用于煉鋼含鎳銅的硅基鐵合金及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種新型煉鋼合金——含鎳銅的硅基鐵合金及制備方法。將鎳和銅的氧化礦和硫化礦，按配比添加到硅基鐵合金的爐料中，用碳作還原劑，在還原電爐中還原冶煉制成的含鎳銅硅基復合鐵合金。硅基鐵合金是指合金成分中，以含硅為主要成分，含硅20％--70％，余量為鐵，還可含5％--30％的鋇、鈣、鋁中的一種或一種以上的復合鐵合金，如硅鐵、硅鋇鐵、硅鋁鋇鐵、硅鈣鋇鐵等鐵合金。在這些硅基鐵合金中含有2％--30％鎳、銅中的一種或兩種，制成含有鎳和銅及鎳銅的硅基鐵合金。本發(fā)明含鎳銅硅基鐵合金，用于煉鋼脫氧、脫硫和鎳、銅的合金化，具有較好經濟效益和社會效益。
【專利說明】用于煉鋼含鎳銅的硅基鐵合金及制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明的用于煉鋼含鎳銅的硅基鐵合金及制備方法，屬于化學冶金【技術領域】。
【背景技術】
[0002]鎳、銅是煉鋼主要合金化元素物質，廣泛用于耐候鋼、結構鋼、不銹鋼等鋼種的合金劑。目前，煉鋼鎳、銅合金化的鎳、銅，都用純金屬。由于這兩種物質生產工藝復雜、高能耗、高污染、高成本的金屬。因此，價格昂貴，增加煉鋼成本。現在已有鎳鐵合金用于煉鋼鎳合金化，它所用原料只限于氧化鎳礦。由于原料限制使鎳鐵價格較貴；市場也有銅鐵合金，它是一種合金，而不是煉鋼爐料；也有鎳銅鐵合金，它用鎳銅廢料經二次熔化制成?，F在生產鎳和銅都是用火法熔煉，所用原料都為硫化礦，不能用氧化礦。
[0003]現有硅基鐵合金都不含鎳和銅，只用于煉鋼的脫氧和脫硫，尚缺煉鋼在脫氧脫硫同時，實現鎳銅合金化的材料。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于用鎳銅的硫化礦和氧化礦作原料，在礦熱爐中用還原法生產一種含鎳、銅的硅基鐵合金，用于煉鋼脫氧、脫硫和鎳、銅合金化的復合鐵合金，替代純金屬鎳和銅，達到節(jié)能減排，降低煉鋼成本的目的。
[0005]本發(fā)明含鎳、銅的硅基鐵合金的制備方法，將硫化鎳礦或氧化鎳礦和硫化銅礦或氧化銅礦(含礦精粉)與硅基鐵合金所用原料，與還原劑-碳等，按其比例混合均勻作爐料，投入礦熱電爐中還原冶煉制得。鎳、銅及其化合物理化性質十分相近，為生產鎳銅合金提供技術基礎。以銅的硫化礦冶煉銅為例:硫化銅(CuS)當爐溫達500°C以上時，硫化銅分解為硫化亞銅，即4CuS — 2Cu2S + S2o硫化亞銅在1150°C以上，被氧化為CuO。礦石中的硫和氧生成二氧化硫逸出。只有將硫化銅轉為氧化銅，才能進行還原冶煉。氧化銅在1150°C以上高溫爐內生成反應，即4CuO = 2Cu20 + 02。氧化銅分解為氧化亞銅，它的還原溫度達2100°C以上，才能被碳還原為銅，生產較為困難。由于本發(fā)明的合金中，含硅、鐵、鋇等元素，它們與銅形成合金還原溫度降至1800°C左右，較為容易生產。鎳的硫化礦也是同樣原理，不再另訴。鎳、銅的硫化物(硫化礦)在礦熱爐的高溫下熔點1500°C以下分解，逐漸氧化生成氧化鎳和銅。硫化礦中的硫生成二氧化硫成氣體排除，一部分與鐵等結合進行渣中。在還原溫度達1800°C以上，在碳的作用下，氧化鎳、銅分解成金屬與硅、鐵等形成合金，成為含鎳、銅娃基鐵合金的兀素成分。
[0006]在含鎳、銅的礦物中含鎳和銅成分較低，達不到含鎳銅硅基鐵合金成分要求時，可用鎳、銅的礦物制成冰鎳、冰銅(已有成熟工藝)，再與硅基鐵合金爐料，按配比調料，再進行還原冶煉。所用生產工同硅鐵.大多數鎳礦和銅礦為共生礦，常稱銅鎳硫化礦，鎳礦中含少量銅,銅礦中含少量鎳。因此，在含鎳銅娃基鐵合金中也會含有少量的鎳或銅。鎳銅的硫化礦和氧化礦或礦精粉在熔練前，經干燥、破碎、篩分等處理后，加還原劑和熔劑，如石灰.石灰石.瑩石等，在回轉窯內焙燒。使礦物中水分降至3%、脫硫20-30% (質量百分比，以下同)，有利于在電爐冶煉。焙燒工藝同現在鎳銅礦焙燒工藝。
[0007]可以不用焙燒將礦物直接投入電爐中冶煉，但冶煉時電耗較高。
[0008]本發(fā)明所述的含鎳銅硅基鐵合金中，含有2%_30%的鎳和銅中的一種或兩種。硅基鐵合金是指含硅20% -70%，余量為鐵和雜質，還可以含5% -30%的鋇、鈣、鋁中的一種或一種以上，如硅鐵、硅鋇鐵、硅鋁鋇鐵、硅鋇鈣鐵等合金。在這些硅基鐵合金中含有鎳、銅中的一種或兩種，就是本發(fā)明的含鎳銅硅基鐵合金。如鎳硅鐵、鎳硅鋇鐵、銅硅鐵、銅硅鋇鐵、鎮(zhèn)銅娃鎖鐵等。
實施例
[0009]下面通過具體實施例說明本發(fā)明。
[0010]實施例1
配料比:以IOOkg硅石為基礎，含SiO2 98%。重晶石含BaSO4 85%，50kg。鎳黃鐵礦含Ni34%,Cu 5%、Fe29%、S 30%, 50kg,焦炭含 C 82%, 90kg。石灰石 90Kg,爐料粒度 5-40 mm。將這些爐料按配比混合均勻，投入礦熱爐中冶煉2小時左右出爐，清渣鑄型。噸耗電9200kw.h。
連續(xù)生產。
[0011 ] 經化驗硅鋇鎳鐵合金成分:
Si 45%, Ba 21%、Ni 16%、Cu 2%,雜質有 C 0.3%、S 0.05%、P 0.03%,余量為 Fe。
[0012]實施例2
配料比:硅石100kg，重晶石55kg、焙燒黃銅礦含Cu 29%、Fe 23%、Ni 9%、S 11%，50kg，焦炭90kg，石灰8Kg。將上述爐料按其配比，混合均勻，投入礦熱爐中還原冶煉2小時，出
爐、清渣、鑄型。
[0013]硅鋇銅鎳鐵合金成分:
Si 43%、Ba 15%、Cu 19%、Ni 6%,余量為 Fe 和雜質。
[0014]實施例3
配料比:硅石100kg、重晶石50kg、焙燒鎳黃鐵礦20kg，焙燒黃銅礦50kg、石灰石IOKg焦炭100kg。將上述爐料按配比混合均勻，投入礦熱爐中冶煉2小時左右，出爐、清渣、鑄型。
[0015]硅鋇鎳銅鐵合金成分:
Si 38%、Ba 19%、Cu 15%、Ni 7%，余量為 Fe 和雜質。
[0016]實施例4
配料比:硅石100kg、重晶石50kg、黑銅礦60kg，含CuO 72%,高冰鎳50kg含Ni 70%,鋼屑5kg、生石灰50kg，含CaO 80%.焦炭110kg’按配比投入礦熱爐中，冶煉2.5小時左右出爐。噸耗電IlOOOkw.h。
[0017]硅鋇鈣鎳銅鐵合金成分:
Si 31%、Ba 14%、Ca 6%、Ni 19%、Cu 18%，余量為 Fe 和雜質。
[0018]實施例5
某鋼廠生產X 70管線鋼，原噸鋼用鋁鐵4kg脫氧，加鎳2kg、銅2kg、硅鈣1kg，噸鋼合人民幣350元左右；用本發(fā)明實施例4硅鋇鈣鎳銅鐵合金，噸鋼用6kg脫氧、脫硫、鎳銅合金化同步完成，噸鋼合人民幣330元左右，噸鋼節(jié)省20元左右,鋼質量達到國標要求。
【權利要求】
1.用于煉鋼含鎳銅的硅基鐵合金及制備方法，其技術特征在于:在硅基鐵合金中，含有2%-30%質量百分比的鎳和銅中的一種或兩種。
2.所述的硅基鐵合金中含有20%—70%質量百分比的硅，余量為鐵和不可避免的雜質。
3.在硅基鐵合金中，還可含有5%-30%質量百分比的鋇、鈣、鋁中的一種或一種以上。
4.用于煉鋼含鎳銅硅基的鐵合金及制備方法，其技術特征在于:如權利要求1中所述的含鎳銅硅基鐵合金的制備方法，它是將鎳和銅的氧化礦物或硫化礦物的原料，按配比添加到硅基鐵合金的爐料中， 碳作還原劑，用還原法在還原電爐中冶煉制成。
【文檔編號】C22C30/02GK103627901SQ201310657163
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月9日 優(yōu)先權日:2013年12月9日
【發(fā)明者】謝廷聲 申請人:謝廷聲