铜浇铸用脱模剂的改性优化与应用研究

• 作 者: 贾玉波
• 出 处: 昆明理工大学
• 发表日期: 2019年01期
• 关键词: 阳极铜 脱模剂 表面活性剂 分散度 添加量

本文以优化铜浇铸用脱模剂为研究宗旨,在现有复合型脱模剂的基础上,通过调整脱模剂组分配比量及加入添加剂的方式优化脱模剂使用性能,研制出新型铜浇铸用脱模剂。研制过程分为实验室阶段与工业化实验阶段,在实验室研究阶段,分析研究阳极铜浇铸工艺,重点研究脱模剂的物化性质及作用原理,及针对现有复合型脱模剂在应用中的不足之处提出改进方案,并在实验室进行模拟实验。在工业化实验阶段,将模拟实验效果最好的方案应用到工厂实践中,在有关铜厂进行工业化实验。针对工业实验中遇到的实际问题,再对实验方案进行调整,最终研制出有效提高阳阳极铜浇铸质量的铜浇铸用新型脱模剂。采用表面活性剂优化脱模剂性能是本研究的重点内容,从表面活性、分散性、附着性、分散性等方面对现有脱模剂烧结情况进行分析,研究发现添加聚乙烯醇与聚羧酸能够降低脱模剂悬浊液体系的表面张力,从而提高脱模剂的附着力与润湿能力,增强脱模剂烧结时的粘结强度与颗粒分散度。实验室阶段完成表面活性剂复配及作用机理的研究,根据模拟实验效果调整脱模剂成分配比量,确定表面活性剂的添加量及复配比例,同时对脱模剂悬浊液的液固比及制备方法进行探究,最终确定新型脱模剂的成分配比及制备流程。新型脱模剂悬浊液喷洒在铜模上时,能够完全覆盖在铜模表面且脱模剂粉体稳定分散附着在铜模表面,烧结时形成表面硬度大且平整致密烧结层。工业试验时使用新型脱模剂浇铸的阳极铜表面气孔数量明显减少,表面无白板、背筋、鼓包、结渣开裂的现象、达到理想效果。新型脱模剂的成分为沉淀型硫酸钡60%、氧化铝2%、氧化硅22%、氧化钙3%、氧化硼10%,聚乙烯醇3%、聚羧酸2%,脱模剂悬浊液制备时的液固比为2:1,沉淀型硫酸钡的粒度控制在11-13um之间,其他氧化物的粒度控制在74-88um之间,并进行探索性实验,以保证新型脱模剂的使用效果。本文阐述了阳极铜表面无法完全避免气孔及鼓包现象的原因,并提出有效减少此现象发生的合理方法,通过优化生产工艺流程,制备新型铜浇铸用脱模剂,提高阳极铜质量。