金属的氧化挥发和除渣精炼

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。
• Cu及Cu合金采用硼化镁(Mg3B2)、碳化钙(CuC2)、硼渣 (B2O3)以及木炭、米糠。
• (6) 合理的操作方法：例如熔炼含铝、硅的青铜
• 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。
• (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。
• (1) 选择合理炉型：尽量选用熔池面积较小、加
• 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
• 2、要可能条件下采用纯度较高的新金属料以保证某些合 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
• 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 • 所谓脱氧就是向金属液中加入与氧亲和力比基金属与
• 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，一般烧损程度也大
• 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
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。
• 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。
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。
脱氧方法、原理及特点
• 1、沉淀脱氧：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。 • 铜用磷脱氧的反应如下：5[Cu2O]+2[P]=P2O5(g)+10[Cu]
种方ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。
• 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。
• 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，
• (3) 熔剂法：利用熔剂被夹渣的吸附、溶解、化合作用来 除渣。
• 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滤法三