CN107254620A - 一种采用海砂矿和红土镍矿生产钒钛镍铬合金工艺 - Google Patents

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周和敏
黄玉鸿
蔡恒忠
吕华民
陈孝钢
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Abstract

本发明公开了一种采用海砂矿和红土镍矿生产钒钛镍铬合金工艺，其中海砂矿的化学组成按重量百分比计为：Fe 55％～58％；SiO2≤5％；AlO2≤5％；S≤0.1％；P≤0.1％；TiO2 7％～13％；H2O 5％；红土镍的化学组成按重量百分比计为：Ni2O3 7.8～8.1％；Fe2O3 35.2％～40.9％；CuO 14.6％；SiO2 5.5％；Al2O3 10.5％；Co 0.07～0.19％；余量为Fe和不可避免的杂质。

Description

一种采用海砂矿和红土镍矿生产钒钛镍铬合金工艺
技术领域
本发明涉及钒钛镍铬合金的制备方法，尤其涉及一种采用海砂矿和红土镍矿生产钒钛镍铬合金工艺。
背景技术
在特殊的化工技术领域，合金材料具有良好的焊接性能，合金，是由两种或两种以上的金属与金属或非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质，一般通过熔合成均匀液体和凝固而得，与不锈钢材料相比，它既不像不锈钢材料由于碳含量的升高，虽然增加了不锈钢的坚硬强度，但是却导致了不锈钢的韧性强度降低。合金材料由于其特殊的优点，广泛应用于石油化工设备、海水与废水处理设备、输油输气管线、造纸机械等工业领域，近些年来也被研究用于桥梁承重结构领域，具有很好的发展前景。
公开号为CN102187003A的中国专利公布了其Ni-Cr具有较好的抗氧化性。虽然，所得合金的抗氧化性强度较好，但承重强度、屈服率不够理想。
一般而言，特殊化工环境的供给常受限制，价格也较高，如何用承重性能优秀的钒钛镍铬合金，是本领域人员的重点研究方向之一。
综上所述，本领域亟待寻求一种强度性能优秀、耐酸和耐久用的合金工艺。
发明内容
本发明的目的之一是开发出使用高强度性能，主要是材料的强度性能高，并且耐酸、耐腐蚀性强，不易出现断裂；本发明的另一目的是解决其有更好的使用性能的制备工艺；本发明还有一个目的在于提供所得不锈钢的处理工艺，尤其是在成品钒钛镍铬合金上的实验。
本发明的技术解决方案是：一种采用海砂矿和红土镍矿生产钒钛镍铬合金工艺，
所述工艺处理包括步骤：
取所需元素于非真空感应炉中熔炼，熔炼温度1660～1700℃；在熔炼过程中调节各元素的含量，使其重量比符合设计要求，控制杂质元素的含量尽量低，溶液浇注成自耗电极；
将自耗电极于电渣炉中重熔精炼，进一步降低杂质元素的含量，使其符合设计要求，重熔成电渣锭，步骤及工艺参数如下：
渣系：H4TiO4:VO3:VOCl2:Cr2O3＝60:25:10:5(％)；渣量48Kg；
电力制度：电压56V±2V；电流7500±300A。
与公开号为CN102187003A的中国专利公布了其Ni-Cr具有较好的抗氧化性相比。虽然，所得合金的抗氧化性强度较好，但承重强度、屈服率不够理想。
优选的，步骤1中，取所需元素于非真空感应炉中熔炼，熔炼温度1660～1700℃；在熔炼过程中调节各元素的含量，使其重量比符合设计要求，控制杂质元素的含量尽量低，溶液浇注成自耗电极。
优选的，步骤2中，将自耗电极于电渣炉中重熔精炼，进一步降低杂质元素的含量，使其符合设计要求，重熔成电渣锭，步骤及工艺参数如下：
渣系：H4TiO4:VO3:VOCl2:Cr2O3＝60:25:10:5(％)；渣量48Kg；
电力制度：电压56V±2V；电流7500±300A。
优选的，步骤3中，将钒钛镍铬合金加热至1660±10℃保温3～4小时，开始锻造。
优选的，步骤4中试样热处理步骤及工艺参数如下：固溶处理：1550±10℃，保温≥0.7h，水冷。
所述钒钛镍铬合金锻后摊开空冷至室温。
优选的，其化学组成，其中海砂矿的化学组成按重量百分比计为：Fe 55％～58％；SiO2≤5％；AlO2≤5％；S≤0.1％；P≤0.1％；TiO2 7％～13％；H2O 5％；红土镍的化学组成按重量百分比计为：Ni2O3 7.8～8.1％；Fe2O3 35.2％～40.9％；CuO 14.6％；SiO2 5.5％；Al2O3 10.5％；Co 0.07～0.19％；余量为Fe和不可避免的杂质。
优选的，所述杂质，按质量百分比计，包括：V≤5％；Ti≤10％；Cr≤0.10。
本发明的有益效果是：本发明的合金表面处理，对成品钒钛镍铬合金表面进行车光处理，消除表面缺陷并使钒钛镍铬合金尺寸、形状、表面质量满足设计要求，制得成品钒钛镍铬合金，钒钛镍铬合金具有强度性能高，并且耐酸、耐腐蚀性强，不易出现断裂，具有良好的经济效益和社会效益，适合推广使用。
具体实施方式
实施例1
按下述合金成分(质量百分比)准备原料：
Fe 55％～58％；SiO2≤5％；AlO2≤5％；S≤0.1％；P≤0.1％；TiO2 7％～13％；H2O 5％。
Ni2O3 7.8～8.1％；Fe2O3 35.2％～40.9％；CuO 14.6％；SiO2 5.5％；Al2O310.5％；Co 0.07～0.19％；余量为Fe和不可避免的杂质。
取所需元素于非真空感应炉中熔炼，熔炼温度1660～1700℃；在熔炼过程中调节各元素的含量，使其重量比符合设计要求，控制杂质元素的含量尽量低，溶液浇注成自耗电极。
将自耗电极于电渣炉中重熔精炼，进一步降低杂质元素的含量，使其符合设计要求，重熔成电渣锭，步骤及工艺参数如下：
渣系：渣系：H4TiO4:VO3:VOCl2:Cr2O3＝60:25:10:5(％)；渣量48Kg；
电力制度：电压56V±2V；电流7500±300A。
将钒钛镍铬合金加热至1660±10℃保温3～4小时，开始锻造。
试样热处理步骤及工艺参数如下：固溶处理：1550±10℃，保温≥0.7h，水冷。
所述钒钛镍铬合金锻后摊开空冷至室温。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种采用海砂矿和红土镍矿生产钒钛镍铬合金工艺，其特征在于，所述工艺包括步骤：
取所需元素于非真空感应炉中熔炼，熔炼温度1660～1700℃；在熔炼过程中调节各元素的含量，使其重量比符合设计要求，控制杂质元素的含量尽量低，溶液浇注成自耗电极；
将自耗电极于电渣炉中重熔精炼，进一步降低杂质元素的含量，使其符合设计要求，重熔成电渣锭。
2.根据权利要求1所述的一种采用海砂矿和红土镍矿生产钒钛镍铬合金工艺，其特征在于，将电渣锭加热锻造制成钒钛镍铬合金，步骤及工艺参数如下；将钒钛镍铬合金加热至1660±10℃保温3～4小时，开始锻造。
3.根据权利要求1所述的一种采用海砂矿和红土镍矿生产钒钛镍铬合金工艺，其特征在于，试样热处理步骤及工艺参数如下：固溶处理：1550±10℃，保温≥0.7h，水冷。
4.根据权利要求1所述的一种采用海砂矿和红土镍矿生产钒钛镍铬合金工艺，其特征在于，钒钛镍铬合金锻后摊开空冷至室温。
5.根据权利要求1所述的一种采用海砂矿和红土镍矿生产钒钛镍铬合金工艺，其特征在于，其化学组成，其中，海砂矿的化学组成按重量百分比计为：
Fe 55％～58％；
SiO2≤5％；
AlO2≤5％；
S≤0.1％；
P≤0.1％；
TiO2 7％～13％；
H2O 5％；
红土镍的化学组成按重量百分比计为：
Ni2O3 7.8～8.1％；
Fe2O3 35.2％～40.9％；
CuO 14.6％；
SiO2 5.5％；
Al2O3 10.5％；
Co 0.07～0.19％；
余量为Fe和杂质。
6.根据权利要求5所述的一种采用海砂矿和红土镍矿生产钒钛镍铬合金工艺，其特征在于，所述杂质，按质量百分比计，包括：
V≤5％；Ti≤10％；Cr≤0.10。
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