合格原料，

所述废杂铜配料按照丝状、粒状废杂铜58%～75.7%，不规则状废杂铜23%～38%，0#锌锭1.0%～3.0%，添加剂组合物0.3%～1.0%配好，所述添加剂组合物含有晶体细化剂、除杂溶剂及保温覆盖剂，晶体细化剂含有稀土及硼合金，除杂溶剂含有石墨粉、冰晶石、硼砂、NaCl、CaCO₃或MgCO₃，保温覆盖剂为钙镁粉，

所述废杂铜投料熔炼与精炼操作过程为：先将丝状、粒状废杂铜配以硼合金、除杂溶剂投入炉内加热熔化完全，再投入不规则状废杂铜加热熔化，并用搅棒或捞渣瓢搅拌炉料，搅拌停止后捞出铁渣，最后投入稀土、锌锭、钙镁粉保温精炼，精炼温度为980～1020℃，精炼时间30分钟，再次捞渣，质量为10kg/块～100kg/块的不规则状废杂铜沿炉壁边轻轻滑入或用行车吊入或待炉膛内辅垫了一层炉料后再投入，当上批炉料熔化一半时，及时添加炉料，

所述取样检验包括热流动性检测、组织形态检测、内部夹渣抛光质量检测，取黄铜液时，需先让铜水静置20分钟，

所述水平连铸是将熔炼炉内符合要求的黄铜液通过流道放流到熔炼炉下方的保温炉内，铜液在保温炉内静置20分钟后放流进行连铸操作，连铸前保证铜水温度在950～1000℃，采用石墨结晶器大流量循环水冷却，循环冷却水温40～45℃，循环冷却水流量4～5m³/min，引拉速度3～3.2m/min。石墨结晶器、保温炉铜液流槽置于保温炉底部，铜液通过重力作用实现对自身的挤压。

所述搅棒或捞渣瓢，是在除渣前用搅棒或捞渣瓢插入液下300～500mm分别从炉子前后左右搅拌5～20次，再从炉头到炉膛反复搅拌5～20次，然后再倾动炉体上、下5～6次，再重复搅拌。

捞渣时先用干木棍扒渣，再用捞渣瓢捞渣，捞渣瓢伸入铜液深小于5～6cm。

所述添加剂组合剂为晶体细化剂10%～17%、除杂溶剂22%～28%及保温覆盖剂55%～68%，晶体细化剂为稀土与硼合金的组分比为1:1，除杂溶剂为石墨粉14%～18%，冰晶石30%～36%、硼砂14%～18%、NaCl 14%～19%、CaCO₃或MgCO₃ 9%～28%，所述CaCO₃或MgCO₃两种化合物可以任意比例搭配。

本发明所述的比例除非有特殊说明外，均为重量百分比。

本发明的突出优点在于：

1、本发明用废杂铜生产黄铜棒材，节约了原材料成本，符合国家资源再生利用政策，具有很好的环保价值。使用废杂铜做原料，无需经过“废旧黄铜—阳极铜—阴极铜—黄铜”工序，缩短了工艺流程。