[发明专利]一种倾转熔铸紫杂铜精炼方法

说明书

技术领域：本发明属于有色金属加工技术领域。具体涉及一种倾转熔铸紫杂铜的精炼方法。

背景技术：

铜是国民经济发展的基础材料。随着我国经济的逐年增长，各行业对铜的需求也随之增加，而我国铜矿产资源日渐匮乏和矿石品位不断降低，因此对于废铜的回收和再生利用尤为重视。

紫杂铜是含铜量不低于90%的废杂铜，其中含有多种有害的杂质元素，例如Ni等固溶至金属中会显著降低其导电性能，而非固溶杂质例如O、S等往往与铜形成共晶或脆性化合物，降低合金塑性，这些元素往往给铜合金的后续加工和使用性能带来不利影响。绝大多数紫杂铜采用回炉重熔、精炼、电解等形式进行回收，品质较好的废铜线可以直接用于加工各种线材。废铜回收利用主要分为两类，第一类为直接利用，即将高质量的杂铜精炼成纯铜或者铜合金，占废铜总量的2/3；第二类为间接利用，即通过冶炼取出废杂铜中的贱金属杂质，通常使用电解精炼提纯，占废铜总量的1/3。而直接利用比电解提纯节能50%，且避免了环境污染。因此，充分利用高科技，实现铜的高效率的回收利用，是目前解决环境及资源问题的当务之急。

传统的紫杂铜生产过程为：“熔炼—熔体转移—保温铸造”三段式结构。在紫杂铜的生产过程中，常用的转炉方式有倾动转炉、溢流转炉、潜流转炉。溢流转炉的流槽需要保证一定温度并加设熔体保护措施，潜流转炉设备投资大且运行成本高，倾动转炉作为一种成本低，效率高且可间断生产的转炉方式被许多中小企业所采用。该方式主要通过熔炼炉的转动，熔体经出铜口、流槽进入保温炉，甚至直接将铜熔体倾倒入保温炉。在这种熔炼炉和保温炉分离的模式中，存在熔体质量不稳定的问题，因为铜熔体在倾倒转移时，不能实现密封，易造成吸收空气的氧气和氢气，形成多种氧化夹渣等情况，从而导致铸锭的质量缺陷，特别是内部气孔多，铸锭致密度低。

根据已有的相关研究和专利报道，大多集中在某种精炼剂和覆盖剂的除气净化上，尚未有而针对倾转熔铸的整体熔炼工艺的完整报道。而倾转熔铸这一方式，存在严重的吸气现象，用常规的精炼剂或覆盖剂难以解决其中的技术困难，因此，需要一套系统先进的精炼方法，控制铜熔体的冶金质量，降低气孔、夹渣等的危害，提高精炼效率，促进中小铜加工企业的经济发展。

发明内容

本发明的目的在于通过一系列针对于倾转熔铸的精炼方法，克服倾转熔铸中熔体氧化、吸气和夹渣而导致铸坯致密度低的缺陷，实现紫杂铜低成本高效率的回收再利用。

本发明的一种倾转熔铸紫杂铜精炼方法，其特征在于，先将紫杂铜原料在感应炉中熔化，倾倒转注到保温炉前5~10分钟，在熔体中加入适量Cu-P中间合金；在铜熔体倾倒转入保温炉前，将适量Cu-RE中间合金投入保温炉；熔体全部倾倒至保温炉后，将适量经过充分脱水干燥的盐类精炼剂装入带有多排小孔的石墨管，采用氮气吹入铜熔体；对铜熔体进行充分扒渣后，采用石墨和木炭覆盖，静置20~60分钟开始铸造。

本发明一种倾转熔铸紫杂铜精炼方法，在熔体倾倒转注入保温炉前6~8分钟，加入适量Cu-P中间合金，使加入的P元素达到熔体质量的0.03%~0.06%。

本发明一种倾转熔铸紫杂铜精炼方法，在保温炉内加入的Cu-RE中间合金，加入量为使其中的稀土元素达到铜熔体质量的0.01%~0.03%。

本发明一种倾转熔铸紫杂铜精炼方法，在保温炉内采用石墨管和氮气吹入铜熔体的盐类精炼剂，其组成为20%冰晶石+50%氯化钠+20%硼砂+10%碳酸钙，加入量为熔体质量的0.1~0.3%。

本发明一种倾转熔铸紫杂铜精炼方法，熔体倾倒至保温炉后，经充分扒渣，采用石墨和木炭覆盖，静置25-35分钟开始铸造。