CN1224727C - 镍铜硅铁合金 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用二次资源含镍含铜废料重熔制取的镍铜硅铁合金，属于合金技术范畴。本发明各组分的重量百分含量是：镍25～60%，铜25～60%，硅8～15%，碳磷硫杂质总量≤0.20%，铁余量。本发明具有熔点低，在钢水中扩散性能好，兼备脱氧效果，易于破碎，制取成本低和炉前处理操作简便等特点，是一种冶炼耐热钢、耐候钢和其它合金钢的物美价廉的合金添加剂。

Description

镍铜硅铁合金

技术领域

本发明属于合金技术。具体涉及一种以含有镍和铜的二次资源(废料)为原料，采用重熔法冶炼的镍铜硅铁合金。

背景技术

随着社会的发展，各行各业对于耐热钢、耐候钢和合金钢，包括集装箱板料、板材钢和带材钢等的需求量日益明显增加。而本发明镍铜硅铁合金则是冶炼上述钢种的一种新颖的合金添加剂。由于镍和铜都具有很强的韧性，而人工破碎十分困难。已有合金化处理技术，均是将电解镍和电解铜经切割成块后，由高位料仓中自流加入钢水，而作炉前合金化处理的。已有技术的这种炉前合金化处理，至少有以下几点不足：一是用电解镍和电解铜作合金添加剂，浪费了电解镍和电解铜生产过程中的电能和辅料，且电解镍和电解铜价格昂贵，资源紧张，用之则必将提升炼钢企业的生产成本；二是由于单一的镍元素熔点高，进入待处理钢水内的扩散性差，为了提高镍在钢中的均匀的固溶性，而必须充分搅拌，增添了炉前操作的困难；三是经切割成块的电解镍和电解铜块，必须在两个高位料仓中分别贮存，且要有两套装置分别控制，这不但炉前配套设备复杂，而且操作也比较麻烦。而提供一种镍铜硅铁合金，就可以从根本上克服上述已有技术的不足。若用电解镍和电解铜复配重熔而制备镍铜硅铁合金，则仍然是一种严重的浪费，且所制备的镍铜硅铁合金的生产成本必然很高。这同样是不可取的。

发明内容

硅是一种脱氧剂。硅的脱氧能力介于锰和钛之间。而前述耐热钢、耐候钢和合金钢的冶炼，除了钢水脱氧净化所需之外，对硅的含量并不为其所求。之所以要将镍、铜和硅放在一起，而制取镍铜硅铁合金添加剂，这是为了实现合金易于破碎，和降低合金熔点，提高镍在钢水中的扩散性能的双重目的。

本发明的目的基于上述考虑，且针对已有技术作改进，而提供一种低熔点、高扩散性能，兼备脱氧效果，易于破碎，方便炉前操作的，且以二次资源(废镍、废铜)为原料的，采取重熔法制取的镍铜硅铁合金，以克服已有技术的不足。

本发明的目的是这样实现的，它含有镍、铜、硅和铁，以及碳、磷、硫不可避免的杂质，而它们的重量百分含量是：

镍      25～60％；

铜      25～60％；

硅      8～15％；

碳磷硫不可避免的杂质总和≤0.20％；

铁      余量。

有鉴于进一步提高本发明的工艺实用性，和获取商业上的更大成功，本发明优选的镍铜硅铁合金的各组分的重量百分含量是：

镍    25～45％；

铜    25～45％；

硅    10～15％；

碳    ≤0.10％；

磷    ≤0.03％；

硫    ≤0.03％；

铁    余量。

上述优选的重量百分含量的镍铜硅铁合金，具有很高的普遍使用性。它适用于目前热销钢种的炉前合金处理，是现阶段钢铁企业所期盼的合金添加剂。

而本发明的一种典型的镍铜硅铁合金的各组分的重量百分含量是：

镍    38～42％；

铜    38～42％；

硅    10～12％；

碳    ≤0.10％；

磷    ≤0.03％；

硫    ≤0.03％；

铁    余量。

上述典型的重量百分含量的镍铜硅铁合金，尤其是当硅的含量为12％时，因其所具有的熔点特低和破碎性能特好，而更具有实用价值。

本发明的上述技术方案得以实施之后，其所具有的熔点低(1100～1160℃)，在钢水中的扩散性能好；兼备脱氧效果；易于破碎，工艺实用性好；采用二次资源重熔制取而生产成本低等特点，是显而易见的。与已有技术相比，本发明具有突出的特点和显著进步。

具体实施方式

以0.5t中频电炉且每批总投料量为500kg为例。

1、本发明的制取先按以下重量配料备用：

含镍95％以上的废镍材料(如镍网)      221kg；

含铜95.5％以上的废紫铜材(如废铜线)  160kg；

75号硅铁            67kg；

废钢                52kg；

2、本发明的制取工艺过程按如下步骤进行：

(1)加入废钢升温熔化；

(2)加入废镍并使其尽快熔化；

(3)在熔化过程中加入硅铁；

(4)分批加入废紫铜材，待其全部熔化后搅拌除渣；

(5)出炉铸块；

(6)破碎(粒径为10～100mm)。

按上述配料且经由上述工艺过程所制取的镍铜硅铁合金，经化验它的化学成份的重量百分含量是：

镍    40.56％；

铜    30.18％；

硅    9.85％；

碳磷硫不可避免的杂质的总量0.195％；

铁    余量。

试验例：本发明用小铁锤人工破碎十分方便；经钢厂试用表明，采用钢水包人工直接加入法，操作简捷方便；镍和铜的收得率均在98.5％以上。

Claims (3)

1、一种镍铜硅铁合金，含有镍、铜、硅和铁，以及碳、磷、硫不可避免的杂质，其特征在于，它们的重量百分含量是：

镍    25～60％；

铜    25～60％；

硅    8～15％；

碳磷硫不可避免的杂质总和≤0.20％；

铁    余量。

2、根据权利要求1所述的镍铜硅铁合金，其特征在于，它们的重量百分含量是：

镍    25～45％；

铜    25～45％；

硅    10～15％；

碳    ≤0.10％；

磷    ≤0.03％；

硫    ≤0.03％；

铁    余量。

3、根据权利要求1所述的镍铜硅铁合金，其特征在于，它们的重量百分含量是：

镍    38～42％；

铜    38～42％；

硅    10～12％；

碳    ≤0.10％；

磷    ≤0.03％；

硫    ≤0.03％；

铁    余量。