熔炼与铸锭PPT课件

(6) 合理的操作方法：例如熔炼含铝、硅的青铜
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时，应注意操作方法，避免频繁搅拌，以保持氧 化膜完整。
(7) 加入少量α>1的表面活性元素，其目的是改 善熔体表面氧化膜的性质，能有效地降低烧损。
二、减少杂质污染金属的途径 1、选用化学稳定性高的耐火材料。紫铜、黄铜、
硅青铜、锡青铜可用硅砂炉衬。 2、要可能条件下采用纯度较高的新金属料以保
体，还能与W、Ti、Zr、Ce、V、Li、K、Na形 成氢化物。
O2——能溶解于Cu、Ni、Co、Ag、V、T等， 以氧化物的形式存在，也能与Al、Ag、Si等形 成不溶性，稳定的氧化物。
N2——能与Al、Mg、Ti、Zr、W、Mo等在高温 下形成氮化物（700℃以下量少），在Cu、Ni、 Pb、Sn、Zn、Cr等中不溶或少溶解。
化合物气体：H2O、CmHn、SO2、CO、CO2 等
a、H2O——在高温下会与Cu、Al等反应，
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造成大量吸气、氧化。3H2O+2Al=Al2O3+6[H]
H2O+2Cu=Cu2O+2[H]
b、CmHn——炉气的CmHn在高温下发生分解， 造成大量吸气。
所谓脱氧就是向金属液中加入与氧亲和力比
基金属与氧亲和力更大的物质，将基体金属氧化
物还原，本身形成不溶于金属熔体的固态、液态
或气态脱氧产物而被排除的工艺过程。能使基体
金属氧化物还原的物质称. 为脱氧剂。
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脱氧方法、原理及特点1、源自淀脱氧：把脱氧剂 M加入到金属熔体中,使
它直接与金属中的氧按式：x[M]+y[O]=(MxOy) 进行反应。
(3) 熔剂法：利用熔剂被夹渣的吸附、溶解、化
合作用来除渣。
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a、上熔剂法：适用夹渣比重小的情况，如Al青 铜、Al黄铜；
b、下熔剂法：适用夹渣比重大的情况，如Mg及 合金; c、全体熔炼法：适用夹渣比重差不较大的情况。
如Al及合金。 (4) 过滤法：通过过滤器，利用过滤作用原理。 主要有网状过滤法、填充床过滤法和刚性微孔过
度也大
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对于Cu熔炼来说，CO2、H2O呈中性，但有 时H2O会有烧损影响，H2、CO呈还原性。 Cu+H2O=Cu2O+H2
(4) 其它因素：
炉料的块度越大，烧损程度就越大；
熔炼时间越长，烧损程度也会越大；
2、降低氧化烧损的方法
从分析影响氧化烧损的诸因素可以看出，当 所熔炼的合金一定时，主要从熔炼设备和熔炼工 艺两方面来考虑。
a、溶解于熔体中的原子气体，在凝固过程中因 过饱和而析出形成气孔
b、浇铸过程中卷入的不溶性气体（N2）形成气 孔。
c、以H2、H2O分子形态吸附于Al熔体中的 Al2O3夹渣表面。
2、熔炼过程中遇到的气体 单质气体：O2、H2、N2 H2 — 几乎溶解于所有的. 金属熔体内,形成固熔14
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夹渣：以机械混和物的形式存在，要用物理方式 除去
除渣精炼的方法：(1) 静置澄清法：利用比重差 作用原理。此法适用于金属熔体与非金属夹杂物 间密度差较大，且夹杂物颗粒不太小的合金。即 在一定精炼温度、一定时间下，放置澄清。主要 用于Cu及合金。
(2) 主要利用吸附作用原理。操作：通往惰性气 体或加入熔剂，产生精炼气体。主要用于轻金属。
(1) 选择合理炉型：尽量选用熔池面积较小、加
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热速度快的熔炉.
(2) 采用合理的加料顺序和炉料处理工艺：易氧 化烧损的炉料应加在炉料下层或待其他炉料熔化 后再加入到熔体中，也可以中间合金形式加入。
(3) 采用覆盖剂
(4) 正确控制炉温
(5) 正确控制炉气性质：对于氧化精炼的紫铜及 易于吸氢的合金，宜采用氧化性炉气。在紫铜熔 炼的还原阶段及无氧铜熔炼时，宜用还原性炉气， 并且用还原剂还原基体金属氧化物。
铜用磷脱氧的反应如下： 5[Cu2O]+2[P]=P2O5(g)+10[Cu]
6[Cu2O]+2[P]=2CuPO3(L)+10[Cu]
2、扩散脱氧：将脱氧剂加在金属熔休表面或炉
渣中，脱氧反应仅在炉渣—金属熔体界面上进行。
溶于金属中的氧会不断地根据分配定律向界面扩
散和脱氧，故称扩散脱氧。
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Cu及Cu合金采用硼化镁(Mg3B2)、碳化钙(CuC2)、 硼渣(B2O3)以及木炭、米糠。
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提高脱氧程度。
四、挥发及挥发损失
影响挥发损失的因素：(1) 炉膛面积越大，挥发 就越大
(2) 如果不断有气流流过，挥发就越大
(3) 金属的温度越高，其蒸气压越大，挥发速率 越快，挥发损失就越大。
五、夹渣和除渣精炼
杂质：能与熔体形成溶液，以原子形态存在，
要用化学的方式除去。如Cu液中的O、S、Fe。
滤法三种方法。
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第二章：吸气和脱气精炼
一、在金属中存在的形态及来源
1、铸锭中的气体形态有
(1) 以原子的形态溶解于金属晶格内，形成固溶 体
(2) 以化合物形态存在的
a、以不溶解的夹渣的形态存在，如Al3O3
b、以共晶化合物的形态存在，如Cu2O
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(3) 以气孔的形态存在（气孔主要是氢气，即有 吸氢）
熔炼与铸锭
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第一部分 有色金属熔炼的基 本原理
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第一章：金属的氧化、挥发和除渣精 炼
影响氧化烧损的因素及降低烧损的方法
1、影响因素：
(1) 金属及其氧化物的性质：
与氧的亲和力越大，烧损就越大
致密度越大，则烧损就越大
(2) 熔炼温度越高，氧化反应就越厉害，烧损 也就越严重
(3) 炉气性质：炉气的氧化性强，一般烧损程
两种脱氧方式的优缺点：
沉淀脱氧：反应接触面大，反应速度快，效 果明显，但易于产生二次污染，影响金属性能。
扩散脱氧：不会污染金属，但脱氧速度慢， 脱氧所需时间长。
3、真空脱氧
原理：降低炉内压力，使脱氧反应有利于朝
有气体生成的方向进行。其特点是：借助形成气态
脱氧产物，可增强脱氧剂的脱氧能力，加快脱氧过程，
证某些合金纯度的要求。 3、火焰炉应选用低硫燃料 4、所有与金属炉料接触. 的工具，尽可能采用不6
会带入杂质的材料制作，或用适当涂料保护好。
5、变料或转换合金时，应根据前后两种合金的 纯度和性能的要求，对熔炉进行必要的清洗处理。
6、注意辅助材料的选用。
7、加强炉料管理，杜绝混料现象。
三、金属的脱氧