专利名称：熔融金属保护剂的制作方法
技术领域：
本发明属金属材料的镀覆和熔炼技术。
金属的熔炼如铅、锌、钢铁、铜、铝等金属的熔炼，特别是金属制品的铅浴淬火工艺、热镀锌工艺等，在高温下熔融金属的挥发和氧化，不仅造成原材料的浪费，而且对大气环境造成严重的污染。为了解决这一问题，国内外厂家普遍采用固体覆盖的办法。例如，在铅液面上覆盖一层木碳末、焦炭末、粗砂和石灰粉等。由于固体颗粒之间存在缝隙封闭不严效果不良外，还有扬尘并产生有害气体(如一氧化碳)造成严重的二次污染。采用碱金属和碱土金属卤盐低共熔混和物的液体覆盖或锌及碱金属的卤化物或硫酸盐低共熔混和物液体覆盖效果优良。在实际应用中发现，锂盐系列价格比较昂贵，而锌系列在较高温度下稳定性能较差，同时还存在易老化耐久性欠佳等问题。
本发明的目的在于提供一种新型熔融金属覆盖保护剂，可用于金属的熔炼，如铅、锌、铜铁、铜及铝等。能有效地防止熔融金属的挥发和氧化，防止铅、锌烟尘稀释放到空气中去造成污染。本发明适应性选择性强，性能稳定，使用方便价格低廉，经久耐用。
本发明是选用碱金属和碱土金属的卤化物制成低共熔高沸点混合物作为熔融金属保护剂的液相组成部分，并且选用碱金属、碱土金属和铝、铁、钛等金属氧化物及二氧化硅的混和物作为熔融金属保护剂的固相组成部分。卤化物与氧化物的重量比为1∶3～4.5。
本发明选用卤化物液相组成是氯化锂、氯化钾、氯化钠、氯化钙和氯化镁，它们是按下列重量配比进行混合
氯化锂 1～40%氯化钾 1～60%氯化钠 5～55%氯化钙 0～70%氯化镁 0～5%本发明选用的氧化物固相组成是二氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化钠、氧化钾、氧化钙、氧化镁和二氧化钛，它们是按下列重量配比进行混合二氧化硅 20～78%氧化铝 10～35%氧化铁 0～5%氧化钾 0～15%氧化钠 0～18%氧化钙 0～35%氧化镁 0～10%二氧化钛 0～5%卤化物低共熔高沸点混和物的制备是将选用的卤化物按照上述的重量比称重分别烘干研细混合均匀，在耐火坩埚中加热熔融，控制450～750℃温度熔化成均匀液体，冷却并粉碎包装备用，其熔点为380～650℃，在使用条件下呈稳定液态，最高使用温度为1200℃。
氧化物在使用条件下作为保护剂的固相组成部分，其制备方法是称取上述氧化物按所述的重量配比混合粉碎(80～200目)，再用有一定的粘度的有机物水溶液或乳浊液拌湿均匀造粒或压制成片，放入高温炉中烧结，控制温度900～1300℃，恒温0.5～1.5小时，取出冷却并粉碎成0.1～1毫米微型颗粒，1500℃不软化，气孔率为15～35%，假比重为1.8～2.3克/立方厘米，使用最高温度为1450℃。这里所述的氧化物可直接用工业原料和矿物原料。工业原料是硅、铝、钠、钾、钙、铁、钛、镁等的氧化物或碳酸盐和硝酸盐。矿物原料，即按换算后的量可使用石英砂、长石、石灰石、瓷石、滑石、粘土、花岗岩、高岭土和硅石等。
在使用本发明时将卤化物混和物和氧化物混和物按照1∶3～4.5的重量比均匀混合撒在待熔融金属表面或钢制线材回火的铅液表面，使用温度范围为400～1300℃，覆盖厚度为3-15厘米，可以有效地防止熔融金属的挥发和氧化，节约原料并且防止环境污染。
本发明的优点还在于卤化物液相低共熔混和物可单独作为熔融金属保护剂使用，而且氧化物固相组成也单独可以作为熔融金属保护剂。液相覆盖厚度为2～3厘米，固相覆盖厚度为8～20厘米。
本发明对熔融金属表面封闭效果优良，经久耐用，选择性适应性强，经济效益和社会效益显著，有广阔的国内外市场。
下述的实施例充分体现出来发明的创造性和实用性。
实例1.
称取无水氯化锂33.7克，氯化钙34.4克，氯化钠29.1克，氯化钾2.5克分别研细，均匀混合，在坩埚内加热至500℃，保温10分钟得均匀液体，取出冷却，粉碎并包装，熔点458℃。
实例2.
称取工业级SiO264.25克，Al2O321.46克，Fe2O30.54克，CaO 23.8克，K2O 1.98克，NaxO 1.01克混合研细，拌匀，用有机物羧甲基纤维素中性溶液8-10克调和均匀，压制成片，放入烧结炉内，在1160°±10℃下保温0.5小时，取出冷却，粉碎备用。
实例3.
将实例1粉末放入配气柜内550℃铅液面上，覆盖厚度2厘米，两天后AAS法测试，铅烟尘浓度为0.009毫克/立方米。
实例4.
将实例2制得的粉末撒入700℃铅液面上，覆盖厚度为3.5厘米，维持两天，AAS法测试铅烟尘浓度为0.026毫克/立方米。拨开覆盖面，未见氧化铅出现。
实例5.
将实例1和实例2制得的粉末按重量比为1∶3.5，均匀混合后撒布于390℃钢丝回火的铅液面上，厚度为3厘米，正常生产运行八天，AAS法测试，空气中铅烟尘浓度为0.017毫克/立方米，拨开覆盖层，未见氧化铅出现。
实验6.
称取高岭土54克，石英砂30克，石灰石8克，粘土3克，混合粉碎(80目)，用淀粉水溶液30毫升拌匀并造粒，放入烧结炉内，在1040℃温度下恒温0.5小时，取出冷却、粉碎，然后将所得到的粉末撒在900℃铅液面上，覆盖厚度3厘米，36小时后未见氧化铅出现。
权利要求
1.一种用于防止熔融金属挥发和氧化的保护剂，其特征在于它是由碱金属和碱土金属卤化物组成的低共熔高沸点混和物作为液相和碱金属、碱土金属、铝、铁和钛的氧化物及二氧化硅组成的混和物作为固相构成，液相与固相的重量比为1∶3～4.5。所说的卤化物体是氯化锂、氯化钾、氯化钠、氯化钙和氯化镁。所说的氧化物是氧化钾、氧化钠、氧化钙、氧化镁、氧化铝、氧化铁和二氧化钛。
2.按照权项1所说的保护剂，其特征在于，卤化物和氧化物的重量比分别为LiCl 1～40% SiO220～78%KCl 1～60% Al2O310～35%NaCl 5～55% Fe2O30～5%CaCl20～70% K2O 0～15%MgCl20～5% NaxO 0～18%CaO 0～35%MgO 0～10%TiO20～5%
3.按照权项1所说的保护剂的制备方法，其特征在于，(1)按照下述卤化物重量比氯化锂1～40%，氯化钾1～60%，氯化钠5～55%，氯化钙0～70%，氯化镁0～5%，分别称重，烘干，研细，均匀混合，在坩埚中加热熔融，在450～750℃温度下成均匀液体，冷却，粉碎。(2)将下述氧化物二氧化硅20～78%，氧化铝10～35%，氧化铁0～5%，氧化钾0～15%，氧化钠0～18%，氧化钙0～35%，氧化镁0～10%，二氧化钛0～5%，分别称重，混合粉碎(80～200目)，再用有一定粘度的有机物水溶液或乳浊液拌湿均匀造粒或压制成片，放入高温炉中烧结，控制温度900-1300℃，恒温0.5～1.5小时，取出冷却，粉碎成0.1～1毫米微型颗粒。(3)将所说的卤化物粉末与所说的氧化物体微型颗粒均匀混合即得熔融金属保护剂。
4.按照权项3所说的氧化物，其特征在于，可直接使用工业原料或矿物原料，所说的工业原料是硅、铝、钠、钾、钙、镁、铁和钛等氧化物或碳酸盐、硝酸盐，所说的矿物原料是石英砂、长石、石灰石、瓷石、滑石、粘土、花岗岩、高岭土、硅石等。
5.按照权项4所说的制备方法，其特征在于所说的有机物是羧甲基纤维素、淀粉或树胶。
全文摘要
本发明属金属材料的镀覆和熔炼技术。由碱金属和碱土金属的卤化物制成的低共熔高沸点混合物和碱金属、碱土金属和铝、铁、钛等的氧化物及二氧化硅组成的混合物可作为铅、锌、铜和钢铁熔炼及铅淬火工艺、热镀锌工艺的保护剂。可以有效地防止金属的挥发和氧化，防止环境污染。经久耐用，适应性选择性强，价格低廉，经济效益和社会效益明显。
文档编号C23C2/30GK1062177SQ90109479
公开日1992年6月24日 申请日期1990年12月3日 优先权日1990年12月3日
发明者程书灿 申请人:程书灿