一种白铜合金圆锭的生产方法与流程

本发明属于金属锭生产技术领域，涉及白铜合金圆锭的生产方法。

背景技术：

白铜合金因其具有良好的耐海水腐蚀性能，抗海洋生物附着性能，美丽的色泽等，被广泛应用于海洋舰船、海洋工程、乐器及医疗器材等行业。现有白铜合金圆锭生产，普遍采用带有石墨件控流装置的生产设备进行，工艺控制流程较长。由于白铜合金浇铸温度较高，导致石墨件及液态金属覆盖剂消耗量大，较长的工艺控制导致圆锭质量影响因素增加，不利于圆锭质量控制。

技术实现要素：

本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种由中频感应熔炼炉熔化，熔化后的液态金属经转料流槽、滤渣坩埚直接流入结晶器，完成白铜圆锭浇铸的生产过程。

上述目的是通过以下技术方案实现的：一种白铜合金圆锭的生产方法，白铜合金的通式为cuanibfecmnd，其中以质量百分数表示，4≤b≤31.5、0≤c≤1.8、0≤d≤1.2，a为余量，合金中杂质总和不大于0.5，其步骤是：（1）将电解铜、电解镍、废铁加入中频感应熔炼炉内进行熔化；

（2）加入其他工艺返料，并在炉膛内加入覆盖剂木炭，使其内金属全部熔化；

（3）待温度达到1280-1300℃时，对液态金属表面的浮渣进行清理；

（4）加入电解锰，并在液态金属表面均匀洒一层精炼剂冰晶石；

（5）再次加入覆盖剂木炭，确保无液态金属裸漏；

（6）检验调整合金中各元素含量，待元素含量达到要求后将液态金属温度调整至1320-1360℃；

（7）在炉膛内加入脱氧剂，并利用铜质器具进行搅拌；

（8）静置4-6min后，启动炉体倾动操作，实现液态金属经转料流槽、滤渣坩埚流入结晶器内，完成浇铸操作。

优选的是：步骤（7）所用的脱氧剂为cu-mg合金，整个生产过程所用的脱氧剂的用量以mg含量不超过原料总量的0.1%为准。

优选的是，在炉膛内加入脱氧剂之外，在结晶器内也加入脱氧剂，在炉膛内加入脱氧剂的加入量为整个生产过程所用的脱氧剂的用量的80%，一次性加入；在结晶器内脱氧剂的加入量为整个生产过程所用的脱氧剂的用量的20%，按浇铸米数分次加入，每浇铸1m向结晶器内加入一等份的脱氧剂。

步骤（8）滤渣坩埚为石墨坩埚。

所用的冰晶石的用量为原料总量的0.12%。

所用的覆盖剂木炭的用量为每吨合金15kg，其中40%的木炭在工艺返料加入后加入，剩余木炭在精炼剂加入后立即加入。

本发明的有益效果在于：

（1）本发明提供的生产方法与现有铸锭生产方法相比，采用中频炉熔化固态金属，通过加入精炼剂进行精炼，精炼后成分合格的液态金属经转料流槽、石墨坩埚直接进入结晶器，缩短了铸锭生产工艺流程，减少了铸锭生产过程中质量控制影响因素，有利于提高铸锭质量控制。

（2）本发明提供的生产方法，减少了铸锭生产过程中石墨件及液态金属覆盖剂的消耗，降低了铸锭生产成本。

（3）本发明提供的生产方法，采用不同时机加入脱氧剂对液态金属进行脱氧，消除了液态金属经流槽直接转料过程中的吸气，稳定了液态金属质量，提高了圆锭结晶组织质量，杜绝了铸锭结晶组织中气孔等组织缺陷的产生。

附图说明

图1为本发明生产的白铜铸锭宏观组织金相图；

1-表层细晶区晶、2-内部柱状晶区、3-中心等轴晶区。

具体实施方式

本发明生产的白铜合金圆锭的合金通式为cuanibfecmnd，其中以质量百分数表示，4≤b≤31.5、0≤c≤1.8、0≤d≤1.2，a为余量，合金中杂质总和不大于0.5。

如图1所示，本发明生产的铸锭结晶组织由表层细晶区晶1、内部柱状晶区2和中心等轴晶区3组成。

实施例1

生产一种镍含量为4.4%-5%的白铜合金圆锭。合金总量为4000kg，其中新金属的配比为50%，工艺返料的配比为50%。将质量百分比为45%的电解铜、5%的电解镍加入炉膛内，进行熔化，待物料全部熔化完成后加入50%的工艺返料，在金属表面加入木炭，木炭的用量为每吨合金6kg。待所有金属物料完全熔化后，将液态金属的温度提升至1280-1300℃。用捞渣工具将液态金属表面的浮渣全部清理干净。在液态金属表面均匀洒一层冰晶石，冰晶石的加入量为4.8kg。然后立即向液态金属表面加入剩余的木炭9kg，并覆盖均匀，确保液态金属无裸漏。取样进行化学元素含量分析，待化学元素含量满足合金要求后，将液态金属温度调整至1320-1340℃。在液态金属内加入mg含量为20%的cu-mg合金进行脱氧，并利用铜质器具进行搅拌。脱氧剂的加入量为16kg。将剩余4kg的cu-mg合金4等分，以备圆锭浇铸时使用。静置5min后，启动炉体倾动操作，使液态金属经转料流槽、滤渣石墨坩埚直接流入结晶器，实现浇铸。在浇铸过程中，每浇铸一米，加入1kgcu-mg合金。

实施例2

生产一种镍含量为10%～11%、铁含量为1.5%～1.8%、锰含量为0.5%～1%的白铜合金圆锭。合金总量为4000kg，其中新金属的配比为50%，工艺返料的配比为50%。将质量百分比为43.5%的电解铜、10.75%的电解镍、0.75%的铁加入炉膛内，进行熔化，待物料全部熔化完成后加入50%的工艺返料，在金属表面加入木炭，木炭的用量为每吨合金6kg。待所有金属物料完全熔化后，将液态金属的温度提升至1280-1300℃。用捞渣工具将液态金属表面的浮渣全部清理干净。加入0.45%的电解锰，并在液态金属表面均匀洒一层冰晶石。冰晶石的加入量为4.8kg。然后立即向液态金属表面加入剩余的木炭9kg，并覆盖均匀，确保液态金属无裸漏。观察物料全部熔化后取样进行化学元素含量分析，待化学元素含量满足合金要求后，将液态金属温度调整至1320-1340℃。在液态金属内加入mg含量为20%的cu-mg合金进行脱氧，并利用铜质器具进行搅拌。脱氧剂的加入量为16kg。将剩余4kg的cu-mg合金4等分，以备圆锭浇铸时使用。静置5min后，启动炉体倾动操作，使液态金属经转料流槽、滤渣石墨坩埚直接流入结晶器，实现浇铸。在浇铸过程中，每浇铸一米，加入1kgcu-mg合金。

实施例3

生产一种镍含量为30%～31.5%、铁含量为0.5%～1%、锰含量为0.5%～1.2%的白铜合金圆锭。合金总量为4000kg，其中新金属的配比为50%，工艺返料的配比为50%。将质量百分比为33.5%的电解铜、16%的电解镍、0.5%的铁加入炉膛内，进行熔化，待物料全部熔化完成后加入50%的工艺返料，在金属表面加入木炭，木炭的用量为每吨合金6kg。待所有金属物料完全熔化后，将液态金属的温度提升至1280-1300℃。用捞渣工具将液态金属表面的浮渣全部清理干净。加入0.45%的电解锰，并在液态金属表面均匀洒一层冰晶石。冰晶石的加入量为4.8kg。然后立即向液态金属表面加入剩余的木炭9kg，并覆盖均匀，确保液态金属无裸漏。观察物料全部熔化后取样进行化学元素含量分析，待化学元素含量满足合金要求后，将液态金属温度调整至1340-1360℃。在液态金属内加入mg含量为20%的cu-mg合金进行脱氧，并利用铜质器具进行搅拌。脱氧剂的加入量为16kg。将剩余4kg的cu-mg合金4等分，以备圆锭浇铸时使用。静置5min后，启动炉体倾动操作，使液态金属经转料流槽、滤渣石墨坩埚直接流入结晶器，实现浇铸。在浇铸过程中，每浇铸一米，加入1kgcu-mg合金。