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金與銀的鑄錠

         第一節(jié) 金銀鑄錠的熔化爐和坩堝

                 融化金、銀的爐子，一般采用圓形的地爐。燃料多采用煤氣、柴油。或者使用通常的焦炭地爐。煤氣或柴油地爐，多采用鎂磚或耐火粘土磚砌成。爐子的大小主要根據采用的坩堝大小而定。在一般的條件下，地爐凈空斷面直徑為坩堝外徑的1.6~1.8倍，深度為坩堝的1.8~2.0倍。但實際生產中，常常在同一地爐中，使用幾個規(guī)格的坩堝進行熔煉。燃燒煤氣或柴油的低壓噴嘴孔多設于靠近壁爐的壁上，爐口上設爐蓋，煙氣由爐蓋的中心孔，或者在爐口一下100mm附近的地下煙道排出。也有將地下煙道設于近爐底的壁上，而燃燒噴嘴孔留于爐口以下100mm處的。爐子砌好后，于爐底中心放兩塊耐火磚，熔煉時將坩堝置于加有焦粉的耐火磚上，防止黏底。     

坩堝多使用石墨坩堝，這種坩堝能耐受約1600℃的最高溫度，通常使用50~100號的石墨坩堝。鑒于石墨坩堝的吸濕性，使用前必須進行長時間緩慢加熱烘烤，以除去水分，再緩緩升溫至紅熱（暗紅色）。否則，受潮的坩堝遇高溫驟熱會發(fā)生爆炸損壞。

 現代也有采用電阻爐或感應電爐熔煉金或銀錠的。電阻爐是由碳或石墨坩堝（或內襯熔煉金屬用的耐火粘土坩堝）構成爐體。通常采用單相交流供電。低壓電流接通后，坩堝作為電阻并將金屬加熱至所需的溫度。按每爐熔煉20kg金屬計，每公斤金的耗電量0.5kw·h，銀的耗電量略少些。

 在選用坩堝方面，除單獨使用石墨坩堝或內襯（或外襯）耐火粘土坩堝的石墨坩堝外，也有單獨使用耐火粘土坩堝熔煉的。

用坩堝爐熔煉純的金、銀時，金的損失（包括煙塵中不可回收的）一般為0.01%~0.02%，銀為0.01~0.25%.而熔煉金銀合金或銅合金時，損失還要大些。當在電爐中熔融時，金銀的損失率約可降低70%~90%。

          第二節(jié) 金銀鑄錠的溶液和氧化劑

  在熔煉金或銀錠時，一般均應加入適量的溶劑和氧化劑。通常加入硝石加碳酸鈉或硝石加硼砂。加入碳酸鈉也能放出活性氧，以氧化雜質，故它既能起稀釋造渣的溶劑作用，也能起到一定的氧化作用。

    溶劑與氧化劑的加入量，隨金屬純度的不同而增減。如熔鑄含銀99.88%以上的電解銀粉，一般只加入0.1~0.3%的碳酸鈉，以氧化雜質和稀釋渣。而熔煉含雜質較高的銀，則可加入適量的硝石和硼砂，以強化氧化一部分雜質使之造渣而除去。這時，也應適當增加碳酸鈉量。由于銀在熔融時能溶解大量的氧，一般來說，氧化劑的加入量不宜過多，因為必須保護坩堝免遭強烈氧化而損壞。且石墨坩堝屬于酸性材料因為不宜加入過多的碳酸鈉。

     熔鑄含金99.96%以上的電解金，一般加入硝酸鉀和硼砂各約0.1%，并加入0.1%~0.5%的碳酸鈉造渣。對純度較低的金，可適當增加溶劑和氧化劑。

     熔煉金、銀過程中，可加入適量潔凈而干燥的碎玻璃以中和渣，避免造成坩堝的損壞而損失金、銀。經過氧化和造渣的熔煉過程，鑄成錠塊的金、銀品位較之原料均有所提高。故熔鑄過程中，加入適量的溶劑和氧化劑是十分必要的。

          第三節(jié) 金銀鑄錠的保護和脫氧

    金或銀金屬在空氣中熔融時，均能溶解大量的氣體。這些氣體在金屬冷凝時放出，給生產操作帶來困難，并會造成金屬的損失。

    銀在空氣中完全溶融時，能溶解約21倍體積的氧。這些氧在金屬冷凝時放出形成“銀雨”。造成細粒銀珠的噴濺損失。來不及放出的氧氣，則在銀錠中形成縮孔、氣孔、麻面等缺陷。特別是在合金材料鑄錠時，為了獲得質量好的錠塊，就需要保護合金液面不被氧化和阻止合金被氣泡飽和。為此常加入保護溶劑，使其在合金液面形成保護殼。

     根據實踐，當熔融金屬銀的溫度生高時，氧在銀中的溶解度下降。為了減少銀澆鑄時的困難，澆鑄前應提高銀液的溫度，并在銀液面上蓋一層還原劑（如木炭等）以除去氧。也有于爐料中加入一塊松木，隨著銀的熔融而燃燒以除去部分氧。澆鑄前采用木棍于銀液中攪動，效果也較好。在國外，還有在真空中進行銀得熔融的。過去某些造幣廠還往銀液中加入少許銅、鋅或鎘以去氧的。為了得到易于壓延的銀，在英國曾將銀液溫度提高到稍高1300 ℃，并投入鐵塊于銀中，再于1200~1300℃鑄入經預熱200℃的模板中。某些廠采用加入木塊燃燒的同時，在澆鑄前將液面清除不盡的少量余渣從坩堝口撥向后面，于坩堝口放一塊石磨（從廢石磨坩堝上鋸下），再往液面加一大碗草灰后澆鑄。這樣作，既能燃燒除去部分氧，又能保溫和吸附液面余渣，以提高鑄錠質量！

     金的吸氣性更強，在空氣中熔融時，金可溶解33~48倍體積的氧，或37~46倍的氫。但由于金的澆鑄溫度一般均較高，且于敞口整體平模中進行，模具常預熱至160℃或以上，氣體較易放出。為保證錠面平整，某些廠還采取在錠面澆水和覆蓋濕紙，加速表面先冷卻等措施。至于煙氣，由于熔鑄的金或銀原料均較純。溶劑和氧化劑加入量又不大，雖有少量的二氧化碳、二氧化氮等氣體存在，但對鑄錠無明顯影響。

          第四節(jié) 金銀鑄錠的熔融和過熱

  金屬液溫在澆鑄前都應高于它的熔點，成為金屬的過熱。不論何種金屬或合金都要在過熱的狀態(tài)下進行澆鑄，否則無法澆鑄成型。但其過熱又不應過大，否則會產生副作用。在一般情況下，金屬或合金在爐中的過熱溫度，應比該金屬或合金的熔點高150~200℃或再稍高一點。

     在金或銀金屬澆鑄時，由于金屬溫度提高有利于降低氣體的溶解量，且過熱大的金屬鑄入模中，冷凝速度慢，有利于氣體的放出，減少錠塊的缺陷，又澆鑄金或銀錠模均很小，鑄入金屬易冷卻，如金屬的液溫過低，則因冷凝過快，甚至鑄不出外形合格的錠。但溫度過高也有不利的方面。根據實踐，銀的澆鑄溫度應為1100~1200℃，而金的澆鑄溫度應在1200~1300℃。

     正確掌握金屬的過熱度，能保證生產的順利進行，更能得到好的表面和內部結構的高質量錠。

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