PDF《C22B 15/00》

[19]中华人民共和国国家知识产权局 [12]发明专利申请公开说明书 [11]公开号 CN 1556231A [43]公开日 2004年12月22日[21]申请号 200310109850.

7 [22]申请日 2003.12.30 [21]申请号 200310109850.7 [71]申请人 上海交通大学 地址 200240上海市闵行区东川路800号[72]发明人 高海燕 倪红军 孙宝德 [74]专利代理机构 上海交达专利事务所 代理人 王锡麟 王桂忠 [51]Int.CI7 C22B 15/00 C22B 7/00 权利要求书

1 页 说明书

3 页 附图

1 页[54]发明名称 利用废旧紫铜生产无氧铜的工艺 [57]摘要 一种利用废旧紫铜生产无氧铜的工艺,属于金 属冶炼领域.本发明首先将废旧紫铜进行分拣,分 拣后的废旧紫铜进行烘烤,再经水洗并烘干后直接 投炉,然后通过石墨管向熔炼炉内鼓入压缩空气或 富氧空气,将熔体中的杂质氧化,采用熔剂覆盖熔 炼炉,采用石墨粉覆盖保温炉,在流槽两端安装泡 沫陶瓷过滤板,在保温炉中安装木炭过滤脱氧装置, 最终进入保温炉的熔体全部进入木炭过滤脱氧装置 彻底脱氧.采用该工艺,废旧紫铜的熔体成分均匀, 工序简单、能耗低,而且废旧紫铜用量占炉料的比 例不受限制,制品的氧含量低于10ppm,甚至在5pp m以下,电阻率不大于0.017241Ω.mm

2 .m -1 . 200310109850.7 权利要求书第1/1页

21、一种利用废旧紫铜生产无氧铜的工艺,其特征在于,首先将废旧紫铜进 行分拣,分拣后的废旧紫铜进行烘烤,再经水洗并烘干后直接投炉,然后通过 石墨管向熔炼炉内鼓入压缩空气或富氧空气,将熔体中的杂质氧化,采用熔剂 覆盖熔炼炉,采用石墨粉覆盖保温炉,在流槽两端安装泡沫陶瓷过滤板,在保 温炉中安装木炭过滤脱氧装置,最终进入保温炉的熔体全部进入木炭过滤脱氧 装置彻底脱氧.

2、根据权利要求1所述的利用废旧紫铜生产无氧铜的工艺,其特征是,以 下对本发明作进一步的限定,工艺步骤如下: (

1 ) 分拣废旧紫铜,去除其中混杂的铝丝、锡焊头金属杂质;

(2)废紫铜在400~500℃烘烤,去除表面油污及附着物,经水洗并烘干后 投入熔炼炉中熔炼;

(3) 通过石墨管向熔炼炉内鼓入压缩空气或富氧空气,使杂质转化为氧化 物,同时驱除熔体内溶解的氢;

(

4 ) 熔炼炉熔池采用中性熔剂覆盖,吸附熔体内的氧化夹杂;

(5) 在连接熔炼炉和保温炉之间的流槽两端各安装一泡沫陶瓷过滤板,第 一过滤板的孔径大于第二过滤板的孔径,它们形成对熔体的两级过滤,避免氧 化物进入保温炉;

(6)保温炉熔池采用石墨粉严密覆盖;

(7) 在保温炉内安装过滤脱氧装置,进入保温炉的熔体经过该过滤脱氧装 置,该过滤脱氧装置框架材料选用碳化硅结合氮化硅陶瓷或者石墨,过滤介质 的主要成分为煅烧木炭,熔体在过滤脱氧和熔池表面石墨粉的扩散脱氧作用下, 氧含量迅速降低. 200310109850.7 说明书第1/3页3利用废旧紫铜生产无氧铜的工艺 技术领域 本发明涉及的是一种生产无氧铜的工艺,特别是一种利用废旧紫铜生产无 氧铜的工艺,属于金属冶炼领域. 背景技术 目前,无氧铜的生产对原料的要求很高,表面无铜豆和开花粒子的优质阴 极铜板,切除挂耳后方可使用.其生产工艺为:工频炉还原气氛熔炼(木炭覆 盖)―保温(石墨粉覆盖)―上引铸造―半成品或成品.废旧紫铜生产无氧铜 的方法主要有两类:一是传统的间接利用,即将废旧紫铜熔炼成阳极铜,电解 成阴极铜后再使用.这种间接利用工序复杂、周期长、能耗高而且造成环境污 染;

二是直接利用. 经检索发现,童古林等人在《铸造》,1999,第48卷第5期:23~24上发表 了"利用废旧紫铜生产上引铸造无氧铜的途径"一文,该文中将废旧紫铜分拣 打包后直接投炉,同时加入铜稀土合金净化熔体.该直接利用工艺虽然操作简 单,但由于添加铜稀土只能去除少量杂质,因此废旧紫铜只能占炉料总量 10~20%,而且由于熔体成分波动,产品质量不稳定. 发明内容 本发明的目的在于克服现有技术中的不足,提供一种利用废旧紫铜生产无 氧铜的工艺,直接利用废旧紫铜生产无氧铜.采用氧化气氛熔炼,将废旧紫铜 中的杂质元素转化为氧化物,同时去除熔体中溶解的氢;

应用熔剂净化技术和 泡沫陶瓷过滤板两级过滤,去除杂质氧化物;

采用煅烧的块状木炭过滤熔体, 使熔体中氧含量降至10ppm,甚至5ppm以下,制品的电阻率不大于0.017241 Ω.mm

2 .m -1 . 本发明是通过以下技术方案实现的,本发明方法如下:首先将废旧紫铜进 行分拣,分拣后的废旧紫铜在400~500℃进行烘烤,再经水洗并烘干后直接投 炉,通过石墨管向熔炼炉内鼓入压缩空气或富氧空气,将熔体中的杂质氧化, 200310109850.7 说明书第2/3页4采用熔剂覆盖熔炼炉,采用石墨粉覆盖保温炉,在流槽两端安装泡沫陶瓷过滤 板,在保温炉中安装木炭过滤脱氧装置,进入保温炉的熔体全部进入木炭过滤 脱氧装置彻底脱氧. 以下对本发明作进一步的限定,工艺步骤如下: (

1 ) 分拣废旧紫铜,去除其中混杂的铝丝、锡焊头等金属杂质;

(2)废紫铜在400~500℃烘烤,去除表面油污及其它附着物,经水洗并烘 干后投入熔炼炉中熔炼;

(3)通过石墨管向熔炼炉内鼓入压缩空气或富氧空气,使杂质转化为氧化 物,同时驱除熔体内溶解的氢;

(

4 ) 熔炼炉熔池采用中性熔剂覆盖,吸附熔体内的氧化夹杂;

(5)在连接熔炼炉和保温炉之间的流槽两端各安装一泡沫陶瓷过滤板,第 一过滤板的孔径大于第二过滤板的孔径,它们形成对熔体的两级过滤,保证了 杂质氧化物无法进入保温炉;

(6)保温炉熔池采用石墨粉严密覆盖;

(7)在保温炉内安装过滤脱氧装置,进入保温炉的熔体必须经过该过滤脱 氧装置,该过滤脱氧装置框架材料选用碳化硅结合氮化硅陶瓷或者石墨,过滤 介质的主要成分为煅烧木炭,其脱氧速度快,而且不会对熔体造成二次污染. 熔体在过滤脱氧和熔池表面石墨粉的扩散脱氧作用下,氧含量迅速降低. 本发明采用了氧化熔炼与熔剂除渣、二级泡沫陶瓷过滤除渣相结合的铜熔 体除杂工艺,废旧紫铜经简单预处理后即可直接作为炉料使用,采用氧化气氛 熔炼,应用熔剂造渣和泡沫陶瓷两级过滤,基本除去由废旧紫铜带入熔体的杂 质元素,通过过滤脱氧装置后,熔体中氧含量迅速降低.采用该工艺后,废旧 紫铜的熔体成分均匀,工序简单、能耗低,而且废旧紫铜用量占炉料的比例不 受限制,制品的氧含量低于10ppm,甚至在5ppm以下,电阻率不大于0.017241 Ω.mm

2 .m -1 . 附图说明 图1本发明工艺流程框图 具体实施方式 如图1所示,结合本发明的内容提供以下具体的实施例:将废旧紫铜按本发明的要求预处理后,按不同比例配入炉料中使用.保证 200310109850.7 说明书第3/3页5氧化后期熔体中氧浓度达到0.2~0.4%重量百分比,陶瓷过滤板的孔径范围为 10-50ppi(每平方英寸的孔洞数),熔剂层厚度范围为5-8mm,过滤脱氧时间 10~60s,即可生产出合格的无氧铜制品. 具体效果如下表: 实施例 废旧紫铜 量/重量百 分比 熔剂层厚 度/mm 过滤板配置/ppi 过滤脱氧 时间/s 氧浓度 /ppm 电阻率/ Ω.mm

2 . m -1 第一滤 板 第二滤 板110

5 10

50 15

5 0.017130

2 20

5 15

50 18

9 0.017075

3 30

6 15

40 25

4 0.017195

4 50

7 10

40 30

4 0.017172

5 100

8 10

50 60

8 0.017119 200310109850.7 说明书附图第1/1页6图1