專利名稱：一種鉛鈣合金的熔煉方法
技術領域：
本發明涉及金屬冶煉領域，更具體地涉及鉛鈣合金的冶煉方法。
背景技術：
用于鉛酸蓄電池板柵材料的鉛鈣合金通常是鉛鈣鋁錫四元鉛基合金。傳統的生產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定，尤其對于鋁含量高的合金，鋁分布不均，樣品的化驗結果難以真實反映鉛f丐中間合金的鋁含量從而容易導致成品鉛鈣合金鋁含量不合格，鉛鈣合金一次合格率較低，生產成本高。
發明內容
本發明因此提出一種熔煉鉛鈣合金的方法，以克服現有技術中生產程序較長的缺陷。 本發明的方法包括以下步驟a.將鉛熔融；b.在600 630°C直接加入鈣鋁合金和其它合金元素，攪拌直到加入的物料被熔化；以及c.繼續攪拌20 30分鐘。優選地，在步驟b中，在加入所述鈣鋁合金之前，根據鉛鈣合金鋁含量的需要，加入適量的鋁作為保護劑。 在一種優選方式中，所述鈣鋁合金中鈣含量在75 90%之間。
在一種優選方式中，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；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。作為進一步的優選，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。 本發明用鈣鋁合金來取代鉛鈣中間合金生產成品鉛鈣合金，具有如下優勢(l)縮短了鉛鈣合金生產工藝，通過外購鈣鋁合金，不需配制鉛鈣中間合金，直接配制成品鉛鈣合金，只需一道工序，配料程序簡明；(2)鈣鋁合金中鋁保護了鈣，從而降低了鈣的損失，鈣的燒損可降低到9%以下；(3)鈣鋁合金成分穩定，能夠獲得穩定的鈣與鋁的利用率，從而大大提高了鉛鈣合金一次合格率；一次合格率可達98%以上。
圖1示出用于本發明的一種澆鑄裝置； 圖2是現有技術與根據本發明的鉛鈣合金生產方法的實例比較圖。
具體實施例方式
本發明的目的在于提供一種既能縮短工藝流程，又能獲得穩定的鈣鋁利用率以及穩定的化學成分與較好的外觀質量的鉛鈣合金。 本發明的一個特點在于，不用采取兩部熔煉法向鉛中加入鈣，而是直接將鈣鋁合金在攪拌狀態下加入熔煉的鉛液中。 根據本發明的方法，首先將鉛熔化，然后在攪拌下加入鋁作為保護劑，然后按量加入鈣鋁合金和其它合金元素(例如錫)，仍然在攪拌下熔煉。 通常，為了更好地防止鈣被氧化，可以在加入鈣鋁合金之前向鉛熔液中加入適量的鋁作為保護劑。但這不是本發明所必需的，因為鈣鋁合金中的鋁成分也提供這種保護功能。 在本發明中，保護劑是用于保護所加入的鈣不至于在熔煉過程被大量氧化而影響最終產品的品質。該鈣保護劑通常為鋁。在保護劑的成分不影響合金產品的預期性能的前提下，保護劑也可以是含鋁物質，即包含除鋁之外的其他元素。 在本發明中，保護劑是在攪拌狀態下加入到鉛熔漿中，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的溫度下加入保護劑。例如，可以在580 640。C的溫度加入并攪拌，例如在590。C、60(TC、61(rC，該溫度優選在600 63(TC之間。保護劑通常以粉末態加入，使其可以在較短時間內熔化。在攪拌狀態下，大部分熔化的鋁漂浮在鉛熔漿的表面，形成一層保護膜，以阻斷空氣進入熔漿中。
鈣鋁合金投料溫度與攪拌時間的控制是獲得穩定化學成分的鉛鈣合金的重要因素。在本發明中，優選在600°C 630°C之間的溫度加入鈣鋁合金。溫度過高，會造成合金元素損耗增加；溫度過低，則合金中鋁不能在鉛熔液中有效合金化。另外，攪拌時間也要適當控制，在加入鈣鋁合金和錫后，攪拌的時間不能過長，以所加入的金屬完全合金化為宜。若時間過長，會使其中的鋁、鈣過度損耗。攪拌時間過短則合金容易產生偏析，合金成分不均一。適宜的操作是在所有物料加完后弱攪拌20 30分鐘，這樣能獲得所需的成分穩定的鉛鈣合金。 用于本發明中的鈣鋁合金的量可以根據產品的需要加以調節。通常首先根據鉛鈣合金中的鈣量計算所需要的鈣量，在計算時要考慮到鈣的利用率并非100% 。然后根據鈣鋁合金中的鈣含量確定鈣鋁合金的用量。 在本發明中，作為優選方式，可以對鈣鋁合金加以選擇。本發明優選使用鈣含量為
75 90%的|丐鋁合金。優選該含量范圍的優勢是盡量滿足低鋁鉛f丐合金生產。 在本發明使用鋁作為保護劑的情況下，鋁的用量這樣確定在鈣鋁合金所帶入的
鋁量不能滿足鉛鈣合金產品所要求的鋁含量時，用鋁來作補充。 通常，在鉛熔融之后，先進行一個撈渣的操作，用來防止合金元素的氧化。 在完成熔煉操作之后，即可以進行澆鑄。該澆鑄可以按傳統方法進行。該傳統方
法是，傳統的方法是在熔煉鍋的底部開一個孔，并安裝調節塞桿裝置。 作為本發明的進一步優選，借助圖1所示的裝置進行澆鑄。參見圖l，在熔煉鑄型鍋上安裝一臺可調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進入保溫桶2內。保溫桶2安裝在熔煉爐旁邊，保溫桶底部開一個適當的放鉛孔6，放鉛孔上安裝調節塞桿裝置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行澆鑄作業。合金澆鑄溜子4直接將鉛合金液澆鑄到模具5內。
上述優選的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量。 圖2是先有技術與本發明方法的一個實施例的流程對比圖，從圖中可以明顯看出，根據本發明的方法較現有技術簡化了步驟。 由于采用本發明的加料方法，通過控制一定工藝技術條件能夠獲得較高的鈣與鋁
的利用率，避免了現有技術中利用鐘罩加入鈣鋁合金所帶來的不足。在現有技術中，由于鈣
鋁合金活性較高，鈣鋁合金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鋁
的燒損，但這種操作較不方便，加之鐘罩內的鈣鋁合金集中放熱容易產生放炮現象，安全隱
患大，鈣、鋁利用率不穩定，造成成品鉛鈣合金化學成分不穩定。 本發明的方法對于鋁含量大于0. 02%鉛鈣合金的生產尤其適合。 本發明的其他有益效果是，由于添加物料少，沒有降溫過程，加之鈣鋁合金的投入
還能提高合金熔液的溫度，從而縮短了生產時間，提高了勞動效率，適于鉛鈣合金的大規模
生產。而在現有技術中，由于投入的鉛鈣中間合金量大，需要一個升溫過程導致生產時間長
勞動效率低； 實施例1 : 先將鉛錠熔化升溫至60(TC，根據投入的鉛量，鈣按0. 1%配料，以此計算所需的鈣鋁合金(鈣含量為80%)量，錫按0.8%配料，計算所需的錫量，再鋁按0.035%計算所需要補充的鋁量。先投鋁，待其熔化完再分批次加鈣鋁合金，通過攪拌使鈣鋁合金旋入鉛液中，然后加錫，最后攪拌25分鐘，澆鑄溫度控制在620°C ，經專用裝置，澆鑄成品鉛鈣合金。鈣的利用率為91. 3%，鈣鋁合金鋁的利用率為80%，錫的利用率為98. 5% 。
實施例2 : 先將鉛錠熔化升溫至62(TC，根據投入的鉛量，鈣按0.09^配料，計算所需的鈣鋁合金(鈣含量為80 % )，錫按0. 9 %配料，計算所需的錫量，再鋁按0. 045 %計算所需要補充的鋁量。先投鋁，待其熔化完再分批次加鈣鋁合金，通過攪拌使鈣鋁合金旋入鉛液中，然后加錫，最后攪拌20分鐘，澆鑄溫度控制在630°C ，經專用裝置，澆鑄成品鉛鈣合金。鈣的利用率為91. 3%，鈣鋁合金鋁的利用率為79%，錫的利用率為98. 7% 。
權利要求
鉛鈣合金的熔煉方法，包括以下步驟a)將鉛熔化；b)在600～630℃直接加入鈣鋁合金，攪拌直到加入的物料被熔化；c)繼續攪拌20～30分鐘。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟b中，在加入所述鈣鋁合金之前，加入適量的鋁作為保護劑。
3. 根據權利要求2所述的方法，其中，在600 63(TC加入所述保護劑。
4. 根據權利要求1至3任一項所述的方法，其中，所述鈣鋁合金中鈣含量在75 90%之間。
5. 根據權利要求1至3任一項所述的方法，其中，在步驟c之后，進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；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。
6. 根據權利要求5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
本發明的方法包括以下步驟a.將鉛熔融；b.在600～630℃加入鈣鋁合金和錫，攪拌直到加入的物料被熔化；以及c.繼續攪拌20～30分鐘。在步驟b中在加入所述鈣鋁合金之前，優選加入適量的鋁作為保護劑。本發明的工藝縮短了鉛鈣合金生產工藝，降低了鈣的損失，鈣的燒損可降低到9％以下。
文檔編號C22C1/03GK101693961SQ200910210460
公開日2010年4月14日 申請日期2009年11月3日 優先權日2009年11月3日
發明者何岳峰, 劉博 , 周華文, 夏中衛 申請人:株洲冶煉集團股份有限公司;