用于铜连铸工艺的铜废料预处理及其熔炼铜的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于铜连铸工艺的铜废料预处理及其熔炼铜的方法，控制铜废料打包的包块长宽高≤45cm×25cm×30cm，单包重量≤80kg；装炉量≤12包/炉，氢气炉中加热温度为450℃±50℃，通入压力为+0.1mpa的氢气，处理时间为2‑4小时；熔炼作业中预处理铜废料的添加比例：将预处理铜废料和电解铜板分别加入上引熔炼炉，进行熔炼作业，所述预处理铜废料的添加比例是添加总量的8‑22％。有益效果：本发明专利技术解决铜废料中所含油污、氧化物含量较高的问题，通过加热处理和氢气还原，在熔炼过程中有效去除铜废料杂质，提高后续熔炼铜产品品质，在同等条件下提高铜废料的添加比例提升冶炼后铜杆的电导率。

【技术实现步骤摘要】
用于铜连铸工艺的铜废料预处理及其熔炼铜的方法
本专利技术属于铜冶炼加工领域，尤其涉及一种用于铜连铸工艺的铜废料预处理及其熔炼铜的方法。
技术介绍
废铜作为精炼铜的主要原料之一，包括旧废铜和新废铜，旧废铜来自旧设备和旧机器，废弃的楼房和地下管道；新废铜来自加工厂弃掉的铜屑(铜材的产出比为50％左右)，一般废铜供应较稳定，废铜可以分为：裸杂铜品位在90％以上；黄杂铜(电线)含铜物料(旧马达、电路板)；由废铜和其他类似材料生产出的铜，也称为再生铜。目前，回收纯铜废料的方法以火法为主，主要过程是：纯铜废料首先经过人工拣选，剔除不符合要求的废料，然后去除杂质、油污等，接着投入高温炉熔化、铸锭，最后电解精炼制得精铜。火法处理废杂铜开始主要用于处理企业内部因切割、连铸等产生的边角料，随着工艺的成熟，逐渐推广到用于各种废杂铜的直接精炼，具有处理量大，对原料要求低等特点。废杂铜加料融化时间长。加入炉内的废杂铜为固体冷料，有块状，粉屑状和丝状料打成的包块，加料速度慢，融化时间长，在废杂铜火法精炼中，加料和融化时间占作业周期的一半以上，消耗的燃料占总量的80％以上，所以，废杂铜火法精炼时加料速度和融化速率对生产效率和能耗影响很大。废杂铜精炼工艺是由国外20世纪80年代中期开发成功的一项废杂铜熔炼、连铸、连轧生产的专利技术，通过化学精炼和深度氧化还原，使废杂铜中的杂质形成维化合物，生产的低氧光亮铜杆含铜量大于99.93％，导电率从100.4％IACS提高到100.9％IACS。美国对废杂铜的分类更为严格，因此，回收工艺也更加细化。其中火法熔炼是很重要的部分。我国再生铜行业经过几十年的发展，研发了很多成熟的工艺，火法处理主要包括反射炉工艺、倾动炉工艺和卡尔多炉工艺反射炉熔炼废杂铜时，在氧化阶段可进一步脱除其中的杂质，但其自动化程度不高，环境污染严重。参考文献：纯铜废料回收利用现状浅析.刘凯《资源再生》2018(08)现有技术方案是将含杂质(主要是油污、氧化物)的废铜，该废铜主要是铜加工过程中产生的挤压溢料、废铜丝、废铜排等废料通过挤压打包成形后直接回炉与精炼电解铜按比例投放进行火法冶炼。传统工艺的缺点是铜废料中所含有油污和氧化物通过火法冶炼不能完全有效去除，故必须根据废料含杂质情况严格按照比例投放铜废料，如果铜废料添加比例过高会导致上引铜杆的电导率不合格；铜废料添加比例过低虽然电导率合格，但是铜废料利用率会下降，导致铜冶炼成本升高。铜冶炼加工亟待研究一种用于上引或水平连铸工艺的铜废料处理的方法，能够在熔炼过程中有效去除铜废料杂质，得以提高后续熔炼铜产品品质；同时针对在同等条件下提高投放预处理铜废料的添加比例或基于连续生产炉内尚存不同铜熔液重量时，对应投放预处理铜废料及电解铜板的添加比例，以实现降低生产成本的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种用于铜连铸工艺的铜废料预处理及其熔炼铜的方法，通过铜废料的预处理方法，能够有效降低废料中的杂质含量；且熔炼铜中在同等条件下可以提高预处理铜废料的添加比例；或基于连续生产炉内尚存基础铜熔液不同重量时，按照精准的添加比例分别投放预处理铜废料及电解铜板，可以提高后续熔炼铜产品的电导率，实现降低生产成本。本专利技术为实现上述目的，采用以下技术方案：一种用于铜连铸工艺的铜废料预处理及其熔炼铜的方法，其特征是：在火法精炼铜废料工艺中控制打包的包块体积、重量及包块装炉量，提高铜废料除杂效果，在熔炼铜工艺中同等条件下提高预处理铜废料添加比例，且保证冶炼后铜杆的电导率，具体步骤为：一、控制铜废料打包的包块体积及重量：铜废料包块的长宽高≤45cm×25cm×30cm，单包重量≤80kg；二、控制铜废料包块的装炉量：将铜废料包块投入氢气炉中进行处理，装炉量≤12包/炉；氢气炉中加热温度为450℃±50℃，加热过程中通入氢气，氢气压力为+0.1mpa，处理工艺时间为2-4小时；三、熔炼作业中预处理铜废料的添加比例：将预处理铜废料和电解铜板分别加入上引熔炼炉，进行熔炼作业，所述预处理铜废料的添加比例是添加总量的8-22％，所述添加总量是电解铜板重量+预处理铜废料重量之和，所述预处理铜废料的添加比例＝预处理铜废料重量/(电解铜板重量+预处理铜废料重量)×100％。所述控制铜废料包块的装炉量：放入氢气炉的铜废料包块间距≥10cm，铜废料包块与炉壁间距≥15cm。所述步骤三中预处理铜废料的添加比例与基于连续生产的上引熔炼炉内尚存基础铜熔液重量相关联，基础铜熔液的重量决定向炉内投放电解铜板重量和预处理铜废料重量的比例，即所述添加总量的添加比例，当基础铜熔液重量为5-6.5吨时，所述预处理铜废料占添加总量的添加比例为8％-10％；基础铜熔液重量为6.5-8吨时，所述预处理铜废料占添加总量的添加比例为10％-16％；基础铜熔液重量为8-9.5吨时，所述预处理铜废料占添加总量的添加比例为16-22％。所述步骤三的熔炼作业基于连续生产，上引熔炼炉内尚存基础铜熔液的重量为6.5吨，预处理铜废料占添加总量的最佳添加比例是14％。所述铜废料为铜加工过程中产生的挤压溢料、废铜丝或废铜排。有益效果：以现有技术相比，本专利技术可以有效解决铜废料中所含油污、氧化物含量较高的问题，通过加热处理和氢气还原，能够在熔炼过程中有效去除铜废料杂质，通过降低废料中的杂质含量，提高后续熔炼铜产品品质，在同等条件下提高铜废料的添加比例提升冶炼后铜杆的电导率，从而降低生产成本。具体实施方式下面结合较佳实施例详细说明本专利技术的具体实施方式。本实施例提供了一种用于铜连铸工艺的铜废料预处理及其熔炼铜的方法，在火法精炼铜废料工艺中控制打包的包块体积、重量及包块装炉量，提高铜废料除杂效果，在熔炼铜工艺中同等条件下提高预处理铜废料添加比例，且保证冶炼后铜杆的电导率，具体步骤为：一、控制铜废料打包的包块体积及重量：铜废料包块的长宽高≤45cm×25cm×30cm，单包重量≤80kg；二、控制铜废料包块的装炉量：将铜废料包块投入氢气炉中进行处理，装炉量≤12包/炉；氢气炉中加热温度为450℃±50℃，加热过程中通入氢气，氢气压力为+0.1mpa，处理工艺时间为2-4小时；三、熔炼作业中预处理铜废料的添加比例：将预处理铜废料和电解铜板分别加入上引熔炼炉，进行熔炼作业，所述预处理铜废料的添加比例是添加总量的8-22％，所述添加总量是电解铜板重量+预处理铜废料重量之和，所述预处理铜废料的添加比例＝预处理铜废料重量/(电解铜板重量+预处理铜废料重量)×100％。本实施例的优选方案是，所述控制铜废料包块的装炉量：放入氢气炉的铜废料包块间距≥10cm，铜废料包块与炉壁间距≥15cm。本实施例最佳铜废料为铜加工过程中产生的挤压溢料、废铜丝或废铜排。本专利技术方法中所述的熔炼作业是基于连续生产，故上引熔炼炉内尚存基础铜熔液，向炉内投放电解铜板重量和预处理铜废料重量的比例(即所述添加总量的添加比例)与炉内存有的基础铜熔液的重量相关联，当本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于铜连铸工艺的铜废料预处理及其熔炼铜的方法，其特征是：在火法精炼铜废料工艺中控制打包的包块体积、重量及包块装炉量，提高铜废料除杂效果，在熔炼铜工艺中同等条件下提高预处理铜废料添加比例，且保证冶炼后铜杆的电导率，具体步骤为：/n一、控制铜废料打包的包块体积及重量：铜废料包块的长宽高≤45cm×25cm×30cm，单包重量≤80kg；/n二、控制铜废料包块的装炉量：将铜废料包块投入氢气炉中进行处理，装炉量≤12包/炉；氢气炉中加热温度为450℃±50℃，加热过程中通入氢气，氢气压力为+0.1mpa，处理工艺时间为2-4小时；/n三、熔炼作业中预处理铜废料的添加比例：将预处理铜废料和电解铜板分别加入上引熔炼炉，进行熔炼作业，所述预处理铜废料的添加比例是添加总量的8-22％，所述添加总量是电解铜板重量+预处理铜废料重量之和，所述预处理铜废料的添加比例＝预处理铜废料重量/(电解铜板重量+预处理铜废料重量)×100％。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于铜连铸工艺的铜废料预处理及其熔炼铜的方法，其特征是：在火法精炼铜废料工艺中控制打包的包块体积、重量及包块装炉量，提高铜废料除杂效果，在熔炼铜工艺中同等条件下提高预处理铜废料添加比例，且保证冶炼后铜杆的电导率，具体步骤为：
一、控制铜废料打包的包块体积及重量：铜废料包块的长宽高≤45cm×25cm×30cm，单包重量≤80kg；
二、控制铜废料包块的装炉量：将铜废料包块投入氢气炉中进行处理，装炉量≤12包/炉；氢气炉中加热温度为450℃±50℃，加热过程中通入氢气，氢气压力为+0.1mpa，处理工艺时间为2-4小时；
三、熔炼作业中预处理铜废料的添加比例：将预处理铜废料和电解铜板分别加入上引熔炼炉，进行熔炼作业，所述预处理铜废料的添加比例是添加总量的8-22％，所述添加总量是电解铜板重量+预处理铜废料重量之和，所述预处理铜废料的添加比例＝预处理铜废料重量/(电解铜板重量+预处理铜废料重量)×100％。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘云峰，胡景奕，丁克健，王希臣，何志强，苏宇航，
申请(专利权)人：中色天津特种材料有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12