铜及铜合金的熔炼设备及技术
黄铜的熔炼技术流程资料
黄铜的熔炼技术流程资料以锌为主要合金元素的铜基合金为黄铜，分为普通黄铜和特殊黄铜两类。
普通黄铜是铜和锌组成的两元合金，主要用于压力加工。
在普通黄铜的基础上加入其他合金元素（如硅、铝、锰、铅、铁、镍等），便成为特殊黄铜。
铸造黄铜大多是特殊黄铜。
（1）合金的配料及金属炉料要求铜合金的化学成分中，由于主要成分变化范围较大，因此在配料计算的过程中，应根据其性能要求，选择适当的配料成分。
合金的化学成分应符合GB1176-87，几种常用的黄铜熔炼配料成分按表1进行。
要求炉料应干燥、清洁，有污物锈蚀应经吹砂清理。
（2）炉料配比按照一般的铸造惯例，新料成分占炉料的总重量应≥30%，回炉料≤70%。
但在实际生产中，我们考虑到铜合金的回炉料比较多，在炉料的配比时回炉料的质量百分比≥90%时，熔化质量依然很好，化学光谱分析证明铸件的成分合格。
回炉料较多时需要考虑合金中的杂质是否超标。
（3）熔炼前的准备①金属炉料的准备：回炉料是同牌号的废铸件、浇冒口及重熔铸锭，需要具有明确的化学成分。
入炉前吹砂清除表面污物，经预热后装炉（首批冷炉熔化可随炉预热）；电解铜经吹砂去除污物，在500-550℃预热后去除水分后，才能装炉（首批冷炉熔化可随炉预热；纯金属元素入炉前可在炉边预热。
金属炉料的最大块度不应超过坩埚直径的1/3，长度不应超过坩埚深度的4/5。
②坩埚和熔炼设备及工具的准备：坩埚使用前应无裂纹和影响安全的其他损伤,新坩埚必须经过低温缓慢加热处理，以防产生裂纹；旧坩埚将内表面熔渣清理干净；用新石墨坩埚及更换熔炼合金种类时，熔炼前坩埚应熔化同牌号系列合金进行洗炉；用耐火材料及石墨做成的搅拌棒必须彻底清理残余涂料和锈迹，并涂敷一层耐火材料或刷涂料后烘干待用；锭模在使用前必须彻底清理干净，涂涂料后预热至100-150℃待用。
（4）覆盖剂及熔剂的准备①木炭应装入密封的烘烤箱内，在不低于800℃烘烤4h，待用时要防止吸潮。
②覆盖剂由硼砂63%、碎玻璃37%组成，也可用干燥木炭作覆盖剂。
铜冶炼技术
铜冶炼过程中会产生大量的废水，这些废水中含有重金属 离子和有害物质，如果未经处理直接排放，会对水体造成 严重污染。
固体废弃物处理
铜冶炼过程中会产生大量的固体废弃物，包括炉渣、污泥 等，这些废弃物如果未经处理随意堆放，会对土壤和环境 造成污染。
铜冶炼过程中的安全问题
高温熔炼过程
铜冶炼过程中需要将铜矿石高温熔炼成铜液，这个过程中如果操作 不当，会造成高温烫伤和爆炸等安全事故。
同时将铜提取出来。
熔炼设备
采用鼓风炉、电炉或反射炉进行 熔炼。
熔炼过程
熔炼过程中需加入适量的熔剂， 以除去杂质和调节熔融物的成分
。
铜的吹炼
吹炼目的
01
通过向熔融物中鼓入空气，使杂质氧化并从熔融物中分离出去
，得到粗铜。
吹炼设备
02
采用转炉或连续吹炼炉进行吹炼。
吹炼过程
03
吹炼过程中需控制温度和气氛，以保证杂质的有效去除和粗铜
的质量。
铜的电解精炼
电解精炼目的
通过电解过程，使粗铜中的杂质进入阳极泥中， 得到纯度较高的电解铜。
电解设备
采用电解槽进行电解精炼。
电解过程
电解过程中需控制电流密度、电解液成分和温度 等参数，以保证电解铜的质量。
03
铜冶炼的环保与安全
铜冶炼过程中的环保问题
废气排放
铜冶炼过程中会产生大量的废气，包括二氧化硫、氮氧化 物等，这些废气如果未经处理直接排放，会对大气环境造 成严重污染。
铜精矿的焙烧与制团
焙烧目的
通过高温焙烧，使铜精矿 中的硫氧化，生成二氧化 硫气体，同时去除部分杂 质。
焙烧方式
采用回转窑或沸腾焙烧炉 进行焙烧。
制团
铜合金铸造工艺操作流程及要点—
表2熔炼流程中的操作要点
步骤
要点
工具与用品准备
⑴提前准备好热电偶、钟罩、扒渣工具、搅拌工具、铁锤、铁钳等必要工具和精炼剂、覆盖剂、涂料等用品.
⑵钟罩、扒渣工具、搅拌工具需要在使用前上好涂料并烤干。
⑶锡白铜使用的工具用涂料为氧化锆，铝白铜使用的工具涂料为氧化锌。
炉料配制与加料原则
⑴按照烧损量原则计算好各个组元成分含量，每次配12Kg料，得两个锭。
⑵炉料称量时至少需要两个人确认称量准确无误。
⑶向坩埚内加铜、镍的原则:少量铜(下）→全部镍（中)→剩余铜（上）。
⑷加入易烧损的元素（TI、Al等）要用钟罩按进金属液体内。
⑸炉料添加前应充分预热除水分。
模具预热与上涂料
⑴上涂料前模具预热到150℃左右，上完涂料后在浇铸前模具预热到350℃左右。
⑵锡白铜使用的模具涂料为4％石墨+96％机油，铝白铜使用的模具涂料为氧化锌。
坩埚使用原则
⑴冷坩埚使用前将坩埚在200℃下充分预热。
⑵不能用硼砂作为覆盖剂
⑶浇铸完成后，应迅速清理坩埚内残留的金属、渣等残留物。
炉子使用及功率调节原则
金属型重力铸造铜合金工艺流程及操作要点
1、工艺流程图
2、操作要点
表1熔炼工艺技术条件卡片
合金种类
出炉温度
脱氧剂
覆盖剂
精炼剂
加料与融化操作顺序
锡白铜
1220~1250℃
铜—磷
木炭
冰晶石
铜+镍+木炭→融化→磷铜除氧→锡→除气→磷铜除氧→钛→测温→精炼、搅拌、捞渣→浇铸
金属冶炼设备与装备介绍
耐高温、耐腐
卫星等
蚀等
汽车制造行业对 金属冶炼设备的 需求量大
金属冶炼设备在 汽车制造行业的 应用广泛，包括 车身、底盘、发 动机等部件的生 产
金属冶炼设备在 汽车制造行业的 技术要求高，需 要满足高强度、 轻量化、环保等 要求
金属冶炼设备在 汽车制造行业的 发展趋势是智能 化、自动化、绿 色化
PART SIX
精炼金属：去除金属中的杂质，提高金 属纯度
铸造金属：将液态金属浇铸成各种形状 和尺寸的铸件
热处理：改变金属的物理和化学性质， 提高其性能和耐用性
加工金属：将金属加工成各种形状和尺 寸的零件或产品
检测金属：检测金属的质量、性能和缺 陷，确保产品质量和安全性
原料准备：包括矿石、燃料、溶剂等
熔炼：将原料加热至熔点，形成熔融状 态
节能减排：降低 能耗，减少污染 物排放
循环利用：提高 资源利用率，减 少废弃物产生
环保材料：使用 环保材料，减少 对环境的影响
智能化：提高生产 效率，降低人工成 本，减少能源消耗
提高生产效率： 通过优化设备结 构和工艺流程， 提高生产效率
降低能耗：采用 节能技术和设备， 降低能耗，减少 环境污染
连铸机：用于连续铸造金属的机械设备
切割机：用于将铸坯切割成一定长度的设备
结晶器：用于冷却和凝固金属的装置
冷却系统：用于冷却铸坯的设备
拉坯机：用于将铸坯从结晶器中拉出的设备
控制系统：用于控制连铸过程的设备
轧辊：用于轧制 金属，分为工作 辊和支撑辊
轧机：用于轧制 金属，分为热轧 机和冷轧机
轧制线：用于连 接轧辊和轧机， 实现连续轧制
,
汇报人：
CONTENTS
PART ONE
熔炼工艺与技术
各组分材料在熔炼过程中应具有良好的相容性， 以保持材料的稳定性。
CHAPTER 04
熔炼过程控制与优化
熔炼过程的热力学控制
1 2 3
热力学第一定律
熔炼过程中能量的转化与守恒，涉及加热、熔化 、蒸发等过程所需的热量计算和控制。
热力学第二定律
熔炼过程中的熵增原理，即自发反应总是向着熵 增加的方向进行，影响熔炼过程的自发性和方向 性。
感应熔炼技术
总结词
利用高频电磁场感应加热原理熔化金属的熔炼技术。
详细描述
感应熔炼技术利用高频电磁场感应加热原理，使金属产生涡流加热并熔化。该技术具有高效、节能、环保等优点 ，广泛应用于有色金属、钢铁、稀有金属等的熔炼和连铸连轧工艺。
真空熔炼技术
总结词
在真空环境下进行金属熔炼的熔炼技术 。
VS
详细描述
真空熔炼技术是在真空环境下进行金属熔 炼的一种技术，通过降低气体分压，减少 金属氧化和挥发的可能性。该技术广泛应 用于稀有金属、难熔金属、高温合金等的 熔炼和精炼，能够获得高纯度、高性能的 金属材料。
火焰熔炼技术
总结词
利用燃气燃烧产生的高温火焰熔化金属的熔 炼技术。
详细描述
火焰熔炼技术利用燃气燃烧产生的高温火焰 来熔化金属，通常采用煤气或天然气作为燃 料，通过调整火焰温度和气氛来控制金属的 熔炼过程。该技术广泛应用于钢铁、有色金 属等的熔炼和连铸连轧工艺。
根据工艺特点
根据工艺特点，熔炼可分为连续熔炼和间歇熔炼。连续熔炼 是指金属或合金在持续不断的加热过程中连续不断地熔化； 而间歇熔炼则是在一个封闭的炉子中分批进行，每批熔炼完 成后需要打开炉子进行操作。
CHAPTER 02
熔炼技术
电弧熔炼技术
25公斤真空感应熔炼炉技术方案范文--14-图文
25公斤真空感应熔炼炉技术方案范文--14-图文ZG-0.025L周期式真空感应熔炼炉技术一、设备用途ZG-0.025L周期式真空感应电炉是熔炼坩埚封闭在真空室中，利用电磁感应产生的涡流热做热源（电能转换成热能）。
在真空状态下进行高温合金的真空熔炼炼、真空浇铸浇铸，从而得到高质量材料的熔炼设备。
本套电炉用于熔炼铜合金。
主要由炉体、炉盖、合金加料、测温装置、机械搅拌装置、底吹气装置、中频电源、进电装置、倾炉浇铸装置、真空系统、中频电源、电气控制系统、设备冷却系统等构成型号：ZG－0.025L表示：25kg真空感应熔炼炉，立式结构，可控硅中频电源。
二、主要参数1、熔炼炉部分名称单位数值设备总功率千瓦（Kw）100电源电压伏（V）380（三相）电源频率赫（Hz）50额定容量公斤（Kg）25中频电源功率千瓦（Kw）50熔化时间分钟（Min）30-40额定电压（中频输出）伏（V）250-375额定频率赫兹（Hz）2500最高工作温度度（℃）2000(石墨坩埚)工作温度度（℃）1650极限真空度帕（Pa）≦6.67某10-3工作真空度帕（Pa）≦6.67某10-2泄漏率帕/小时（Pa/h）4.0抽真空时间：由大气压力下至工作真空度时间≦10分钟|（热炉）测温方式钨铼热电偶测温+红外线测温坩埚材质适用石墨坩埚、氧化镁坩埚、三氧化二铝坩埚、氧化钙、金属坩埚等模具形式：钢模、石墨模具、水冷模具模具高度：600mm 冷却水循环量：立方米/小时（m/h）12.0设备布局:长4500mm宽3000mm高2500mm3三.ZG-0.025L周期式真空感应熔炼炉的结构ZG-0.025L周期式真空感应熔炼炉主要由：真空熔炼炉体、感应线圈、真空系统、中频电源、电控装置、测温等辅助功能系统、水冷却系统等组成组成。
4.1熔炼炉体：熔炼炉体由主炉盖、炉体、侧开门、炉盖升降移动机构等组成。
4.1.1炉体熔炼炉体内壁为304不锈钢，外壁及加强筋为Q235碳钢，内外炉壁之间通冷却水的双层立式水冷结构，炉体内外壁之间有加强筋，足够刚度和强度，抽负压不会变形，安全可靠。
铜和铜合金的熔炼技术
铜及铜合金的熔炼技术东北大学成型0902 王玙 20211721 1：概述铜是人类最早使用的金属。
早在史前时代,人们就开场采掘露天铜矿,并用获取的铜制造武器、工具和其他器皿，铜的使用对早期人类文明的进步影响深远。
铜存在于地壳和海洋中。
铜在地壳中的含量约为0.01％，在个别铜矿床中，铜的含量可以到达3－5％。
自然界中的铜，多数以化合物即铜矿物存在。
铜矿物与其他矿物聚合成铜矿石，开采出来的铜矿石，经过选矿而成为含铜品位较高的铜精矿。
铜矿石分为三类：〔1〕硫化矿，如黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu5FeS4)和辉铜矿(Cu2S)等。
〔2〕氧化矿，如赤铜矿(Cu2O)、孔雀石[CuCO3Cu(OH)2]、蓝铜矿[2CuCO3Cu(OH)2]、硅孔雀石(CuSiO32H2O)等。
〔3〕自然铜。
铜矿石中铜的含量1％左右〔0.5％～3％〕便有开采价值，因为采用浮选法可以把矿石中一局部脉石等杂质除去，而得到含铜量较高〔8％～35％〕的精矿砂。
纯铜：面心立方晶格，原子量 63.54，密度8.9，熔点1083℃电阻率0.01673 欧姆 mm2/m ，线性膨胀数17.6×10-6/℃，导热率0-100℃399W/mk。
软态 280MPA，延伸率≥40%从铜矿中开采出来的铜矿石，经过选矿成为含铜品位较高的铜精矿或者说是铜矿砂，铜精矿需要经过冶炼提成,才能成为精铜及铜制品.目前，世界上铜的冶炼方式主要有两种：火法冶炼与湿法冶炼〕1．火法:通过熔融冶炼和电解精火炼消费出阴极铜，也即电解铜，一般适于高品位的硫化铜矿。
除了铜精矿之外,废铜做为精炼铜的主要原料之一，包括旧废铜和新废铜，旧废铜来自旧设备和旧机器，废弃的楼房和地下管道；新废铜来自加工厂弃掉的铜屑(铜材的产出比为50％左右),一般废铜供给较稳定，废铜可以分为：裸杂铜:品位在90％以上；黄杂铜〔电线〕:含铜物料〔旧马达、电路板〕；由废铜和其他类似材料消费出的铜，也称为再生铜。
铜合金及其熔炼技术
第二篇铜合金及其熔炼技术第5章概述5.1 铜的自然属性铜是人类最早发现的古老金属之一，早在三千多年前人类就开始使用铜。
自然界中的铜分为自然铜、氧化铜矿和硫化铜矿。
自然铜及氧化铜的储量少，现在世界上80％以上的铜是从硫化铁矿精炼出来的，这种矿石含铜量极低，一般在2％～3％左右。
纯铜呈浅玫瑰色或淡红色。
铜具有许多可贵的物理化学特性，例如其热导率和电导率都很高，化学稳定性强，强度大，易熔接，具抗腐蚀性、可塑性、延展性。
铜是一种质地坚硬的金属，耐腐蚀，能在各种不同环境中不受损坏。
铜在化学活性排序的序位很低，仅高于银、铂、金，因而性能极稳定。
铜在大气中还会生成氧化铜膜，防止铜进一步氧化腐蚀，所以当许多同时期的铁制器早已锈迹斑斑，甚而变成氧化物化为灰烬时，铜依然性能良好。
铜的这种耐腐性，在建筑方面得到了广泛的应用。
在西方，铜屋顶是高档建筑的首选建筑屋顶，在供水和供暖系统中更是独占鳌头。
铜还是一种最佳的环保材料，其在环境中的浓度一直处于安全界限之内。
铜可以循环使用，不产生垃圾，而再生铜可保持原铜所有的优越性能，其他再生材料则远不能如此另外与其他材料相比，铜对环境更“友善”之处在于，铜在再生过程中不会产生有害物质及废物。
铜是人体中不可缺少的微量元素，铜含量的多少对维护健康更有重要的作用。
一旦铜的含量减少，就会使脑细胞色素氧化酶减少，活力下降，从而使人出现记忆衰退、思维混乱、反应迟钝以及步态不稳、运动失常等病态，同时，人体在造血过程中，血红蛋白中的铁需要由来源于食物中的二价铁转化为三价铁，这样的转化过程必需有铜的参与才能完成。
如果体内缺铜，就会导致铁的转化困难而诱发贫血而在临床中，许多铁性贫血患者，在单纯补铁效果不佳的A况下，适当增加铜的补充，也会使贫血现象得到缓和。
美国科学家提醒人们，在预防心脏病的时候，绝时不可以忽视铜元素的缺乏，因为，铜在参与体内多种酶的合成中，能够促便胶原物质正常产生。
而胶原物质则可以促使心脏和血管壁保持弹性，从而起到了防止动脉硬化的作用。
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一、对铜及铜合金熔炼设备的基本要求
铜及铜合金熔炼中突出的问题是合金元素易氧化，合金容易吸气。
从获得含气量和氧化夹杂物少、化学成分均匀、合格的高质量合金液以及优质、高产、低消耗地生产铜及铜合金铸件和加工制品及材料出发，对其熔炼设备的要求是：①有利于金属炉料的快速熔化和升温，熔炼时间短，元素烧损和吸气少，合金液纯净；②燃料、电能消耗低，热效率和生产率高，坩埚、炉衬寿命长；③操作简便，炉温便于调整和控制，劳动卫生条件好。
二、铜及铜合金的熔炼炉种类很多，每种熔炉在结构和熔炼工艺等方面各有特点，在不同条件下使用。
因此，在选用熔炼炉时，必须从热能来源、合金种类、质量要求、铸件的大小、批量、产量、操作条件和劳动条件等方面综合考虑、合理地选用，要因地制宜。
在铜合金熔炼中应用最广泛的应属有芯（无芯）感应炉和上述的反射炉。
三、液态、气体燃料坩埚及其熔炼技术
与固体燃料坩埚炉相比，这种炉子由于燃料与空气混合均匀，燃烧速度快而稳定，熔化速度快，符合快速熔炼的要求，炉温可以控制，合金液质量较高，劳动条件好，铜与铜合金及中间合金可以熔化，在中、小车间很适用。
但这类炉子炉温控制不如电炉方便，要求有较熟练的操作水平。
这类炉子分为固定式和可倾式两种。
固定式柴油坩埚化铜炉，容量100kg。
喷嘴将风、油混合物以切线方向喷人炉中，火焰自下而上旋绕坩埚运动。
炉膛下部直径较大，使有足够的空间和时间使燃料得以充分燃烧，放出热量。
炉口直径缩小，以增加气流速度，提高传热效果。
这种炉子浇铸时需要有坩埚的起吊设备。
倾斜式柴油坩埚炉，容量150kg。
这种熔炉通过回转手轮、涡轮、蜗杆等旋转机构，使支承在支架上的炉体在90℃范围内倾转倒出铜液，缩短了辅助时间，节省了起吊设备，改善了劳动条件。
每炉熔炼时间40~50min（第一炉容量时间较长），每班产量可达1t左右，生产效率高。
四、电阻坩埚炉及其熔炼技术
①电阻坩埚炉是利用电流通过电热体发热加热融化合金，炉子容量一般为100~500kg，大炉子的容量可达1500kg。
电热体有金属（镍铬合金或铁铬铝合金）和非金属（碳化硅）两种，是广泛用来熔化铜合金的炉子。
这种炉子的优点是炉气为中性，铜液不会强烈氧化，炉温便于控制，操作技术容易掌握，劳动条件好。
②这种炉子最大的缺点是熔炼时间长，熔炼500~600kg铜液，第一炉需要5~5.6h，耗电较大，生产率低。
由于铜液在高温下长时间停留，会引起吸气等不良后果。
③因为坩埚和炉体倾转或造成电阻丝的移动、变形甚至断裂等，降低电阻丝使用寿命，所以一般做成固定式的。
浇铸中，小铸件是用手提浇包直接自坩埚中舀取铜液。
当浇铸较大的铸件时，可吊出坩埚进行浇铸。
在生产规模不大的中、小型车间，铜合金的熔化、精炼及变质处理在同一坩埚炉内进行，当生产规模较大时，常常采用双联法。
即铜合金的熔化在容量较大（200kg以上）、熔化速度快、炉体可以倾转的柴油或煤油坩埚炉中进行，熔化后的铜液则浇入包后转入炉气稳定、炉温容易控制、劳动条件较好、但熔化速度较慢的电阻坩埚炉中进行精炼、变质处理及保温。
五、反射炉及其熔炼技术
反射炉按能源区分为火焰反射和电阻反射炉两类。
熔炼技术亦分为火焰反射炉熔炼技术和电阻反射炉熔炼技术。
六、火焰反射炉及其熔炼技术
①火焰反射炉分固定式或回转式（可请式）,可用来熔炼纯铜和铜合金，容量较小时做成可倾式的。
火焰反射炉是利用高温火焰经炉顶辐射及火焰直接传热来加热和熔化炉料的。
可用固体、液体和气体作燃料，现多用液体和气体燃料。
炉膛温度可达1600~1700℃。
这种熔炉容量较大，为几百千克到几十吨，可达120t。
多用于紫铜的熔炼。
②液体燃料熔铜反射炉，炉
子容量分别为10t和40t。
这种炉子的燃烧室和熔炼室在一起，由喷嘴雾化后的油粒与空气边混合边燃烧。
高温火焰顺着向下倾斜的炉顶运动，在前墙转弯后掠过熔池，从开设在后墙下部的三排烟口流入烟道从炉内排出。
金属的加热和熔化主要是靠被加热到高温的炉顶、炉墙的辐射传热，以及火焰流动中的辐射和对流传热。
③炉顶受热强度大，温度高，宜用热稳定性好的耐火砖砌墙。
火焰反射炉的优点是炉膛容积大，可熔化大块炉料，炉子容量大，生产率高，经修补，可熔炼300炉次左右，广泛使用在铸件重、产量大的铸铜车间。
其缺点是熔池表面积大。
深度浅，炉气与金属直接接触，造成熔体氧化，挥发烧损较大，一般为3%~6%；有溶剂熔炼时，烧损小些，为下限。
金属上下层没有对流，温度和成分不够均匀，故需采取强化搅拌措施。
火焰反射炉的生产劳动强度大，炉气带走的热量多，炉体的蓄热损失也大。
加之熔池受热面积大，火焰反射炉的热效率低，烟尘容易污染环境。
采用机械下料和搅拌器，可以减轻劳动强度；采用高压富氧喷嘴的附设一套换热装置，可提高生产率和热效率。