一種紅土鎳礦制備精煉式不銹鋼的方法及其產品的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種精煉式不銹鋼，按重量份數由以下原料制成：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。本發明還公開了精煉式不銹鋼的冶煉方法。本發明采用的單嘴精煉爐進行精煉不銹鋼，不僅能提高鋼水品質，減少不合格鋼水的產生，尤其是成分不均勻、硫含量不合格等問題，而且通過使用紅土鎳礦和鉻礦降低了生產鋼的成本，另外在制備不銹鋼時使用的添加劑可以富集鎳元素，得到高回收率的鎳鐵。本發明制備工藝簡單環保，易于大規模生產。
【專利說明】一種紅土鎳礦制備精煉式不銹鋼的方法及其產品
【技術領域】
[0001]本發明屬于冶金及材料科學【技術領域】，特別涉及一種紅土鎳礦制備精煉式不銹鋼的方法及其產品。
【背景技術】
[0002]紅土鎳礦的主要化學成分包括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構而形成奧式體晶體結構，從而改善不銹鋼的可塑性、殼焊接性和韌性等金屬性。普通碳鋼的晶體結構被稱為鐵氧體，呈體心立方結構，加入鎳后，促使晶體結構從體心立方結構轉變為面心立方機構，這種結構被稱為奧式體。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，且鎳不以獨立礦物，而以類質同像形式存在，因而用物理選礦方法難以得到富集。紅土鎳礦工業應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、而且處理得到的產品質量差等問題。
【發明內容】
[0004]發明目的:針對上述問題，本發明的目的是提供一種成本低、無污染、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品。
[0005]技術方案:為了解決上述技術問題，本發明提供一種精煉式不銹鋼，按重量份數由以下原料制成: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添加劑購買于上海摩田化學有限公司。NCP-2添加劑是一種不揮發的、低粘度的聚合物添加劑。產品為環境友好型添加劑、無色無味、可用于醋丙、純丙及苯丙乳液中，以賦于優秀的粘性和對基材的附著力。由于其獨特的化學結構NCP-2添加劑具有高度的耐水解、抗凍性和疏水性。在本發明中NCP-2添加劑能夠改變紅土鎳礦的化學結構，降低鎳鐵晶粒表面張力，從而促進鎳鐵晶粒的聚集、長大，對后續的磁選分離有利。而且不會產生有毒害的氣體或固體物質。
[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行冶煉，同時控制冶煉溫度為165(Tl750°C，并同時加入添加劑進行初還原反應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入單嘴精煉爐中精煉，抽真空時間為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，促使其內部的矛盾運動向有利于抵抗腐蝕破壞的方面發展。這種變化可以從以下方面得到說明: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。鈍化是由于陽極反應被阻止而引起金屬與合金耐腐蝕性能被提高的現象。構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:本發明采用的單嘴精煉爐進行精煉不銹鋼，不僅能提高鋼水品質，減少不合格鋼水的產生，尤其是成分不均勻、硫含量不合格等問題，而且通過使用紅土鎳礦和鉻礦降低了生產鋼的成本，另外在制備不銹鋼時使用的添加劑可以富集鎳元素，得到高回收率的鎳鐵。本發明制備工藝簡單環保，易于大規模生產。
【具體實施方式】
[0012]根據下述實施例，可以更好地理解本發明。然而，本領域的技術人員容易理解，實施例所描述的具體的物料配比僅用于說明本發明，而不應當也不會限制權利要求書中所詳細描述的本發明。
[0013]實施例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份進行冶煉，同時控制冶煉溫度為1650°C，并同時加入NCP-2添加劑2份進行初還原反應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入單嘴精煉爐中精煉，抽真空時間為4分鐘，真空度小于lOOpa，采用頂部吹氧氣底部吹氬氣進行精煉；鋼錠澆注、鍛軋成坯料、坯料熱處理得到精煉式不銹鋼產品。
[0014]實施例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份進行冶煉，同時控制冶煉溫度為1750°C，并同時加入硫酸鈉5份進行初還原反應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入單嘴精煉爐中精煉，抽真空時間為6分鐘，真空度小于lOOpa，采用頂部吹氧氣底部吹氬氣進行精煉；鋼錠澆注、鍛軋成坯料、坯料熱處理得到精煉式不銹鋼產品。
[0015]實施例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份進行冶煉，同時控制冶煉溫度為1700°C，并同時加入NCP-2添加劑3份進行初還原反應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入單嘴精煉爐中精煉，抽真空時間為5分鐘，真空度小于lOOpa，采用頂部吹氧氣底部吹氬氣進行精煉；鋼錠澆注、鍛軋成坯料、坯料熱處理得到精煉式不銹鋼產品。[0016]分別按照實施例f 3制備的精煉式不銹鋼與市面上的普通的不銹鋼在測試溫度為ioo(n2oo°c下進行耐熱性能的測試:硬度、抗拉強度、屈服強度。
[0017]腐蝕性能測試:在室溫下采用IN H2S04+1N KSCN溶液及除氧的3.5%NaCl溶液進
行動電位極化實驗。在30%的沸騰醋酸溶液中浸泡5次,每次48小時。
【權利要求】
1.一種精煉式不銹鋼，其特征在于，按重量份數由以下原料制成: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.根據權利要求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.根據權利要求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行冶煉，同時控制冶煉溫度為165(Tl750°C，并同時加入添加劑進行初還原反應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入單嘴精煉爐中精煉，抽真空時間為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品。
【文檔編號】C21C7/072GK103540769SQ201310451622
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年9月27日 優先權日:2013年9月27日
【發明者】宗義正 申請人:泰州永興合金材料科技有限公司