[發明專利]鎳鐵中間合金及其熔煉凈化處理方法

有效

• 申請號: 200810068942.8
• 申請日: 2008-10-17
• 公開（公告）號: CN101386950A
• 公開（公告）日: 2009-03-18
• 發明（設計）人: 欒東海
• 申請（專利權）人: 河北上大再生資源科技有限公司
• 主分類號: C22C33/04
• 分類號: C22C33/04;C21C7/064;C22C35/00;C22C38/16
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技術領域

本發明涉及一種利用廢料熔煉及凈化處理制造合金的方法，特別是涉及了采用中頻感應電爐熔煉廢料并進行凈化處理后制造鎳鐵中間合金的方法。

本發明還涉及了一種采用上述方法熔煉凈化處理后獲得的成分均勻和純凈度較高的鎳鐵中間合金。

背景技術

鎳鐵中間合金主要應用于含有鎳和鐵的金屬材料在冶煉過程中作為基體合金和添加劑使用，對鎳鐵中間合金要求化學成分均勻、偏析小，無可見非金屬夾雜，氣體含量低，雜質含量必須滿足所冶煉金屬材料的要求。采用廢鎳鐵、廢鎳料、廢鐵料等生產的鎳鐵中間合金，一般采用中頻感應電爐來熔煉生產。

2007年5月30日公開的中國發明專利說明書CN1970807A公開了一種易碎的鎳鐵合金，該說明書還公開了該合金的熔煉工藝，所述熔煉工藝是把各種回收鎳和鎳板與鋼屑一起裝進感應電爐中進行熔化后除去合金液表面的浮渣，再加入錳鐵或硅鐵合金繼續熔化后調整成分并澆注得到鎳鐵合金。該工藝由于沒有對合金液進行精煉凈化處理，致使熔煉出來的合金化學成分不均勻，雜質特別是硫、磷等有害雜質含量較高，合金中的氣體不易排除等，給后續用鎳鐵中間合金作為基體合金或添加劑來生產鎳鐵合金材料造成了很大的障礙，甚至不能用質次的中間合金來生產成分和純凈度均要求較高的鎳鐵合金材料，例如采用該方法冶煉的鎳鐵合金不適用于冶煉精密儀器、彩色電視機或電腦顯示器的影孔板等廣泛使用的低熱膨脹性鎳鐵合金，使其應用范圍受到了限制，不利于廢舊料的回收利用。

2007年5月30日公開的中國發明專利說明書CN1970807A公開了一種電爐冶煉鎳鐵的方法，該方法是使用氧化鎳礦作為原材料，將氧化鎳礦進行破碎篩分后的礦粉與焦粉混合配料進行燒結得到燒結礦塊，再將燒結礦塊與焦炭、石灰、螢石混合后在電爐中進行冶煉得到鎳鐵。采用該方法冶煉的鎳鐵，由于礦石帶來的雜質較多而在冶煉過程中又未采取相應的凈化處理措施，冶煉的鎳鐵同樣存在雜質含量較高的問題；而且采用該方法冶煉的鎳鐵由于純凈度不高，同樣不適用于冶煉上述低熱膨脹性鎳鐵合金，使其應用范圍受到了限制。

發明內容

本發明要解決的第一個技術問題是提供一種在中頻感應爐內利用廢料進行熔煉凈化處理以獲得鎳鐵中間合金的方法，采用該方法制造的鎳鐵中間合金成分均勻、純凈度高。

本發明要解決的第二個技術問題是提供一種采用上述方法熔煉凈化處理后獲得的鎳鐵中間合金，該合金純凈、成分均勻。

為解決上述第一個技術問題，本發明所述利用廢料熔煉凈化處理制造鎳鐵中間合金的方法，其技術方案包括以下步驟：

把清洗干凈的廢鎳鐵、廢鎳料、廢鐵料組成的合金廢料配制成含以下化學成分(重量百分比)：含Ni量為10％～18％、含C量≤3.0％、含Si量≤2.0％、含Mn量≤3％、含Cr量＜2％、含Cu量＜0.5％、含Co量＜0.5％、含P量≤0.1％、含S量≤0.1％、余量為Fe；

把上述配制好的合金廢料裝進中頻感應爐的堿性坩堝內，所述坩堝底部鋪有占爐料重量2％～5％的底渣，所述底渣的組成為：石灰70％～80％、螢石20％～30％；

送電加熱合金廢料到1500℃以上，合金廢料被熔化并在坩堝底部出現溶池，底渣被熔化后覆蓋在合金液面上；

合金廢料熔化完后，往合金液中加入Si、Mn進行預脫氧，爐前取樣分析Ni、C、Si、Mn、Cr、Cu、Co、S、P的含量；

從上述坩堝底部采用0.1MPa～0.2MPa的壓力通過透氣磚對爐內的合金液進行吹氬攪拌；

除去合金液表面的氧化渣，往合金液面上加入Al₂O₃-SiO₂-CaO造新渣，提升合金液溫度到1550℃～1600℃，向新渣表面加入硅鈣粉和硅鐵粉形成白渣層并覆蓋合金液25～35分鐘進行擴散脫氧，然后再向合金液中加入占合金液重量0.2％～0.5％的塊狀硅鈣脫氧劑進行沉淀脫氧，爐前取樣分析熔清樣的Ni、C、Si、Mn、Cr、Cu、Co、S、P的含量；

采用噴粉裝置在0.1MPa～0.2MPa的壓力作用下把粒度小于0.5mm的CaC₂粉劑從插入合金液深度100～120mm的鋼管內向合金液噴粉脫磷；

調整合金液中的化學元素達到規定的化學成分后，調渣、升溫、出爐澆注成合金錠。

為解決上述第二個技術問題，本發明所述的采用上述方法熔煉凈化處理后獲得的鎳鐵中間合金可以是下列合金中的任何一種：