專利名稱：一種鉛鈣合金的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬合金的生產(chǎn)方法，更具體地涉及一種鉛鈣合金的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
用于鉛酸蓄電池板柵材料的鉛鈣合金常需要含有鈣鋁錫的四元鉛基合金。傳統(tǒng)的 生產(chǎn)鉛鈣合金的方法是兩步冶煉法，即首先將鈣和一部分鉛混合熔煉，制成所謂鉛鈣中間 合金，再將該中間合金與其余的鉛及其他成分一起進(jìn)行第二次熔煉，制得成品。這種方法存 在如下缺陷(l)工藝流程過長，分鉛鈣中間合金制備和成品鉛鈣合金制備兩道工序；(2) 金屬的損失大，合金元素鈣與鋁均存在兩次燒損；(3)鉛鈣中間合金成分不穩(wěn)定，尤其對于 鋁含量高的合金，鋁分布不均，樣品的化驗結(jié)果難以真實反映鉛f丐中間合金的鋁含量從而 容易導(dǎo)致成品鉛鈣合金鋁含量不合格，鉛鈣合金一次合格率較低，生產(chǎn)成本高。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的工序長、不適于生產(chǎn)低鋁含量鉛鈣合金的缺陷，本發(fā) 明提供了一種鉛鈣合金的生產(chǎn)方法。該方法工序短，能夠適應(yīng)于生產(chǎn)所有成分的鉛鈣合金。
本發(fā)明的方法包括以下步驟a.將鉛熔化，在攪拌狀態(tài)下加入鈣保護(hù)劑；b.在
55(TC 65(TC的溫度并在攪拌狀態(tài)下向鉛熔液中直接加入金屬鈣和其余成分例如錫，攪拌 至完全熔化所加物料，其中所述金屬鈣是鈣屑、鈣塊或顆粒的形式；c.繼續(xù)攪拌20 30分 鐘。 在一種優(yōu)選方式中，投入所述鈣保護(hù)劑的溫度為580 640°C 。
在一種優(yōu)選方式中，所述該保護(hù)劑為鋁粉。
在一種優(yōu)選方式中，金屬鈣為鈣塊。 在一種優(yōu)選方式中，在熔煉之后的澆鑄工序包括以下操作1)將鉛合金液輸入到 一保溫桶(2)內(nèi)；2)通過保溫桶底部的放鉛口 (6)將鉛合金放到澆鑄裝置(4)的鉛合金液 接收部；3)澆鑄裝置(4)將鉛合金液澆鑄到模具(5)內(nèi)。作為進(jìn)一步的優(yōu)選，在澆鑄過程 中，所述澆鑄裝置的合金液接收部以放鉛口為軸心作半圓周運動。 本發(fā)明利用單一的金屬鈣替代通過鉛鈣中間合金生產(chǎn)成品鉛鈣合金，取得了如下 優(yōu)點(l)縮短了鉛鈣生產(chǎn)工序，無需配制中間合金便直接制得成品鉛鈣合金，配料程序簡 單；(2)可適于所有鉛鈣合金的生產(chǎn)，特別是低鋁鉛鈣合金的生產(chǎn)。 在本發(fā)明的優(yōu)選方式中，以鈣塊的形式加入鈣，不采用鐘罩集中的加入方式，其操 作簡便，通過控制工藝條件能夠獲得較高的鈣的利用率(92%以上)，更加降低了鈣的損 失；(4)能夠獲得穩(wěn)定的鋁的利用率，從而提高了鉛鈣合金的一次合格率，一次合格率可達(dá) 99%以上。


圖1示出用于本發(fā)明的一種澆鑄裝置；
圖2是現(xiàn)有技術(shù)與根據(jù)本發(fā)明的鉛鈣合金生產(chǎn)方法的實例比較圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的目的在于提供一種既能縮短工序、適于所有鉛鈣合金生產(chǎn)，又能獲得較 高的鈣的利用率、穩(wěn)定化學(xué)成分的鉛鈣合金。 本發(fā)明的一個特點在于，不是采用兩步熔煉法向鉛中加入鈣屑，而是在攪拌狀態(tài) 下直接將鈣加入鉛液中。 根據(jù)本發(fā)明的方法，首先將鉛熔化，然后在保護(hù)劑的存在下和攪拌狀態(tài)下將鈣金 屬加到鉛熔漿中，繼續(xù)在攪拌下熔煉適宜的時間。 在本發(fā)明中，保護(hù)劑是用于保護(hù)所加入的鈣不至于在熔煉過程被大量氧化而影響 最終產(chǎn)品的品質(zhì)。該鈣保護(hù)劑通常為鋁。在保護(hù)劑的成分不影響合金產(chǎn)品的預(yù)期性能的前 提下，保護(hù)劑也可以是含鋁物質(zhì)，即包含除鋁之外的其他元素。 在本發(fā)明中，保護(hù)劑是在攪拌狀態(tài)下加入到鉛熔漿中，加入的溫度通常不高于加 入鈣成分時或之后的熔煉溫度。有利地，可以在不高于64(TC的溫度下加入保護(hù)劑。例如， 可以在580 64(TC的溫度加入并攪拌，例如在59(TC、60(TC、61(rC。保護(hù)劑通常以粉末態(tài) 加入，使其可以在較短時間內(nèi)熔化。在攪拌狀態(tài)下，大部分熔化的鋁漂浮在鉛熔漿的表面， 形成一層保護(hù)膜，以阻斷空氣進(jìn)入熔漿中。 在本發(fā)明中，可以在55(TC 65(TC、優(yōu)選在61(rC 65(rC溫度下加入鈣。溫度過 高，會造成合金元素的損耗增加；溫度過低，則鈣塊不能在熔煉液中有效熔化。另外，攪拌時 間也要適當(dāng)控制，在加入鈣塊和其他成分例如錫之后，攪拌時間不能過長，以使所加入的金 屬完全合金化為宜。若攪拌時間過長，將使其中的合金元素鈣、鋁過度損耗；攪拌時間過短 則使合金容易產(chǎn)生偏析，合金成分不均一。適宜的操作是待所有物料加完之后，再攪拌20 分鐘 30分鐘，以此獲得所需成分穩(wěn)定的鉛鈣合金。 本發(fā)明中使用的鈣金屬可以是鈣塊、鈣屑、鈣粉或鈣粒的形式。作為優(yōu)選，可以以 鈣塊的形式加入金屬鈣，在使用鈣塊的情況下，其加入溫度可以稍高些，例如在610°C以上。 鈣塊是指呈塊狀的金屬鈣。相較于鈣屑、鈣粒，采用鈣塊具有這樣的優(yōu)勢不需要鐘罩，可直 接加入，操作方便簡單，鈣利用率穩(wěn)定。 用于本發(fā)明中的鈣的量可以根據(jù)產(chǎn)品的需要加以調(diào)節(jié)。通常根據(jù)鉛鈣合金中的鈣 量計算所需要的鈣塊的量。 在本發(fā)明中，作為優(yōu)選方式，可以對鈣塊加以選擇。本發(fā)明優(yōu)選使用常規(guī)的電解法 生產(chǎn)的鈣塊作為原料，這是因為電解法生產(chǎn)的鈣塊較還原法生產(chǎn)的鈣塊雜質(zhì)含量低。
通常，在鉛熔化之后，可以進(jìn)行一個撈渣的操作，用來防止合金元素的氧化。
在完成熔煉操作之后，即可進(jìn)行澆鑄。該澆鑄可以按傳統(tǒng)方法進(jìn)行。傳統(tǒng)的方法 是在熔煉鍋的底部開一個孔，并安裝調(diào)節(jié)塞桿裝置。 作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，借助圖1所示的裝置進(jìn)行澆鑄。參見圖l，在熔煉鑄型 鍋上安裝一臺可調(diào)整控制流量的輸鉛泵，輸鉛泵打出的鉛合金液通過輸鉛管1進(jìn)入保溫桶 2內(nèi)。保溫桶2安裝在熔煉爐旁邊，保溫桶底部開一個適當(dāng)?shù)姆陪U孔6，放鉛孔上安裝調(diào)節(jié) 塞桿裝置3。澆鑄裝置(合金澆鑄溜子)4安裝在保溫桶2下面的放鉛口 6處，合金澆鑄溜 子4可以以保溫桶放鉛口為軸心作半圓周或者圓周移動進(jìn)行澆鑄作業(yè)。合金澆鑄溜子4直接將鉛合金液澆鑄到模具5內(nèi)。 上述優(yōu)選方法很好地解決了鉛f丐合金在澆鑄過程的造渣問題，大大降低了合金澆 鑄過程中的氧化損失，能夠獲得好的外觀質(zhì)量。 從圖2可明顯看出，根據(jù)本發(fā)明的方法相比于現(xiàn)有技術(shù)簡化了步驟。 采用本發(fā)明的加料方法，通過控制工藝條件能夠獲得較高的鈣與鋁的利用率，避
免了現(xiàn)有技術(shù)中利用鐘罩加入鈣屑帶來的不足。在現(xiàn)有技術(shù)中，由于鈣屑活性較高，鈣屑的
加入通常是采用鐘罩集中方式加入，這是為了盡量減少鈣的燒損；但這種操作較不方便，加
之鐘罩內(nèi)的鈣屑集中放熱容易產(chǎn)生放炮現(xiàn)象，安全隱患大，鈣、鋁利用率不穩(wěn)定，造成成品
鉛鈣合金化學(xué)成分不穩(wěn)定。 本發(fā)明的其他有益效果是由于添加物料少，沒有降溫過程，另外，在投入金屬鈣 時還能提高合金熔液的溫度，從而縮短了生產(chǎn)時間，提高了勞動效率，適于鉛鈣合金的大規(guī) 模生產(chǎn)；而在現(xiàn)有技術(shù)中，由于投入的鉛鈣中間合金量大，需要一個升溫過程，導(dǎo)致生產(chǎn)時 間過長，勞動效率低。
實施例1 : 先將鉛錠熔化至610°C ，先投入鉛重量0. 015 %的鋁粉，待其熔化完再分批次加 入鉛重量0. 1 %的鈣塊，通過攪拌使鈣塊旋入鉛液中，然后加入鉛重量0. 8 %的錫，最后攪 拌25分鐘，澆鑄溫度控制在63(TC，經(jīng)澆鑄裝置澆鑄成品鉛鈣合金。其中，鈣的利用率為 91. 5%，鋁的利用率為75%，錫的利用率為99%。
實施例2: 先將鉛錠熔化至60(TC，先投入鉛重量0. 01%的鋁粉，待其熔化完再升溫至620°C 分批次加入鉛重量0. 08%的鈣塊，通過攪拌使鈣塊旋入鉛液中，然后加入鉛重量1%的錫， 最后攪拌30分鐘，澆鑄溫度控制在64(TC，經(jīng)澆鑄裝置澆鑄成品鉛鈣合金。其中，鈣的利用 率為91%，鋁的利用率為76%，錫的利用率為99%。
實施例3 : 先將鉛錠熔化至620°C，先投入鉛重量0. 015 %的鋁粉，待其熔化完再升溫至 65(TC，分批次加入鉛重量0. 1%鈣塊，通過攪拌使鈣塊旋入鉛液中，然后加入鉛重量1% 錫，最后攪拌25分鐘，澆鑄溫度控制在630°C ，經(jīng)澆鑄裝置澆鑄成品鉛鈣合金。其中，鈣的利 用率為91. 5%，鋁的利用率為74%，錫的利用率為98%。
實施例4 將1262kg鉛錠裝入鐵鍋中，加熱熔化升溫到60(TC，在攪拌下加入金屬鈣屑 1.65kg，攪拌12min，出爐鑄錠，取樣化驗結(jié)果(wt% ) :Ca :0. 119% ， Ca利用率91 % 。
實施例5 將1252kg鉛錠裝入鐵鍋中，加熱熔化升溫到65(TC，加入1. 3kg保護(hù)劑(Al合 金)熔化，攪拌下加入1.65kg金屬鈣屑，加完后繼續(xù)攪拌15min，出爐鑄錠，取樣化驗結(jié)果 (wt% ) :Ca :0. 121%、A1 :0. 036%， Ca和Al的利用率分別為93% 、40%。
實施例6 將1261kg鉛錠裝入鐵鍋中，加熱熔化升溫到58(TC，加入8kg金屬錫后，攪拌下加 入1.8kg金屬鈣屑，加完后續(xù)攪拌lOmin，出爐鑄錠，取樣化驗結(jié)果(wt%) :Ca :0.128%、 Sn :0. 6%， Ca和Sn的利用率分別為89%、95%。
實施例7 將1250kg鉛錠裝入鐵鍋中，加熱熔化升溫到66(TC，加入1.3kg鈣保護(hù)劑(鋁 粉)熔化后，加入12kg金屬錫，壓入1.8kg鈣屑，繼續(xù)攪拌16min出爐鑄錠，取樣化驗結(jié)果 (wt% ) :Ca :0. 095%、 Al :0. 038%、 Sn :0. 91%， Ca和Al、 Sn的利用率分別為92% 、41%、 96%。 實施例8 將1231kg鉛錠裝入鐵鍋中，加熱熔化升溫到63(TC，壓入金屬鈣屑，繼續(xù)攪拌 18min出爐鑄錠，取樣化驗結(jié)果(wt% ) :Ca :0. 995%， Ca的利用率為95%。
權(quán)利要求
一種鉛鈣合金的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括以下步驟a)將鉛熔化后在攪拌狀態(tài)下加入鈣保護(hù)劑；b)在550℃～650℃的溫度并在攪拌狀態(tài)下向鉛熔液中直接加入金屬鈣，攪拌至所述金屬鈣完全熔化，其中所述金屬鈣是鈣屑、鈣塊或顆粒的形式；c)繼續(xù)攪拌20～30分鐘。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在向所述鉛熔液中直接加入所述金屬鈣 之后，還加入錫。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，投入所述鈣保護(hù)劑的溫度為580 640°C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的方法，其特征在于，所述鈣保護(hù)劑為鋁粉。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的方法，其特征在于，所述金屬鈣為鈣塊。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，在步驟a)加保護(hù)劑之前，進(jìn)行撈渣操作。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，進(jìn)行以下步驟的澆鑄鑄型1)將鉛合金液 輸入到一保溫桶(2)內(nèi)；2)通過保溫桶底部的放鉛口 (6)將鉛合金放到澆鑄裝置(4)的鉛 合金液接收部；3)澆鑄裝置(4)將鉛合金液澆鑄到模具(5)內(nèi)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在澆鑄過程中，所述澆鑄裝置(4)的合金 液接收部以放鉛口 (6)為軸心作半圓周運動。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鉛鈣合金的生產(chǎn)方法，所述方法包括以下步驟(1)將鉛熔化；(2)在一定溫度下，向鉛熔液中直接加入金屬鈣，攪拌至所加物料完全熔化；(3)繼續(xù)攪拌。另外，可在第(1)步和第(2)步之間，進(jìn)行撈渣操作并在一定的溫度下，添加適量的保護(hù)劑；在第(3)步之后可進(jìn)行澆鑄鑄型。該方法工序短，能夠適應(yīng)于生產(chǎn)所有成分的鉛鈣合金。
文檔編號C22C11/02GK101696479SQ20091021046
公開日2010年4月21日 申請日期2009年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月3日
發(fā)明者何岳峰, 劉博 , 劉郎明, 匡立春, 周華文, 唐明成, 夏中衛(wèi), 張偉, 張德晶, 竇傳龍, 陳順 申請人:株洲冶煉集團(tuán)股份有限公司;