权利要求
1.一种
锡金属铸锭装置，包括精炼锅(1)和中转桶(2)，其特征在于，还包括保护气体储气罐(8)和铸锭模组，精炼锅(1)的侧面连通有第一放液管(3)，第一放液管(3)上设有第一放液阀(4)，第一放液管(3)远离精炼锅(1)的一端由中转桶(2)的上端伸入中转桶(2)中，中转桶(2)转动设置在其下端的底座(5)上，中转桶(2)的侧面连通有第二放液管(6)，第二放液管(6)上设有第二放液阀(7);
所述保护气体储气罐(8)的侧面连接有出气管(9)，出气管(9)上设有出气阀(10)，出气管(9)远离保护气体储气罐(8)的一端连通至第一放液管(3)，出气管(9)与第一放液管(3)的连通处位于第一放液阀(4)远离精炼锅(1)的一侧，所述第一放液管(3)上还设有压力表(11);
所述第二放液管(6)的出液端朝向铸锭模组的铸锭槽(231)中，所述第一放液管(3)与中转桶(2)上均设有加热设备。
2.根据权利要求1所述的一种锡金属铸锭装置，其特征在于，所述第一放液管(3)与精炼锅(1)的连通处位于精炼锅(1)的下侧。
3.根据权利要求1所述的一种锡金属铸锭装置，其特征在于，所述中转桶(2)与第一放液管(3)的连接处设置有密封环(12)，所述第一放液管(3)通过密封环(12)伸入中转桶(2)中。
4.根据权利要求1所述的一种锡金属铸锭装置，其特征在于，所述第一放液管(3)上绕设有电加热丝，所述中转桶(2)的外侧设有保温加热器。
5.根据权利要求1所述的一种锡金属铸锭装置，其特征在于，所述中转桶(2)的下端固定有转轴(13)，转轴(13)转动设置在底座(5)上，所述铸锭装置还包括电机，电机的输出端带动转轴(13)转动。
6.根据权利要求1所述的一种锡金属铸锭装置，其特征在于，所述铸锭模组包括第一模组(21)、第二模组(22)和多个模具(23)，所述第一模组(21)与第二模组(22)均呈弧形，所述第一模组(21)上均匀开设有多个第一通槽，第二模组(22)上均匀开设有多个第二通槽，每个第一通槽与第二通槽均上下对应，所述模具(23)的上端伸入第一通槽、下端伸入第二通槽，所述第二通槽呈“凹”字形，模具(23)下端与第二通槽形状匹配，所述第一模组(21)与第二模组(22)固定连接。
7.根据权利要求1或6所述的一种锡金属铸锭装置，其特征在于，所述铸锭模组下侧设有支撑座(24)，支撑座(24)上固定有支撑杆(25)，支撑座(24)上铰接有伸缩机构(26)，所述支撑杆(25)位于铸锭模组的端部并与铸锭模组铰接，伸缩机构(26)位于铸锭模组的下侧并与铸锭模组铰接。
8.根据权利要求7所述的一种锡金属铸锭装置，其特征在于，所述支撑座(24)的下侧设置有伸缩机构(26)。
9.基于权利要求1-8任一项所述的一种锡金属铸锭装置的铸锭方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将结晶锡放入精炼锅(1)中，待结晶锡在精炼锅(1)中加热至350-370℃熔化后，取样化验精炼锅(1)中锡液的锑含量，按照取样含锑百分比的1.5倍向锡液中加入
铝，搅拌使其充分反应;
b、待铝完全熔化后，控制锡液温度在230℃-240℃之间，取样检测锡液中的锑含量是否合格;
c、除锑完成后，将锡液升温至270-280℃以上，加入适量的氯化铵并观察锡液由灰白逐渐变为红色，最后转变为银白色时停止，除去锡液中残余的铝;
d、锡液除铝完成前，提前两小时开启加热设备，对中转桶(2)与第一放液管(3)进行加热，控制加热温度在270-300℃;
e、加热设备加热1.5小时后，打开出气阀(10)和第二放液阀(7)，将保护气体充入第一放液管(3)与中转桶(2)中，待第一放液管(3)与中转桶(2)中的空气排出后，关闭第二放液阀(7)，继续充入保护气体，保证铸锭作业前压力表(11)读取的压力大于0.1Mpa;
f、化验锡液成分满足相应品牌号的要求后，控制锡液排出时的温度在250-270℃，打开第一放液阀(4)，待压力表(11)读取的压力上升至0.15Mpa时，打开第二放液阀(7)开始铸锭作业，作业期间，锡液温度保持在250-270℃，系统压力稳定在0.1-0.15Mpa之间;
g、待精炼锅(1)内锡液的液位高于精炼锅(1)与第一放液管(3)的连通处的高度小于10cm时，关闭第一放液阀(4)，完成浇铸作业。
10.根据权利要求9所述的一种锡金属铸锭方法，其特征在于，所述保护气体采用氮气。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及
有色金属冶炼技术领域，尤其涉及一种锡金属铸锭装置及方法。
背景技术
[0002]锡金属在电子器件与合金制造中应用广泛。锡金属的熔点为231.96℃，其熔点较低。常温状态下，锡金属较稳定，几乎不受空气影响，这是因为锡表面生成了一层致密的氧化膜，阻止了锡的氧化。当锡液的温度高于150℃时，大量的锡与空气反应生成氧化锡与氧化亚锡，锡液表面会产生大量的灰色氧化渣。
[0003]因此，在锡冶炼行业，如何减少锡金属的二次氧化较为重要，尤其在精锡成品铸锭阶段，铸锭温度控制在340℃，这就导致锡液表面长期存在大量的氧化渣，现有的不管是直接排出锡液还是将锡液捞出都会在运输过程中直接与氧气接触，致使锡氧化、锡液中氧化渣含量较多，导致精锡成品不合格，因此解决锡液铸锭过程中的氧化问题尤为重要。
发明内容
[0004]为了解决现有的锡液在运输过程中直接与氧气接触，致使锡氧化、锡液中氧化渣含量较多的问题，本发明提出了一种锡金属铸锭装置及方法，通过保护气体与加热恒温设备来避免锡液运输过程中的氧化，从而提高锡金属锭的合格率。
[0005]为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种锡金属铸锭装置，包括精炼锅和中转桶，还包括保护气体储气罐和铸锭模组，精炼锅的侧面连通有第一放液管，第一放液管上设有第一放液阀，第一放液管远离精炼锅的一端由中转桶的上端伸入中转桶中，中转桶转动设置在其下端的底座上，中转桶的侧面连通有第二放液管，第二放液管上设有第二放液阀;第一放液管与中转桶的连通处位于中转桶上端的中心。
[0006]保护气体储气罐的侧面连接有出气管，出气管上设有出气阀，出气管远离保护气体储气罐的一端连通至第一放液管，出气管与第一放液管的连通处位于第一放液阀远离精炼锅的一侧，所述第一放液管上还设有压力表;
所述第二放液管的出液端朝向铸锭模组的铸锭槽中，所述第一放液管与中转桶上均设有加热设备。加热设备保证锡液浇铸时的温度。
[0007]优选地，所述第一放液管与精炼锅的连通处位于精炼锅的下侧。氧化渣位于锡液的上表面。
[0008]优选地，所述中转桶与第一放液管的连接处设置有密封环，所述第一放液管通过密封环伸入中转桶中。避免外部空气再次进行中转桶中。
[0009]优选地，所述第一放液管上绕设有电加热丝，所述中转桶的外侧设有保温加热器。
[0010]优选地，所述中转桶的下端固定有转轴，转轴转动设置在底座上，铸锭装置还包括电机，电机的输出端带动转轴转动。
[0011]优选地，所述铸锭模组包括第一模组、第二模组和多个模具，所述第一模组与第二模组均呈弧形，所述第一模组上均匀开设有多个第一通槽，第二模组上均匀开设有多个第二通槽，每个第一通槽与第二通槽均上下对应，所述模具的上端伸入第一通槽、下端伸入第二通槽，所述第二通槽呈“凹”字形，模具下端与第二通槽形状匹配，所述第一模组与第二模组固定连接。便于后续对锡金属锭进行脱模。
[0012]优选地，所述铸锭模组下侧设有支撑座，支撑座上固定有支撑杆，支撑座上铰接有伸缩机构，所述支撑杆位于铸锭模组的端部并与铸锭模组铰接，伸缩机构位于铸锭模组的下侧并与铸锭模组铰接。
[0013]优选地，所述支撑座的下侧设置有伸缩机构。
[0014]通过上述技术方案，本发明的有益效果为：
1.本发明在铸锭前通过保护气体储气罐向第一放液管与中转桶中通入保护气体，将第一放液管与中转桶中的空气排净，关闭第二放液阀使得第一放液管与中转桶中充斥保护气体，从而实现锡液排出过程中不会接触到空气，避免其氧化，同时通过加热设备对第一放液管与中转桶进行加热，保证锡液的浇铸温度，从而提高锡金属锭的合格率。
[0015]2.本发明中铸锭模组包括第一模组、第二模组与多个模具，锡液落入模具中的铸锭槽中，铸锭模组在伸缩机构的操控下可倾斜一定角度，人工可直接敲击模具底端，便于锡金属锭从模具中脱落。
附图说明
[0016]图1为本发明一种锡金属铸锭装置的结构示意图;
图2为本发明一种锡金属铸锭装置的图1中的结构放大图;
图3为本发明一种锡金属铸锭装置的铸锭模组及支撑座的结构示意图;
图4为本发明一种锡金属铸锭装置的铸锭模组的结构剖视图。
[0017]附图中标号：1为精炼锅、2为中转桶、3为第一放液管、4为第一放液阀、5为底座、6为第二放液管、7为第二放液阀、8为保护气体储气罐、9为出气管、10为出气阀、11为压力表、12为密封环、13为转轴、14为轴承座、15为链轮;
21为第一模组、22为第二模组、23为模具、231为铸锭槽、24为支撑座、25为支撑杆、251为第一铰接座、26为伸缩机构、261为第二铰接座。
具体实施方式
[0018]下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：
实施例1
如图1～图4所示，本实施例提供一种锡金属铸锭装置，包括精炼锅1和中转桶2，精炼锅1的侧面连通有第一放液管3，第一放液管3与精炼锅1的连通处位于精炼锅1的下侧，由精炼锅1的底部放液，避免锡液中夹带锡液表面的氧化渣。
[0019]第一放液管3上设有第一放液阀4，第一放液管3远离精炼锅1的一端由中转桶2的上端伸入中转桶2中，中转桶2呈中空的圆柱状，第一放液管3与中转桶2上端的连接处位于中转桶2上端的圆心处，中转桶2与第一放液管3的连接处固定设置有密封环12(参考图2)，所述第一放液管3通过密封环12伸入中转桶2中，避免空气由该连接处进入中转桶2中。
[0020]中转桶2转动设置在其下端的底座5上，中转桶2的下端固定有转轴13，转轴13转动设置在底座5上，底座5上固定有轴承座14，轴承座14中安装有轴承，转轴13穿过轴承转动设置在底座5上，铸锭装置还包括电机(图中未示出)，电机的输出端带动转轴13转动，电机的输出端上固定有链轮，电机的输出端上的链轮与转轴13上的链轮通过传动链传动连接，实现电机带动下，转轴13的转动。
[0021]中转桶2的侧面连通有第二放液管6，第二放液管6上设有第二放液阀7，精炼锅1、中转桶2、第一放液管3与第二放液管6均采用316L不锈钢材质，确保铸锭过程中不会污染锡液。
[0022]进一步地，铸锭装置还包括保护气体储气罐8，本实施例中保护气体采用氮气，保护气体储气罐8的侧面连接有出气管9，出气管9上设有出气阀10，出气管9远离保护气体储气罐8的一端连通至第一放液管3，出气管9与第一放液管3的连通处位于第一放液阀4远离精炼锅1的一侧，所述第一放液管3上还设有压力表11，打开出气阀10，向第一放液管3与中转桶2中通入氮气，其中氮气压力保持在0.8Mpa，将其内部的空气排净，避免锡液在运输过程中与空气接触。
[0023]在生产时，第一放液管3与中转桶2内部的空气排净后，保护气体储气罐8不完全关闭，这是因为第一放液管3与中转桶2内部不会完全密封，会漏气，因此要保证第一放液管3与中转桶2内部保护气体的压力。
[0024]进一步地，参考图3和图4，铸锭装置还包括铸锭模组，所述第二放液管6的出液端朝向铸锭模组的铸锭槽231中，具体的，铸锭模组包括第一模组21、第二模组22和9个模具23，所述第一模组21与第二模组22的横截面均呈弧形，所述第一模组21上均匀开设有9个第一通槽，第二模组22上均匀开设有9个第二通槽，每个第一通槽与第二通槽均上下对应，第一通槽贯通第一模组21，连通第一模组21的上下两侧，第二通槽贯通第二模组22，连通第二模组22的上下两侧，所述模具23的上端伸入第一通槽、下端伸入第二通槽中，模具23的上端与第一模组21的上侧面平齐、下端与第二模组22的下侧面平齐，所述第二通槽呈“凹”字形，模具23下端与第二通槽形状匹配，所述第一模组21与第二模组22通过螺栓固定连接。
[0025]铸锭模组安装过程中，首先将多个模具23分别放入第二模组22的多个第二通槽中，再将第一模组21放在第二模组22的上侧面，模具23的上端伸入第一模组21的第一通槽中，此时通过螺栓固定第一模组21与第二模组22即可;后续锡金属锭冷却定型后，人工能够直接敲击模具23的下端，使得模具中的金属锭脱落。
[0026]进一步地，所述铸锭模组下侧设有支撑座24，支撑座24上焊接固定有支撑杆25，支撑座24上铰接有伸缩机构26，伸缩机构26采用油缸或气缸，其下端与支撑座24上的铰接轴铰接(图中未示出)，所述支撑杆25位于铸锭模组的端部并与铸锭模组铰接;
在本实施例中，第一模组21的两端均固定有铰接块，两个支撑杆25的上端固定有第一铰接座251，第一铰接座251与铰接块通过铰接轴铰接，伸缩机构26位于铸锭模组的下侧并与铸锭模组铰接，支撑座24上的伸缩机构26下端铰接在支撑座24上、上端通过第二铰接座261与第二模组22下侧固定的铰接块铰接，从而实现铸锭模组在伸缩机构26的控制下，沿着第一铰接座251上的铰接轴的转动，从而便于人工直接敲击模具23。
[0027]进一步地，所述支撑座24的下侧设置有伸缩机构26，在锡液排出时，控制铸锭模组的升降，使得顺着第二放液管6排出的锡液能够直接落入模具23的铸锭槽231中，防止锡液飞溅，多个模具23接取锡液完毕后，通过伸缩机构26控制铸锭模组落下，便于后续人工收取锡金属锭。
[0028]进一步地，所述第一放液管3与中转桶2上均设有加热设备。所述第一放液管3上绕设有电加热丝，所述中转桶2的外侧设有保温加热器，对中转桶2进行加热。
[0029]实施例2
本实施例还提供一种锡金属铸锭方法，通过实施例1中的锡金属铸锭装置实现;
a、将结晶锡放入精炼锅1中，待结晶锡在精炼锅1中加热升温至350-370℃熔化后，取样化验精炼锅1中锡液的锑含量，按照取样含锑百分比的1.5倍向锡液中加入铝，搅拌使其充分反应;
本该步骤中，铝与锡的共晶点共晶温度为228.3℃，含铝为0.5%，随着温度升高，铝在液态锡中的溶解度更大;因此在350-370℃的条件下，铝即会溶解在锡液中;铝与锡液中的砷、锑生成高熔点化合物，其密度小于锡，能从锡液中结晶析出。
[0030]b、待铝完全熔化后，控制锡液温度在230℃-240℃之间，取样检测锡液中的锑含量是否合格;
本步骤中铝和锑反应生成AlSb，其熔点为1081℃，密度小于锡，能从锡液中结晶析出;从而使锡液中的锑含量<0.02%。
[0031]c、除锑完成后，将锡液升温至270-280℃以上，加入适量的氯化铵并观察锡液由灰白逐渐变为红色，最后转变为银白色，除去锡液中残余的铝;
氯化铵和铝反应，使铝氧化造渣，再加入锯木屑，使渣变稠后捞去;这一部分渣含锡量达到50%以上，因此要返炉熔炼回收锡。
[0032]d、锡液除铝完成前，提前两小时开启加热设备，对中转桶2与第一放液管3进行加热，控制加热温度在270-300℃。
[0033]e、加热设备加热1.5小时后，打开出气阀10和第二放液阀7，将保护气体充入第一放液管3与中转桶2中，保护气体采用氮气，待第一放液管3与中转桶2中的空气排出后，关闭第二放液阀7，继续充入保护气体，保证铸锭作业前压力表11读取的压力大于0.1Mpa。
[0034]f、化验锡液成分满足相应品牌号的要求后，控制锡液排出时的温度在250-270℃，打开第一放液阀4，待压力表11读取的压力上升至0.15Mpa、中转桶2中的锡液量达到其体积的50%时，打开第二放液阀7开始铸锭作业，作业期间，锡液温度保持在250-270℃，系统压力稳定在0.1-0.15Mpa之间。
[0035]g、待精炼锅1内锡液液位高于精炼锅1与第一放液管3的连通处的高度小于10cm时，关闭第一放液阀4，完成浇铸作业。
[0036]以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，并非限制本发明的实施范围，故凡依本发明专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。
说明书附图(4)
声明：
“锡金属铸锭装置及方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：北方有色网
来源：河南豫光金铅股份有限公司
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