熔金工艺

工艺应用

近年来，随着人们生活水平的提高，金银制品（如金银币、金银饰品等）越来越受到人们的欢迎，金与银都属于稀有的贵重金属，它们具有美丽的光泽，质地柔软，易于加工，因而，自古以来一直是工艺匠人最受欢迎的加工材料。但是由于金银熔点不同，如何将金银熔为一体成了一个世界性技术难题。我国常用的金银制作工艺主要两种：第一是金银双金属工艺。就是利用金属相互挤压使其稳定结合，如：1995年，熊猫精制金币采用双金属工艺；第二金镶嵌银或银镶嵌金，比如1996年发行的北京国际钱币博览会熊猫镶金纪念银币。

2004年，德国金银制品专家经多年研究，首创了熔金技术，它将两种熔点不同的贵金属按照一定比例（金银大约为1:18～1:20）相互融合，达到金中有银、银中有金，金银合为一体，交相辉映，不可分割。由于熔金工艺技术复杂，精度要求极高，仅有德国、美国、日本等少数几个国家可以掌握。在国际市场上，每盎司熔金造价超过了156美元，是世界上难度大，工艺造价昂贵的贵金属高科技工艺，我国是在2006年正式从德国引进了此项技术，主要应用于国家重点项目中金银融合方面。随着技术应用的进一步拓展，我国贵金属收藏品也即将进入熔金时代。

摘自“中国集邮报”2008年4月4日 第26期2100433B

重熔工艺包括对重熔工艺过程的控制和工艺参数的选择。

真空电弧重熔重熔过程控制

真空电弧重熔过程可分为焊接电极、引弧、正常熔炼和封顶4个时期：

(1)焊接电极。每一炉熔炼所用的自耗电极要求与过渡电极同轴且被牢固地焊接在过渡电极上。焊接在真空下进行。在自耗电极被焊接的一端铺上一层同品种车屑作为引弧剂，然后下降电极杆，使过渡电极与自耗电极之间燃弧，当燃弧的两个端面被加热且电弧稳定，在自耗电极端面有较多的金属液相形成时，迅速下降电极杆，使燃弧的两个端面紧密接触而焊合在一起。

(2)引弧。在自耗电极与结晶器底部的引弧剂之间形成电弧，提高弧区温度和在结晶器底部形成一定大小的金属熔池，保持自耗电极与金属熔池之间形成稳定的电弧，使自耗电极的重熔转入正常的熔炼。

(3)熔炼期。是重熔过程的主要时期，在这期间钢或合金被精炼和凝固成锭，即脱除金属中的气体及低熔点的金属杂质，去除非金属夹杂物，降低偏析程度以及获得理想的铸态组织结构。

(4)封顶。目的在于减小重熔锭头部缩孔，减轻头部“V”形收缩区的疏松程度，以及促进夹杂物的最后上浮和排除，减少切头量，提高成材率。

真空电弧重熔工艺参数的选择

真空电弧重熔产品的质量，取决于重熔参数是否合理。在生产实践中，是根据所熔炼的品种、重熔的目的和要求来选择工艺参数的。

冶金熔锍是多种金属硫化物(如FeS、Cu2S、Ni₃S₂、CoS、Sb₂S₃、PbS等)的共熔体，同时往往溶有少量金属氧化物及金属。

冶金熔锍是铜、镍、钴等重金属硫化矿火法冶金过程的重要中间产物。例如，火法处理硫化铜精矿时，常常先进行所谓的造锍熔炼，使Cu₂S、FeS等金属硫化物熔合形成锍相，而脉石成分与造渣熔剂熔合成渣相，从而实现主金属与脉石的分离，同时也使贵金属富集于锍相以便进一步回收。

熔锍的性质对于有价金属与杂质的分离、冶炼过程的能耗等都有重要的影响。为了提高有价金属的回收率、降低冶炼过程的能耗，必须使熔锍具有合适的物理化学性质，如熔化温度、密度、黏度等。

最古老的熔烧方法是在人工翻动的反射炉中进行的，19世纪70年代开始采用机械耙动的多膛炉熔烧，熔烧温度823-873K，脱硫率40%-60%，烟尘率约10%。烟气含SO₂4%-7%。烟气中的SO₂可用作制造硫酸。自20世纪40年代起出现的流态化熔烧法已逐渐用于铜精矿氧化焙烧。此法可大幅度提高焙烧过程的机械化程度、劳动生产率和烟气SO₂浓度，而且焙烧在自热过程中进行。为使流态化熔烧作业顺行，要做到，炉料的颗粒均匀，正确选定空气的过剩系数和直线速度，料层温度低于炉料的开始熔化温度。

脱硫率是氧化熔烧过程最重要的指标，它反映硫的脱除程度，其值以熔烧过程中脱除的硫量对原料中含硫总量的百分比表示。脱硫率的大小取决于物料的矿物组成、物料粒度、熔烧温度、物料在焙烧沪中停留时间以及过剩空气童等因素 。