CN106521172B - 一种大重量镍锭制备用脱氧剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大重量镍锭制备用脱氧剂，适用于300KG‑500KG的大重量镍锭制备，该脱氧剂按下列重量份的原料制成：稀土40‑70份、铝线22‑41份、钛管6‑12份、块状碳2‑5份、电解锰2‑5份。该脱氧剂主要用于真空熔炼制备大重量镍锭过程中去除液体镍中的氧气，同时根据镍合金导体材料的要求加入适量合金调整化学成分，改善材料的性能。使用该脱氧剂熔炼能够有效提高成材率10%。

Description

一种大重量镍锭制备用脱氧剂

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及一种脱氧剂，尤其涉及一种镍制备工艺中所采用的脱氧剂，具体地说是真空熔炼制备大重量镍锭过程中用于去除液体镍中氧气的大重量镍锭制备用脱氧剂。

背景技术

目前，真空熔炼制备大重量镍锭过程中，液体镍中含有氧气，镍中氧的危害性主要表现在两个方面：

1.产生杂质：镍液凝固时，其中多余的氧与镍中其他元素结合生成非金属夹杂物，进而破坏了镍材料的连续性，降低镍的冲击韧性、持久强度、延伸率等各种力学性能和导电性能、焊接性能等。

2.形成气泡：镍液中的氧含量过高，在浇铸过程中会再次与镍中碳反应，产生CO气体，从而会使镍锭产生气孔、疏松，甚至上涨等缺陷，严重时会导致镍锭报废。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提出一种大重量镍锭制备用脱氧剂，能够用于去除液体镍中氧气。

本发明的技术方案是：

一种大重量镍锭制备用脱氧剂，该脱氧剂按下列重量份的原料制成：稀土12-20份、铝线5-15份、钛管1-5份、块状碳1-3份、电解锰1-3份。

优选的大重量镍锭制备用脱氧剂，按下列重量份的原料制成：稀土15-18份、铝线7-13份、钛管2-3份、块状碳1-2份、电解锰1-2份。

上述原料中块状碳的碳纯度在99.9％以上。

上述原料中所述的稀土由镧、铈、钇、钕和镨按4-8：4-8：2-6：2-4：1-2的重量比组成。

优选的稀土由镧、铈、钇、钕和镨按6：6：4：3：1的重量比组成。

上述的大重量镍锭制备用脱氧剂主要应用于真空熔炼制备大重量镍锭过程中去除液体镍中的氧气。

本发明所述的大重量镍锭的重量为300-500KG。

上述的大重量镍锭制备用脱氧剂的制备方法包括以下步骤：

(1)按比例称取镧、铈、钇、钕和镨，混匀制成稀土。

(2)按比例分别称取制备好的稀土、铝线、钛管、块状碳、电解锰，混匀。

本发明中使用的铝线、钛管、块状碳、电解锰以及稀土采用的原料均市售可得，其大小，粒径对产品无明显影响。

本发明中，各组分的作用如下：

稀土：改善镍金属的导电性能，提高材料的冲击韧性、持久强度、延伸率等各种力学性能和导电性能、焊接性能等。铝线：用作熔炼时的脱氧定氮剂，细化晶粒，改善镍在低温时的韧性，特别是降低了镍的脆性转变温度；提高镍的抗氧化性能。钛管：钛和碳、氮、氧都有极强的亲和力，钛在镍中主要以碳化物的形状存在，它是杰出的脱氧去气剂及固定碳、氮的有用元素。钛可细化镍的安排和晶粒，并能行进晶粒粗化温度至1000℃以上。块状碳：加速反应物进入反应区和反应产物离升反应区转移速度，并通过增加镍渣界面加速各种物化反应进行，促进熔池内温度和成分的均匀化，并加速成渣过程，促进气体(氮、氢)和非金属夹杂物的排除。电解锰：锰是活性好的金属，其化学性能比镍活泼，可以反应形成不溶于镍水中的氧化物渣，飘浮于镍水液面，使镍中含氧量降低。此外可以起到脱硫的作用，生成硫化锰而转入炉渣中，从而降低了镍中的硫含量，提高镍的可锻性和可轧性。

本发明的有益效果：本发明的大重量镍锭制备用脱氧剂，该脱氧剂适用于300KG—500KG的大重量镍锭制备，主要用于真空熔炼制备大重量镍锭过程中去除液体镍中的氧气，同时根据镍合金导体材料的要求加入适量合金调整化学成分，改善材料的性能。使用该脱氧剂熔炼能够有效提高成材率10％。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1一种大重量镍锭制备用脱氧剂，由稀土15g，铝线7g，钛管2g，块状碳1g，电解锰1g混合而成，其中稀土由镧、铈、钇、钕、镨按照6:6:4:3:1的重量比例混合组成。

实施例2一种大重量镍锭制备用脱氧剂，由稀土15g，铝线9g，钛管3g，块状碳1g，电解锰1g混合而成，其中稀土由镧、铈、钇、钕、镨按照6:8:4:3:1的重量比例混合组成。

实施例3一种大重量镍锭制备用脱氧剂，由稀土18g，铝线13g，钛管3g，块状碳1g，电解锰1g混合而成，其中稀土由镧、铈、钇、钕、镨按照6:4:4:3:1的重量比例混合组成。

具体应用例1：

300KG镍锭制备熔炼时，使用脱氧剂的重量为26g/炉，各种成分百分比为：稀土15g，铝线7g，钛管2g，块状碳1g，电解锰1g。得到的大重量镍锭无气孔形成，产品质量合格。

具体应用例2：

400KG镍锭制备熔炼时，使用脱氧剂的重量为29g/炉，各种成分百分比为：稀土15g，铝线9g，钛管3g，块状碳1g，电解锰1g。得到的大重量镍锭无气孔形成，产品质量合格。

具体应用例3：

500KG镍锭制备熔炼时，使用脱氧剂的重量为36g/炉，各种成分百分比为：稀土18g，铝线13g，钛管3g，块状碳1g，电解锰1g。得到的大重量镍锭无气孔形成，产品质量合格。

应用对比例1：300KG镍锭制备熔炼时，未使用脱氧剂，得到的大重量镍锭产生大量气孔、疏松。

应用对比例2：300KG镍锭制备熔炼时，仅仅使用铝线26g，得到的大重量镍锭产生大量气孔、疏松。

应用对比例3：300KG镍锭制备熔炼时，仅仅使用钛管26g，得到的大重量镍锭产生少量气孔、较疏松。

应用对比例4：300KG镍锭制备熔炼时，仅仅使用电解锰26g，得到的大重量镍锭产生少量气孔、较疏松。

应用对比例5：300KG镍锭制备熔炼时，使用铝线、钛管、电解锰共26g，得到的大重量镍锭有少量气孔。

上述应用例所述大重量镍锭制备熔炼过程具体如下:

(一)取镍原料，分三次投入真空熔炼炉：

第一次加料：加入2/5的镍原料，盖好炉盖，抽空熔炼炉中的空气，使炉中压力达到-0.5MPa以下，此时开始通电进行熔炼，先将熔炼炉功率调至250KW加热约15分钟，调至300KW，直至将炉中料全部溶化后关闭真空泵阀门，将熔炼炉功率逐渐调低直至关闭，使炉内镍水逐渐凝固后打开炉盖，准备第二次加料。

第二次加料：再加入2/5的镍原料，抽空熔炼炉中的空气，使炉中压力达到-0.75MPa以下，此时开始通电进行熔炼，将熔炼炉功率直接调至300KW加热直至炉中料全部溶化后关闭真空泵阀门，将熔炼炉直接关闭，使炉内镍水逐渐凝固后打开炉盖，准备第三次加料。

第三次加料：此时必须清洁模具口，确保模具内壁光滑，螺栓全部扣紧，保证坯锭无飞边变形，将模具正对炉口放入炉内，将配制好的占脱氧剂总重3/4的脱氧剂放于炉盖内，擦干净炉盖上的透视玻璃以便熔炼过程中进行观察。最后放入余下的1/5镍原料，盖好炉盖，抽真空的同时将熔炼炉功率调至100KW通电加热，直至将炉中压力达到-0.1MPa以下，冲入氩气，将熔炼炉功率调至300KW，直到镍水完全溶化后再加热5分钟，此时再次加入剩余的脱氧剂，精炼60分钟后将功率调低至50KW左右，并进行荡炉，荡炉时镍水必须到达熔炼炉炉口1cm左右，至少需荡炉5次，约10分钟一次，以便使脱氧剂能够均匀地和镍水相接触，快速将镍水的气体排出。

上述应用例及应用对比例质量检测结果见表1：

表1

Claims (4)

1.一种大重量镍锭制备用脱氧剂，其特征是该脱氧剂按下列重量份的原料制成：稀土15-18份、铝线7-13份、钛管2-3份、块状碳1-2份、电解锰1-2份，所述的稀土由镧、铈、钇、钕和镨按4-8：4-8：2-6：2-4：1-2的重量比组成。

2.根据权利要求1所述的大重量镍锭制备用脱氧剂，其特征是块状碳的纯度在99.9%以上。

3.根据权利要求1所述的大重量镍锭制备用脱氧剂，其特征是所述的稀土由镧、铈、钇、钕和镨按6：6：4：3：1的重量比组成。

4.一种权利要求1-3任意一项权利要求所述的大重量镍锭制备用脱氧剂的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

（1）按比例称取镧、铈、钇、钕和镨，混匀制成稀土；

（2）按比例分别称取制备好的稀土、铝线、钛管、块状碳、电解锰，混匀。