熔融金屬保護劑的製作方法
2023-10-11 20:50:14 2
專利名稱：熔融金屬保護劑的製作方法
技術領域：
本發明屬金屬材料的鍍覆和熔煉技術。
金屬的熔煉如鉛、鋅、鋼鐵、銅、鋁等金屬的熔煉，特別是金屬製品的鉛浴淬火工藝、熱鍍鋅工藝等，在高溫下熔融金屬的揮發和氧化，不僅造成原材料的浪費，而且對大氣環境造成嚴重的汙染。為了解決這一問題，國內外廠家普遍採用固體覆蓋的辦法。例如，在鉛液面上覆蓋一層木碳末、焦炭末、粗砂和石灰粉等。由於固體顆粒之間存在縫隙封閉不嚴效果不良外，還有揚塵並產生有害氣體(如一氧化碳)造成嚴重的二次汙染。採用鹼金屬和鹼土金屬滷鹽低共熔混和物的液體覆蓋或鋅及鹼金屬的滷化物或硫酸鹽低共熔混和物液體覆蓋效果優良。在實際應用中發現，鋰鹽系列價格比較昂貴，而鋅系列在較高溫度下穩定性能較差，同時還存在易老化耐久性欠佳等問題。
本發明的目的在於提供一種新型熔融金屬覆蓋保護劑，可用於金屬的熔煉，如鉛、鋅、銅鐵、銅及鋁等。能有效地防止熔融金屬的揮發和氧化，防止鉛、鋅煙塵稀釋放到空氣中去造成汙染。本發明適應性選擇性強，性能穩定，使用方便價格低廉，經久耐用。
本發明是選用鹼金屬和鹼土金屬的滷化物製成低共熔高沸點混合物作為熔融金屬保護劑的液相組成部分，並且選用鹼金屬、鹼土金屬和鋁、鐵、鈦等金屬氧化物及二氧化矽的混和物作為熔融金屬保護劑的固相組成部分。滷化物與氧化物的重量比為1∶3～4.5。
本發明選用滷化物液相組成是氯化鋰、氯化鉀、氯化鈉、氯化鈣和氯化鎂，它們是按下列重量配比進行混合
氯化鋰 1～40%氯化鉀 1～60%氯化鈉 5～55%氯化鈣 0～70%氯化鎂 0～5%本發明選用的氧化物固相組成是二氧化矽、氧化鋁、氧化鐵、氧化鈉、氧化鉀、氧化鈣、氧化鎂和二氧化鈦，它們是按下列重量配比進行混合二氧化矽 20～78%氧化鋁 10～35%氧化鐵 0～5%氧化鉀 0～15%氧化鈉 0～18%氧化鈣 0～35%氧化鎂 0～10%二氧化鈦 0～5%滷化物低共熔高沸點混和物的製備是將選用的滷化物按照上述的重量比稱重分別烘乾研細混合均勻，在耐火坩堝中加熱熔融，控制450～750℃溫度熔化成均勻液體，冷卻並粉碎包裝備用，其熔點為380～650℃，在使用條件下呈穩定液態，最高使用溫度為1200℃。
氧化物在使用條件下作為保護劑的固相組成部分，其製備方法是稱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機物水溶液或乳濁液拌溼均勻造粒或壓製成片，放入高溫爐中燒結，控制溫度900～1300℃，恆溫0.5～1.5小時，取出冷卻並粉碎成0.1～1毫米微型顆粒，1500℃不軟化，氣孔率為15～35%，假比重為1.8～2.3克/立方釐米，使用最高溫度為1450℃。這裡所述的氧化物可直接用工業原料和礦物原料。工業原料是矽、鋁、鈉、鉀、鈣、鐵、鈦、鎂等的氧化物或碳酸鹽和硝酸鹽。礦物原料，即按換算後的量可使用石英砂、長石、石灰石、瓷石、滑石、粘土、花崗巖、高嶺土和矽石等。
在使用本發明時將滷化物混和物和氧化物混和物按照1∶3～4.5的重量比均勻混合撒在待熔融金屬表面或鋼製線材回火的鉛液表面，使用溫度範圍為400～1300℃，覆蓋厚度為3-15釐米，可以有效地防止熔融金屬的揮發和氧化，節約原料並且防止環境汙染。
本發明的優點還在於滷化物液相低共熔混和物可單獨作為熔融金屬保護劑使用，而且氧化物固相組成也單獨可以作為熔融金屬保護劑。液相覆蓋厚度為2～3釐米，固相覆蓋厚度為8～20釐米。
本發明對熔融金屬表面封閉效果優良，經久耐用，選擇性適應性強，經濟效益和社會效益顯著，有廣闊的國內外市場。
下述的實施例充分體現出來發明的創造性和實用性。
實例1.
稱取無水氯化鋰33.7克，氯化鈣34.4克，氯化鈉29.1克，氯化鉀2.5克分別研細，均勻混合，在坩堝內加熱至500℃，保溫10分鐘得均勻液體，取出冷卻，粉碎並包裝，熔點458℃。
實例2.
稱取工業級SiO264.25克，Al2O321.46克，Fe2O30.54克，CaO 23.8克，K2O 1.98克，NaxO 1.01克混合研細，拌勻，用有機物羧甲基纖維素中性溶液8-10克調和均勻，壓製成片，放入燒結爐內，在1160°±10℃下保溫0.5小時，取出冷卻，粉碎備用。
實例3.
將實例1粉末放入配氣櫃內550℃鉛液面上，覆蓋厚度2釐米，兩天後AAS法測試，鉛煙塵濃度為0.009毫克/立方米。
實例4.
將實例2製得的粉末撒入700℃鉛液面上，覆蓋厚度為3.5釐米，維持兩天，AAS法測試鉛煙塵濃度為0.026毫克/立方米。撥開覆蓋面，未見氧化鉛出現。
實例5.
將實例1和實例2製得的粉末按重量比為1∶3.5，均勻混合後撒布於390℃鋼絲回火的鉛液面上，厚度為3釐米，正常生產運行八天，AAS法測試，空氣中鉛煙塵濃度為0.017毫克/立方米，撥開覆蓋層，未見氧化鉛出現。
實驗6.
稱取高嶺土54克，石英砂30克，石灰石8克，粘土3克，混合粉碎(80目)，用澱粉水溶液30毫升拌勻並造粒，放入燒結爐內，在1040℃溫度下恆溫0.5小時，取出冷卻、粉碎，然後將所得到的粉末撒在900℃鉛液面上，覆蓋厚度3釐米，36小時後未見氧化鉛出現。
權利要求
1.一種用於防止熔融金屬揮發和氧化的保護劑，其特徵在於它是由鹼金屬和鹼土金屬滷化物組成的低共熔高沸點混和物作為液相和鹼金屬、鹼土金屬、鋁、鐵和鈦的氧化物及二氧化矽組成的混和物作為固相構成，液相與固相的重量比為1∶3～4.5。所說的滷化物體是氯化鋰、氯化鉀、氯化鈉、氯化鈣和氯化鎂。所說的氧化物是氧化鉀、氧化鈉、氧化鈣、氧化鎂、氧化鋁、氧化鐵和二氧化鈦。
2.按照權項1所說的保護劑，其特徵在於，滷化物和氧化物的重量比分別為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.按照權項1所說的保護劑的製備方法，其特徵在於，(1)按照下述滷化物重量比氯化鋰1～40%，氯化鉀1～60%，氯化鈉5～55%，氯化鈣0～70%，氯化鎂0～5%，分別稱重，烘乾，研細，均勻混合，在坩堝中加熱熔融，在450～750℃溫度下成均勻液體，冷卻，粉碎。(2)將下述氧化物二氧化矽20～78%，氧化鋁10～35%，氧化鐵0～5%，氧化鉀0～15%，氧化鈉0～18%，氧化鈣0～35%，氧化鎂0～10%，二氧化鈦0～5%，分別稱重，混合粉碎(80～200目)，再用有一定粘度的有機物水溶液或乳濁液拌溼均勻造粒或壓製成片，放入高溫爐中燒結，控制溫度900-1300℃，恆溫0.5～1.5小時，取出冷卻，粉碎成0.1～1毫米微型顆粒。(3)將所說的滷化物粉末與所說的氧化物體微型顆粒均勻混合即得熔融金屬保護劑。
4.按照權項3所說的氧化物，其特徵在於，可直接使用工業原料或礦物原料，所說的工業原料是矽、鋁、鈉、鉀、鈣、鎂、鐵和鈦等氧化物或碳酸鹽、硝酸鹽，所說的礦物原料是石英砂、長石、石灰石、瓷石、滑石、粘土、花崗巖、高嶺土、矽石等。
5.按照權項4所說的製備方法，其特徵在於所說的有機物是羧甲基纖維素、澱粉或樹膠。
全文摘要
本發明屬金屬材料的鍍覆和熔煉技術。由鹼金屬和鹼土金屬的滷化物製成的低共熔高沸點混合物和鹼金屬、鹼土金屬和鋁、鐵、鈦等的氧化物及二氧化矽組成的混合物可作為鉛、鋅、銅和鋼鐵熔煉及鉛淬火工藝、熱鍍鋅工藝的保護劑。可以有效地防止金屬的揮發和氧化，防止環境汙染。經久耐用，適應性選擇性強，價格低廉，經濟效益和社會效益明顯。
文檔編號C23C2/30GK1062177SQ90109479
公開日1992年6月24日 申請日期1990年12月3日 優先權日1990年12月3日
發明者程書燦 申請人:程書燦