CN104975139A - 一种用废铁生产铁铬铝电热合金的方法 - Google Patents

一种用废铁生产铁铬铝电热合金的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用废铁生产铁铬铝电热合金的方法，属于合金材料技术领域。该方法包括步骤：1）称取废料铁和冲床边角料铁铬；2）进行熔炼，使铁和铬融化变成钢水；3）进行脱磷和脱硫处理；4）进行精炼，在精炼过程中加入微量元素，当磷含量低于0.01%，硫含量低于0.01%时进行出炉。本发明的优点在于：1）进行脱硫、脱磷和脱碳处理，避免过量的硫、磷和碳对合金电热性能的影响。2）精炼过程中，添加镍、铌、钛、钒、锑、镧和铈等稀土金属材料，提高了铁铬铝合金高温快速寿命，同时，稀土金属材料改善了氧化膜对合金基体的结合强度，提高铁铬铝合金在变温过程中的抗氧化能力。

Description

一种用废铁生产铁铬铝电热合金的方法
技术领域
本发明属于合金材料技术领域，具体涉及一种用废铁生产铁铬铝电热合金的方法。
背景技术
铁铬铝合金，是大量应用的电炉丝材料，其电阻率高、比重轻、抗氧化及抗渗碳能力强，且价格低廉，比镍铬电炉丝使用温度高300℃，但在高温使用后会变脆。这不仅限制了使用范围，也严重地缩短了使用寿命。
因此，如何开发具有低成本、发热快和使用寿命长的铁铬铝合金一直是本领域的研究热点。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中存在的铁铬铝合金存在成本高、使用寿命短的问题而提供一种用废铁生产铁铬铝电热合金的方法，该方法在合金熔炼过程中添加的微量元素，可有效提高合金在变温过程中的抗氧化能力。
实现本发明目的的技术解决方案为：该方法包括步骤如下：
步骤1）：称取重量配比的废料铁62%～67%、冲床边角料铁铬22%～28%；
步骤2）：进行熔炼，熔炼温度为1600℃以上，使铁和铬融化变成钢水；
步骤3）：在钢水中加入脱磷剂和脱硫剂，进行脱磷和脱硫处理，使得磷含量低于0.03%，硫含量低于0.04%；
步骤4）：进行精炼，调节供氧强度进行脱碳，当碳含量低于0.03%时，停止供氧，在精炼过程中加入微量元素，当磷含量低于0.01%，硫含量低于0.01%时进行出炉。
进一步地，在步骤2）中所述的熔炼温度为1600℃～1800℃，熔炼时间为2～4小时。
进一步地，在步骤2）中，当钢水温度达到1650℃后，需要进行机械搅拌。
进一步地，在步骤3）中，所述的脱磷剂为转炉渣、铁矿石和石灰，所述的脱硫剂为苏打粉。
进一步地，在步骤4）中，所述的微量元素为硅，锰，钛，铝和稀土。所述的稀土为镍、铌、钛、钒、锑、镧和铈。
本发明的优点在于：1）铸币厂废料铁在高温下进行脱硫、脱磷和脱碳处理，避免过量的硫、磷和碳对合金电热性能的影响。2）精炼过程中，添加镍、铌、钛、钒、锑、镧和铈等稀土金属材料，提高了铁铬铝合金高温快速寿命，同时，稀土金属材料改善了氧化膜对合金基体的结合强度，提高铁铬铝合金在变温过程中的抗氧化能力。3）选用铸币厂废铁料和冲床边角料，成本低廉，实现了废物的再利用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地说明。
如图1所示，本发明一种用废铁生产铁铬铝电热合金的方法，该方法包括步骤如下：
步骤1）：称取重量配比的废料铁、冲床边角料铁铬；
步骤2）：进行熔炼，使铁和铬融化变成钢水；
步骤3）：在钢水中加入脱磷剂和脱硫剂，进行脱磷和脱硫处理；
步骤4）：进行精炼，调节供氧强度进行脱碳，最后进行出炉。
特别地，在步骤2）中，当钢水温度达到1650℃后，需要进行机械搅拌。
实施例1
步骤1：称取废料铁62kg、冲床边角料铁铬28kg。
步骤2：进行熔炼，熔炼温度为1600℃，熔炼时间为4小时，使铁和铬融化变成钢水；为了去除铁铬表面杂质，当钢水温度达到1650℃时，需要进行机械搅拌。
步骤3：在钢水中加入脱磷剂转炉渣、铁矿石和石灰，脱硫剂苏打粉，进行脱磷和脱硫处理，处理时间2小时，使得磷含量低于0.03%，硫含量低于0.04%。
步骤4：进行精炼，调节供氧强度进行脱碳，当碳含量低于0.03%时，停止供氧，同时在该过程中加入微量元素硅，锰，钛，铝和稀土，当磷含量低于0.01%，硫含量低于0.01%时进行出炉。
实施例2
步骤1：称取废料铁67kg、冲床边角料铁铬22kg。
步骤2：进行熔炼，熔炼温度为1800℃，熔炼时间为2小时，使铁和铬融化变成钢水；在钢水温度升高至1800℃这个过程中，当钢水温度达到1650℃时，需要进行机械搅拌。
步骤3：在钢水中加入脱磷剂转炉渣、铁矿石和石灰，脱硫剂苏打粉，进行脱磷和脱硫处理，处理时间2小时，使得磷含量低于0.03%，硫含量低于0.04%。
步骤4：进行精炼，调节供氧强度进行脱碳，当碳含量低于0.03%时，停止供氧，同时在该过程中加入微量元素硅，锰，钛，铝和稀土，当磷含量低于0.01%，硫含量低于0.01%时进行出炉。
实施例1和实施例2中的步骤4中，所述的稀土为镍、铌、钛、钒、锑、镧和铈。
镧、铈等稀土作为添加剂，增强了氧化铝膜与合金的粘附性，改善了氧化膜对合金基体的结合强度，提高铁铬铝合金在变温过程中的抗氧化能力。
对实施例1和实施例2进行1300℃快速寿命试验，本发明选用铸币厂废铁料和冲床边角料生产的铁铬铝电热合金，相比于用纯铁生产的合金，其快速寿命值不低于80小时，总的生产成本降低约8%，实现了废物的再利用。

Claims (6)

1.一种用废铁生产铁铬铝电热合金的方法，其特征在于：该方法包括步骤如下：
步骤1）：称取重量配比的废料铁62%～67%、冲床边角料铁铬22%～28%；
步骤2）：进行熔炼，熔炼温度为1600℃以上，使铁和铬融化变成钢水；
步骤3）：在钢水中加入脱磷剂和脱硫剂，进行脱磷和脱硫处理，使得磷含量低于0.03%，硫含量低于0.04%；
步骤4）：进行精炼，调节供氧强度进行脱碳，当碳含量低于0.03%时，停止供氧，在精炼过程中加入微量元素，当磷含量低于0.01%，硫含量低于0.01%时进行出炉。
2.根据权利要求1所述的用废铁生产铁铬铝电热合金的方法，其特征在于：步骤2）中所述的熔炼温度为1600℃～1800℃，熔炼时间为2～4小时。
3.根据权利要求1所述的用废铁生产铁铬铝电热合金的方法，其特征在于：在步骤2）中，当钢水温度达到1650℃后，进行机械搅拌。
4.根据权利要求1所述的用废铁生产铁铬铝电热合金的方法，其特征在于：在步骤3）中，所述的脱磷剂为转炉渣、铁矿石和石灰，所述的脱硫剂为苏打粉。
5.根据权利要求1所述的用废铁生产铁铬铝电热合金的方法，其特征在于：在步骤4）中，所述的微量元素为硅，锰，钛，铝和稀土。
6.根据权利要求5所述的用废铁生产铁铬铝电热合金的方法，其特征在于：所述的稀土为镍、铌、钛、钒、锑、镧和铈。
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