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有色金属熔炼须知(一)必看
发布时间:2017-11-24
      有色金属熔炼的主要是为了为铸锭提供高质量的金属熔体,研究其过程中的规律是必要的。
      在熔炼过程中,因为涉及到高温,所以难免会发生氧化,挥发等物理化学反应。金属氧化会使得氧化烧损和非金属氧化物夹杂。但是,氧化和挥发也有它们的好处,当然,如果合理的设计.金属的氧化的趋势和程度主要取决于其氧的亲和力。氧化物生成自由焓是一个衡量的标准,它的值越低(包括负数),则这种金属与氧的亲和力越大,反应也就越容易发生。对于气-固多相反应中的氧化反应,反应首先在固体的表面进行,O2分子吸附然后在分解为原子,从物理吸附过度到化学吸附。(一般在晶界或位错处形核)。高温下的金属氧化速度主要是受到氧化膜的性质所决定的,与温度,面积,氧的浓度有关。
      氧化过程:外扩散,内扩散,化学反应在对于氧化动力的研究,Wagner指出,当氧化膜很致密时,氧化很大程度上取决于离子在氧化膜点阵中的扩散,氧化速率依赖于阳离子和电子各自的输送数目,氧化物的导电性,界面处扩散离子的化学势和厚度。高温下,金属固体的氧化反应速率是受到氧化膜的控制,并且与温度,面积,氧气的浓度,金属的性质相关。

有色金属熔炼,铝熔炼设备
 
      影响烧损的因素有:①金属氧化物的性质,α值的大小,②温度③炉气性质
      应对的策略:选择合理的炉型,合理的工艺顺序,覆盖剂,控制温度,炉气,操作方法,加入活性元素改善α值。
      金属的吸气性,主要是氢气。在金属相变的时候氢的溶解度比较大,在凝固的时候,过饱和的氢就会析出,形成气孔。
      气体存在与铸锭内的3种形式:固溶体,化合物,气孔
      在熔炼过程中,最常见同时也是危害最大的就是水蒸气了。其次是SO2,还有CO,CO2.
      气体的来源可能是炉料,炉气,耐火材料,熔剂,精炼气体,操作工具。
      金属的挥发性,主要取决于它的蒸汽压(温度越高,蒸汽压越大,挥发越快),温度,时间,合金的状态(熔点低的容易挥发,比如锌,相反,钨),浓度,炉气的性质与压力
      金属的吸杂性。
      杂质的吸收和积累主要是由于金属熔体和炉衬,炉渣,炉气吸收和操作工具相互作用。使用熔剂要合理(铜要避免吸收磷,铝要避免吸收钠)
      减少杂质可以采取以下的措施:
      (1)选用化学稳定性高的耐火材料。紫铜,黄铜,锡青铜,硅青铜可以使用硅砂炉衬
      (2)在可能的条件下采用纯度较高的新金属料
      (3)火焰炉选用低硫燃料
      (4)接触的工具
      (5)变料或转换合金时,根据情况对炉子进行清洗
      (6)辅助材料的选用
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