一種紅土鎳礦制備精煉式不銹鋼的方法及其產(chǎn)品的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種精煉式不銹鋼，按重量份數(shù)由以下原料制成：紅土鎳礦60~70份、鉻礦20~30份、助熔劑1~2份、焦碳2~5份、添加劑2~5份。本發(fā)明還公開了精煉式不銹鋼的冶煉方法。本發(fā)明采用的單嘴精煉爐進(jìn)行精煉不銹鋼，不僅能提高鋼水品質(zhì)，減少不合格鋼水的產(chǎn)生，尤其是成分不均勻、硫含量不合格等問(wèn)題，而且通過(guò)使用紅土鎳礦和鉻礦降低了生產(chǎn)鋼的成本，另外在制備不銹鋼時(shí)使用的添加劑可以富集鎳元素，得到高回收率的鎳鐵。本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單環(huán)保，易于大規(guī)模生產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】一種紅土鎳礦制備精煉式不銹鋼的方法及其產(chǎn)品
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金及材料科學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種紅土鎳礦制備精煉式不銹鋼的方法及其產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0002]紅土鎳礦的主要化學(xué)成分包括N1、Co、Cr203、Fe、Mg0、Si02、Al203、Mn、S 4等，而鎳元素被稱為奧氏體形成元素，在不銹鋼中的主要作用在于它改變了鋼的晶體結(jié)構(gòu)而形成奧式體晶體結(jié)構(gòu)，從而改善不銹鋼的可塑性、殼焊接性和韌性等金屬性。普通碳鋼的晶體結(jié)構(gòu)被稱為鐵氧體，呈體心立方結(jié)構(gòu)，加入鎳后，促使晶體結(jié)構(gòu)從體心立方結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫘牧⒎綑C(jī)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)被稱為奧式體。常見的奧氏體形成元素還有:碳、氮、錳、銅。
[0003]鎳主要用于生產(chǎn)不銹鋼，目前使用的不銹鋼約有70%是奧氏體不銹鋼。由于紅土鎳礦鎳品位低，且鎳不以獨(dú)立礦物，而以類質(zhì)同像形式存在，因而用物理選礦方法難以得到富集。紅土鎳礦工業(yè)應(yīng)用的處理工藝主要有濕法和火法兩種。但濕法和火法這兩種工藝都有其局限性，有對(duì)紅土鎳礦類型的局限性、處理工藝成本高、而且處理得到的產(chǎn)品質(zhì)量差等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種成本低、無(wú)污染、金屬回收率高的紅土鎳礦制備精煉式不銹鋼的方法及其產(chǎn)品。
[0005]技術(shù)方案:為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種精煉式不銹鋼，按重量份數(shù)由以下原料制成:紅土鎳礦60-70份、鉻礦20-30份、助熔劑f 2份、焦碳2飛份、添加劑2~5份。
[0006]所述助熔劑為石灰石、白云石或硅石中的一種或幾種。
[0007]所述添加劑為NCP-2或硫酸鈉中的一種或幾種。添加劑為NCP-2添加劑購(gòu)買于上海摩田化學(xué)有限公司。NCP-2添加劑是一種不揮發(fā)的、低粘度的聚合物添加劑。產(chǎn)品為環(huán)境友好型添加劑、無(wú)色無(wú)味、可用于醋丙、純丙及苯丙乳液中，以賦于優(yōu)秀的粘性和對(duì)基材的附著力。由于其獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)NCP-2添加劑具有高度的耐水解、抗凍性和疏水性。在本發(fā)明中NCP-2添加劑能夠改變紅土鎳礦的化學(xué)結(jié)構(gòu)，降低鎳鐵晶粒表面張力，從而促進(jìn)鎳鐵晶粒的聚集、長(zhǎng)大，對(duì)后續(xù)的磁選分離有利。而且不會(huì)產(chǎn)生有毒害的氣體或固體物質(zhì)。
[0008]所述的精煉式不銹鋼的制備方法，包括以下步驟:
1)初熔:將紅土鎳礦、鉻礦、助熔劑加入等離子爐中熔化成母液，熔化后母液的溫度為1650~1750°C ；
2)初煉:待母液完全熔化后加入焦炭進(jìn)行冶煉，同時(shí)控制冶煉溫度為165(Tl750°C，并同時(shí)加入添加劑進(jìn)行初還原反應(yīng)f 2h得到鎳鉻合金液體；
3)精煉爐中精煉:將初煉后的鎳鉻合金液體進(jìn)入單嘴精煉爐中精煉，抽真空時(shí)間為4^6分鐘，真空度小于lOOpa，采用頂部吹氧氣底部吹氬氣進(jìn)行精煉；4)鋼錠澆注、鍛軋成坯料、坯料熱處理得到精煉式不銹鋼產(chǎn)品。
[0009]鉻在不銹鋼中的決定作用:決定不銹鋼性屬的元素只有一種，這就是鉻，每種不銹鋼都含有一定數(shù)量的鉻。鉻之所以成為決定不銹鋼性能的主要元素，根本的原因是向鋼中添加鉻作為合金元素以后，促使其內(nèi)部的矛盾運(yùn)動(dòng)向有利于抵抗腐蝕破壞的方面發(fā)展。這種變化可以從以下方面得到說(shuō)明:①鉻使鐵基固溶體的電極電位提高②鉻吸收鐵的電子使鐵鈍化。鈍化是由于陽(yáng)極反應(yīng)被阻止而引起金屬與合金耐腐蝕性能被提高的現(xiàn)象。構(gòu)成金屬與合金鈍化的理論很多，主要有薄膜論、吸附論及電子排列論。
[0010]鎳作為合金元素在不銹鋼中的作用，在于它使高鉻鋼的組織發(fā)生變化，從而使不銹鋼的耐腐蝕性能及工藝性能獲得某些改善。
[0011]有益效果:本發(fā)明采用的單嘴精煉爐進(jìn)行精煉不銹鋼，不僅能提高鋼水品質(zhì)，減少不合格鋼水的產(chǎn)生，尤其是成分不均勻、硫含量不合格等問(wèn)題，而且通過(guò)使用紅土鎳礦和鉻礦降低了生產(chǎn)鋼的成本，另外在制備不銹鋼時(shí)使用的添加劑可以富集鎳元素，得到高回收率的鎳鐵。本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單環(huán)保，易于大規(guī)模生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0012]根據(jù)下述實(shí)施例，可以更好地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，實(shí)施例所描述的具體的物料配比僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而不應(yīng)當(dāng)也不會(huì)限制權(quán)利要求書中所詳細(xì)描述的本發(fā)明。
[0013]實(shí)施例1
精煉式不銹鋼的冶煉方法，包括以下步驟:初熔:將紅土鎳礦60份、鉻礦30份、石灰石2份加入等離子爐中熔化成母 液，熔化后母液的溫度為1650°C ;初煉:待母液完全熔化后加入焦碳5份進(jìn)行冶煉，同時(shí)控制冶煉溫度為1650°C，并同時(shí)加入NCP-2添加劑2份進(jìn)行初還原反應(yīng)Ih得到鎳鉻合金液體；精煉爐中精煉:將初煉后的鎳鉻合金液體進(jìn)入單嘴精煉爐中精煉，抽真空時(shí)間為4分鐘，真空度小于lOOpa，采用頂部吹氧氣底部吹氬氣進(jìn)行精煉；鋼錠澆注、鍛軋成坯料、坯料熱處理得到精煉式不銹鋼產(chǎn)品。
[0014]實(shí)施例2
精煉式不銹鋼的冶煉方法，包括以下步驟:初熔:將紅土鎳礦70份、鉻礦20份、白云石1份加入等離子爐中熔化成母液，熔化后母液的溫度為1750°C ;初煉:待母液完全熔化后加入焦碳2份進(jìn)行冶煉，同時(shí)控制冶煉溫度為1750°C，并同時(shí)加入硫酸鈉5份進(jìn)行初還原反應(yīng)2h得到鎳鉻合金液體；精煉爐中精煉:將初煉后的鎳鉻合金液體進(jìn)入單嘴精煉爐中精煉，抽真空時(shí)間為6分鐘，真空度小于lOOpa，采用頂部吹氧氣底部吹氬氣進(jìn)行精煉；鋼錠澆注、鍛軋成坯料、坯料熱處理得到精煉式不銹鋼產(chǎn)品。
[0015]實(shí)施例3
精煉式不銹鋼的冶煉方法，包括以下步驟:初熔:將紅土鎳礦65份、鉻礦25份、硅石
1.5份加入等離子爐中熔化成母液，熔化后母液的溫度為1700°C ;初煉:待母液完全熔化后加入焦碳3份進(jìn)行冶煉，同時(shí)控制冶煉溫度為1700°C，并同時(shí)加入NCP-2添加劑3份進(jìn)行初還原反應(yīng)1.5h得到鎳鉻合金液體；精煉爐中精煉:將初煉后的鎳鉻合金液體進(jìn)入單嘴精煉爐中精煉，抽真空時(shí)間為5分鐘，真空度小于lOOpa，采用頂部吹氧氣底部吹氬氣進(jìn)行精煉；鋼錠澆注、鍛軋成坯料、坯料熱處理得到精煉式不銹鋼產(chǎn)品。[0016]分別按照實(shí)施例f 3制備的精煉式不銹鋼與市面上的普通的不銹鋼在測(cè)試溫度為ioo(n2oo°c下進(jìn)行耐熱性能的測(cè)試:硬度、抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度。
[0017]腐蝕性能測(cè)試:在室溫下采用IN H2S04+1N KSCN溶液及除氧的3.5%NaCl溶液進(jìn)
行動(dòng)電位極化實(shí)驗(yàn)。在30%的沸騰醋酸溶液中浸泡5次,每次48小時(shí)。
【權(quán)利要求】
1.一種精煉式不銹鋼，其特征在于，按重量份數(shù)由以下原料制成:紅土鎳礦60-70份、鉻礦20-30份、助熔劑f 2份、焦碳2飛份、添加劑2飛份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精煉式不銹鋼，其特征在于，所述助熔劑為石灰石、白云石或硅石中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精煉式不銹鋼，其特征在于，所述添加劑為NCP-2或硫酸鈉中的一種或幾種。
4.權(quán)利要求1所述的精煉式不銹鋼的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: O初熔:將紅土鎳礦、鉻礦、助熔劑加入等離子爐中熔化成母液，熔化后母液的溫度為1650~1750°C ； 2)初煉:待母液完全熔化后加入焦炭進(jìn)行冶煉，同時(shí)控制冶煉溫度為165(Tl750°C，并同時(shí)加入添加劑進(jìn)行初還原反應(yīng)f2h得到鎳鉻合金液體； 3)精煉爐中精煉:將初煉后的鎳鉻合金液體進(jìn)入單嘴精煉爐中精煉，抽真空時(shí)間為4~6分鐘，真空度小于lOOpa，采用頂部吹氧氣底部吹氬氣進(jìn)行精煉； 4)鋼錠澆注、鍛軋 成坯料、坯料熱處理得到精煉式不銹鋼產(chǎn)品。
【文檔編號(hào)】C21C7/072GK103540769SQ201310451622
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】宗義正 申請(qǐng)人:泰州永興合金材料科技有限公司