一種銅陽極澆鑄模具修復料及其應用的製作方法

2024-02-12 04:35:15

本發明涉及一種銅陽極澆鑄模具修復料及其應用，屬於有色金屬冶金技術領域。

背景技術：

銅冶煉企業的圓盤澆鑄機上所用的澆鑄模具主要是銅模和鋼模兩種。銅陽極澆鑄過程中，澆鑄模具受銅水的機械衝擊、熱衝擊和脫模劑性能等因素的影響，模具開裂。開裂是澆鑄模具失效的主要方式，失效過早意味使用壽命縮短，導致模具的加工成本增加。此外，模具開裂也會導致澆鑄的銅陽極板出現背筋。模具開裂太嚴重還會導致澆鑄的銅陽極板出現鼓包。陽極板的質量不滿足電解要求，合格率下降，電解殘極率升高。銅陽極澆鑄模具的使用壽命直接影響後續的電解精煉工藝，關乎整個銅產品的生產過程以及企業的經濟效益。

銅模開裂，導致銅模使用壽命短，銅模消耗增加。目前，使用銅模的冶煉企業均無修復銅模的技術，銅模一旦開裂失效，返回陽極爐熔煉成銅水，銅水可再度澆鑄成銅模。銅模返煉導致金屬損失和加工費用增加。

因此，開發一種銅陽極澆鑄模具修復料對銅模的裂縫處進行修復，使修復後的銅模表面平整，以減少澆鑄的陽極板出現背筋、鼓包的現象，延長銅模澆鑄壽命。

技術實現要素：

針對上述現有技術存在的問題及不足，本發明提供一種銅陽極澆鑄模具修復料及其應用。本發明的銅陽極澆鑄模具修復塗料是磷酸鹽類耐高溫塗料，對模具開裂處直接進行修復，主要是利用磷酸鹽膠黏劑的黏結性、高溫強度好，塗料塗覆在澆鑄模具的裂縫處，塗料與模具黏結在一起，裂縫修補塗料固化後具備一定的強度，填補裂縫，銅模表面平整，使澆鑄出來的陽極板質量滿足要求，提高陽極板合格率。本發明通過以下技術方案實現。

一種銅陽極澆鑄模具修復料，包括鎂鉻氧化物、氧化鋁、碳化矽、磷酸鋁黏結劑的組合物，其中各組分的質量配比為鎂鉻氧化物20%~30%，氧化鋁20%~60%，碳化矽20%~60%，鎂鉻氧化物、氧化鋁、碳化矽組成質量百分之百的固體物料，磷酸鋁黏結劑與固體物料的液固比為0.6～0.9:1ml/g。

所述鎂鉻氧化物由冶煉企業廢鎂鉻磚製備而成，組分包括mgo（50wt%~55wt%）、cr2o3（20wt%~30wt%）、fe2o3（10wt%~20wt%）、feo（5wt%~10wt%）和sio2（1wt%~5wt%）。

上述冶煉企業廢鎂鉻磚製備方法為：

廢鎂鉻磚破碎成1~3cm的塊狀，再經密封式制樣粉碎機磨細，篩分製備成粒度為150目以下的顆粒。

所述磷酸鋁黏結劑密度為1.5克/立方釐米，p:al質量比為3:1。

一種上述的銅陽極澆鑄模具修復料能應用在熔煉爐、轉爐、陽極爐、溜槽、澆包、鋼包修補過程中。

本發明的有益效果是：

（1）在陽極銅澆鑄時，採用本發明能明顯改善澆鑄開裂的狀況，有效延長模具使用壽命，降低模具的加工成本；

（2）本發明可修復銅模開裂處，使陽極板板面不產生凸起、凹陷，提高銅陽極板表面質量，降低陽極板廢板率，保證後面電解工藝的順利進行；

（3）本發明修復料易施工，固化後耐高溫、強度高、附著力好，並且使用壽命長，不汙染銅液。

具體實施方式

下面結合具體實施方式，對本發明作進一步說明。

實施例1

該銅陽極澆鑄模具修復料，包括鎂鉻氧化物、氧化鋁、碳化矽、磷酸鋁黏結劑的組合物，其中各組分的質量配比為鎂鉻氧化物20%，氧化鋁40%，碳化矽40%，鎂鉻氧化物、氧化鋁、碳化矽組成質量百分之百的固體物料，磷酸鋁黏結劑與固體物料的液固比為0.6:1ml/g；其中鎂鉻氧化物由冶煉企業廢鎂鉻磚製備而成（廢鎂鉻磚破碎成1~3cm的塊狀，再經密封式制樣粉碎機磨細，篩分製備成粒度為150目以下的顆粒），組分包括質量百分比含量的mgo50%、cr2o330%、fe2o310%、feo5%和sio21%；磷酸鋁黏結劑密度為1.5克/立方釐米，p:al質量比為3:1。

上述銅陽極澆鑄模具修復料塗覆在熔煉爐的開裂處，修復料凝固後，自然晾乾3天，經修復後的熔煉爐放入烘烤房進行乾燥，在160℃左右烘烤4小時，再升溫至370℃左右烘烤2小時。

獲得的修復層指標：裂縫修復料的塗層強度7.5mpa；修復度20.5%。

實施例2

該銅陽極澆鑄模具修復料，包括鎂鉻氧化物、氧化鋁、碳化矽、磷酸鋁黏結劑的組合物，其中各組分的質量配比為鎂鉻氧化物25%，氧化鋁45%，碳化矽30%，鎂鉻氧化物、氧化鋁、碳化矽組成質量百分之百的固體物料，磷酸鋁黏結劑與固體物料的液固比為0.8:1ml/g；其中鎂鉻氧化物由冶煉企業廢鎂鉻磚製備而成（廢鎂鉻磚破碎成1~3cm的塊狀，再經密封式制樣粉碎機磨細，篩分製備成粒度為150目以下的顆粒），組分包括質量百分比含量的mgo55%、cr2o325%、fe2o310%、feo5%和sio23%；磷酸鋁黏結劑密度為1.5克/立方釐米，p:al質量比為3:1。

上述銅陽極澆鑄模具修復料塗覆在澆鑄模具的開裂處，修復料凝固後，自然晾乾3天，經修復後的熔煉爐放入烘烤房進行乾燥，在160℃左右烘烤4小時，再升溫至370℃左右烘烤2小時。

獲得的修復層指標：裂縫修復料的塗層強度6.8mpa；修復度13.2%。

實施例3

該銅陽極澆鑄模具修復料，包括鎂鉻氧化物、氧化鋁、碳化矽、磷酸鋁黏結劑的組合物，其中各組分的質量配比為鎂鉻氧化物30%，氧化鋁50%，碳化矽20%，鎂鉻氧化物、氧化鋁、碳化矽組成質量百分之百的固體物料，磷酸鋁黏結劑與固體物料的液固比為0.9:1ml/g，其中鎂鉻氧化物由冶煉企業廢鎂鉻磚製備而成（廢鎂鉻磚破碎成1~3cm的塊狀，再經密封式制樣粉碎機磨細，篩分製備成粒度為150目以下的顆粒），組分包括質量百分比含量的mgo55%、cr2o320%、fe2o312%、feo10%和sio23%；磷酸鋁黏結劑密度為1.5克/立方釐米，p:al質量比為3:1。

上述銅陽極澆鑄模具修復料塗覆在轉爐的開裂處，修復料凝固後，自然晾乾3天，烘乾。

獲得的修復層指標：裂縫修復料的塗層強度5.6mpa；修復度14.8%。

實施例4

該銅陽極澆鑄模具修復料，包括鎂鉻氧化物、氧化鋁、碳化矽、磷酸鋁黏結劑的組合物，其中各組分的質量配比為鎂鉻氧化物20%，氧化鋁60%，碳化矽20%，鎂鉻氧化物、氧化鋁、碳化矽組成質量百分之百的固體物料，磷酸鋁黏結劑與固體物料的液固比為0.7:1ml/g；其中鎂鉻氧化物由冶煉企業廢鎂鉻磚製備而成（廢鎂鉻磚破碎成1~3cm的塊狀，再經密封式制樣粉碎機磨細，篩分製備成粒度為150目以下的顆粒），組分包括質量百分比含量的mgo50%、cr2o322%、fe2o310%、feo10%和sio25%；磷酸鋁黏結劑密度為1.5克/立方釐米，p:al質量比為3:1。

上述銅陽極澆鑄模具修復料塗覆在鋼包的開裂處，修復料凝固後，自然晾乾3天，烘乾。

獲得的修復層指標：裂縫修復料的塗層強度5.2mpa；修復度13.5%。

實施例5

該銅陽極澆鑄模具修復料，包括鎂鉻氧化物、氧化鋁、碳化矽、磷酸鋁黏結劑的組合物，其中各組分的質量配比為鎂鉻氧化物20%，氧化鋁20%，碳化矽60%，鎂鉻氧化物、氧化鋁、碳化矽組成質量百分之百的固體物料，磷酸鋁黏結劑與固體物料的液固比為0.9:1ml/g；其中鎂鉻氧化物由冶煉企業廢鎂鉻磚製備而成（廢鎂鉻磚破碎成1~3cm的塊狀，再經密封式制樣粉碎機磨細，篩分製備成粒度為150目以下的顆粒），組分包括質量百分比含量的mgo54%、cr2o321%、fe2o310%、feo10%和sio25%；磷酸鋁黏結劑密度為1.5克/立方釐米，p:al質量比為3:1。

上述銅陽極澆鑄模具修復料塗覆在溜槽的開裂處，修復料凝固後，自然晾乾3天，烘乾。

獲得的修復層指標：裂縫修復料的塗層強度6.5mpa；修復度18.8%。

以上對本發明的具體實施方式作了詳細說明，但是本發明並不限於上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識範圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下作出各種變化。