金的冶炼操作

    一、炉料的配制
　　炉料的配制主要指金泥而言。湿金泥一般含水25～40%。用坩埚冶炼时必须事先把金泥烘干，这是因为湿的金泥会造成坩埚炸碎。用转炉冶炼时，则可视情况而定。预先烘干对充分利用氧化熔剂是有利的。
　　熔剂必须打碎，然后在大铁盘中与金泥充分拌匀，要翻动多次。这样可以使熔剂充分与金泥接触，保证氧化造渣反应完全。烘干的金泥在拌料时要少量喷洒一点水，以防止飞扬损失。
　　海绵金和重砂的配料比较简单。重砂只要与炉料拌匀即可。海绵金的冶炼只要将其放在坩埚里，在下部和上部都加入一定量的熔剂就可以了。
　　二、坩埚冶炼的操作
　　坩埚的冶炼操作可以分为升温、入料，熔化与铸锭四个步骤。
　　升温：坩埚炉升温时用木材直接点燃，然后直接启动燃烧器，往炉内引入燃料和空气。坩埚必须认真挑选。由于坩埚可能受潮，因此在使用前必须严格烘烤。严重受潮的坩埚烘烤速度要慢，避免骤然受热而炸裂。石墨坩埚的内衬耐火材料有两种，一种是将耐火坩埚套在石墨坩埚内，两个坩埚之间的缝隙用石墨粉充填；另一种是在石墨坩埚内放置一个机制木模与坩埚内壁之间捣一层耐火材料，经烘烤、烧结、形成一个内衬。当内衬损坏而石墨坩埚完好时，可将内衬去掉，再重新衬一个耐火坩埚或内衬。
　　加料：炉子升温到800℃以上时，将坩埚从炉内取出，小心地往坩埚内加入搅拌好的炉料，加料时应该小心谨慎，避免撒在坩埚外壁上。炉料的上部应复盖少量的硼砂，以防止炉料被炉气带走。炉料可以多次加入。当炉料部份熔化后，可往坩埚内再加一些炉料，但应当用纸包好后加入，防止散落在炉内。加料时应当停油停风。
　　熔化：炉料全部加足以后，就进入熔化阶段。由于造渣反应产生的气体的移出，特别是采用含水硼砂时，水大量蒸发，造成熔体沸腾。反应结束以后，熔体完全平静，熔化时间的长短主要取决于坩埚中装料的多少。通常，一个20^#坩埚一次可熔炼10～15公斤金泥，时间约需要1.5小时。由于熔化时熔体发生沸腾，往往造成一些渣类带着一些炉料溢出坩埚而流入炉内。当炉内的渣积累得比较多的时候，就会使坩埚的垫砖飘浮起来，这时就必须用铁瓢把炉内的渣舀出来，这是一件非常艰苦的工作。
　　熔化完毕后，即停止供油供风，用专用的夹钳将坩埚从炉内取出。迅速把熔体倒入锥型的铸铁罐内（如下图）。渣与金属依比重而分离。将罐移入水槽中冷却后，把凝固的熔体倒出，并打下底部的金块。

　　所有的金泥冶炼结束后，把金块集中起来进行铸锭。
　　用过的坩埚要仔细检查，及是剔除腐蚀严重的坩埚。用过的坩埚一般不要用来铸锭。
　　三、转炉冶炼的操作
　　转炉冶炼操作大致可以分为升温、投料、熔化、倒渣、铸锭、停炉等六个单元操作。
　　1.升温：升温制度主要根据炉衬材料而定。硅酸铝质炉衬的升温大约需要16～24小时。凉的炉子首先用木柴烘烤4～8小时，然后往炉内送少量风，使木柴燃烧更旺，炉温逐步升高到800℃左右，这段时间大约需8～10小时。此后就可以开通燃油或煤气，在4～6小时内使炉温达到1200℃左右。
　　2.投料:投料前炉温必须达到1200℃以上，太低的温度会降低炉料的熔化速度。投料是要停火，把炉口侧向一边。小心地把拌匀的炉料铲入炉内。因为炉口不很大，所以操作要仔细，以免把料撒落在地板上。需要冶炼的金泥中有滤布或其它一些杂物时，应把它们先加入炉内，待其烧成灰后，再加其它炉料。上一次熔炼作业的返渣也一并加入。
　　实践证明用转炉冶炼时，最好采用一次加料的方法。因此多次加料往往造成炉子过份冷却、且炉内炉料过多，熔池太深，使熔体上下温差太大，不利冶炼过程的进行。所以，只有当剩下的炉料不够熔炼一次的情况下，才可考虑第二次加料。第二次加料要格外小心，因为炉内已经有熔体了。有可能因第二次加入的炉料中水份急骤沸腾而引起物料外喷，所以加第二次料时要避免人体正对着炉口，以免造成伤害。
　　加料要尽可能快，避免炉子过分冷却。加完料在物料表面撒上一薄层硼砂。
　　一台内径为800毫米，长1000毫米的转炉，每次熔炼干金泥量大约为200公斤。
　　3.熔化：加完料后立即开火，尽可能在最短的时间内使炉温达到最高，让炉料迅速熔化。
　　炉料的熔化是从表面开始的。熔化的炉料中的金属液滴下渗，在下渗过程中，液滴中的杂质又充分与熔剂反应而造渣。经常摇动炉子，让没有熔化的物料尽可能暴露在火焰之中，必要时用铁耙搅动熔池，以加速熔化。
　　随着熔化的进行，熔池逐渐扩大，并由于气体的放出而剧烈的沸腾。锌、铅的大量挥发使烟气呈浓白色。
　　值得注意的是在熔化过程中必须保持火焰明亮，不能冒黑烟。含有大量未燃烧燃料的火焰会从炉料中夺取氧而有害于造渣反应，而且供给大量的燃料并不能使炉温升高，火焰的颜色最好是亮橙色。
　　每一个冶炼的操作者必须有良好的观察能力，他能够从炉膛的颜色确定炉温，也能从炉子发出的声音来判断燃烧器供油供风的情况，并及时调整。
　　炉料全部熔化后，熔池逐渐平静下来，火焰显得更加白炽明亮。一般不用墨镜就看不见炉衬。
　　4.倒渣：炉料全部熔化，熔池不再翻腾后，静止半小时即可倒渣。倒渣分两次进行，第一次倒的渣约占总渣量的80%。将炉子慢慢倾转，使渣流入锥型的渣包中（如下图）。第一次渣倒完后，要观察炉内情况，如果渣比较粘，则应当加入一些硼砂，待熔化透后再倒渣。倒第二次渣时要慢一些，尽量防止把金泥倒出。但是这种情况很难避免。为了保证比较高的直接回收率，在实际操作中常把第二次渣和第一次渣的底部随下一炉的炉料一起返炉。一般情况下，第一次渣的粘度小，含金量不超过100克/吨。

　　5.铸锭：渣基本清完后，就可把金属倒入铸模内，铸模的数量由金属量而定。铸锭时最好保留一点渣，一方面可以预热铸模，另一方面又可作为锭的覆盖，使锭有较好的表面。待渣和锭全部凝固后，将铸模翻转脱模，去掉金锭表面的熔渣。这些渣中往往有一些金珠，应并入下一炉的炉料中。
　　6.停炉：冶炼全部结束后，要立即停止燃料和风的供给，并用耐火材料或黄泥将燃烧口和炉口封住，让炉温逐步降低这样可以起到保护炉衬的作用。
　　四、金的铸锭
　　熔炼得到的金锭是比较粗糙的，其表面可能有缩孔、气孔、飞边等许多缺陷。此外还可能有一些夹杂物。为了获得较好的物理规格的金锭，往往需要重新铸锭。
　　二次铸锭通常用坩埚炉或高频（中频）电炉进行。后者因操作方便，劳动条件好，容易控制，标准模的尺寸：底部237×57，上口265×87，高50毫米，如下图所示。铸模使用前应作退火处理。在温度1200℃炉内保温1小时，然后自然降温至400℃左右，保温20小时。

　　铸模每次使用时应预热到100～200℃、在内表面均匀熏上一层厚1～2毫米的黑烟。
　　铸锭用的坩埚，特别是铸赤金的坩埚必须是干净的，并经过挑选，加热烘烤至800℃左右方可使用。
　　实践中熔化温度为1250～1350℃，金在炉内停留时间为25～30分钟，浇铸温度为1200～1250℃。合质金浇铸前应用硼砂撇除熔体表面的浮渣。
　　铸锭的操作间必须没有穿堂风。铸模要放平。铸标准锭还应在模内划上边界线。浇锭时间为7～14秒钟，流液量从小到大再到小，收流要干净利索。浇完的瞬间要压上加热到200℃左右的盖砖。浇标准锭时还要先盖上火硝纸。压砖时要平衡。
　　铸锭操作需要有丰富的经验和操作技能，任何疏忽，都不可能获得外观质量很好的锭。
　　锭凝固后，依次卸在石棉板上，移入硝酸或盐酸水溶液中，浸没片刻，用清水洗净酸，擦干即成。铸标准锭，卸锭后要防止工具划伤锭的表面。
　　一件标准的锭应当是表面无划伤、气孔、毛刺、突出点、棱角完整，上面微凹，尺寸合乎要求，重量不超过规定范围的精美作品。锭面上应打上号码。