使用废铜镍合金生产含铜奥氏体不锈钢的方法
【专利摘要】本发明公开了一种使用废铜镍合金生产含铜奥氏体不锈钢的方法。该方法包括如下步骤：a、将含铅废铜镍合金加入到电弧炉的中层和/或下层；b、在电弧炉中将废铜镍合金及其他原材料熔化为含铜不锈钢母液；c、将含铜不锈钢母液转入到气氧精炼炉进行冶炼，通过精炼不锈钢过程中产生的CO和精炼炉吹入的氮气和氩气产生的气泡脱除钢液中的铅，使铅含量降至1ppm以下；d、铸造。本发明方法合理利用废旧资源，简单易行，不需要调整原不锈钢冶炼工艺，具有广阔的应用前景。
【专利说明】使用废铜镍合金生产含铜奥氏体不锈钢的方法
【技术领域】
[0001]本发明公开了一种使用废铜镍合金生产含铜奥氏体不锈钢的方法，属于金属材料领域。
【背景技术】
[0002]目前，国内外冶炼含铜不锈钢主要使用电解铜板、电解镍板来增加钢水中的铜、镍的含量。但是随着我国不锈钢产量的不断增加，对铜、镍等原材料的供应与需求也大幅度增力口，同时我国也是一个非常缺铜少镍的国家，由于不锈钢消费发展较晚，不锈钢的返回料也很少。
[0003]另一方面，在铜合金中，由于铜镍合金因耐蚀性优异，且易于塑型、加工和焊接，广泛用于造船、石油、化工、建筑、电力、精密仪表、医疗器械、乐器制作、电阻元件、热电偶材料等各行业，但是每年产生大量的废铜镍合金无法完全回收循环利用，造成资源的浪费。同时由于废铜镍合金中存在着较高的铅含量，也进一步增加了回收循环再利用的难度。
[0004]国内大专院校及钢铁生产企业在废铜镍合金再利用方面做了很多积极的努力，但大部分废铜镍合金仅作为提炼单质铜、镍的原料，或者作为耐候钢生产的原料之一，使得产品附加值不高，且回收量少。
[0005]专利CN103710483A公开了一种使用铜镍合金的冶炼方法，其特征是:1)铁水预处理；2)顶枪吹氧脱碳；3)在出钢过程中，加入铜镍合金，加入量控制在0.628吨/罐钢，钢水到入钢水罐三分之一时，开始通过装有铜镍合金的合金小罐，通过合金溜槽将铜镍合金加入钢水iig中，边出钢边加入，加入时间为I分钟；4)出钢后，成品钢Ni:0.10% -0.20% ；Cu:0.25% -0.35%，在使用铜镍合金方面取得了一定的成效。但是其回收仅为含铜47?49%，镍20?22%的铜镍合金，回收量0.628吨/罐钢，且冶炼钢种为耐候钢，造成回收品种单一、量少且产品附加值不高。
[0006]专利201110365871.X公开了一种废铜镍合金的分离方法，其特征是:配制硝酸溶液，在硝酸溶液中加入过量的铜镍合金，待反应趋于平缓时，静置10-30分钟,此时溶液呈中性，将未反应的合金块分离出来，产品过滤并经磁化筛选，得单质铜，滤液中再加入铜镍合金浸入硝酸溶液循环，即可达到铜镍合金分离。该方法回收过程中需要大量消耗硝酸溶液且工序复杂，造成在实际应用过程中存在诸多困难。
[0007]本发明将废铜镍合金作为冶炼含铜不锈钢的一种原料，大大提高了废旧资源的价值，提高了产品附加值；回收的废铜镍合金可以为普通白铜、铁白铜、锰白铜和铝白铜，吨钢需求量较大，有效的解决了回收品种单一的问题；由于将废铜镍合金作为含铜不锈钢原材料的一种，仅需要在转炉精炼时控制有害元素铅的含量，劳动强度低，工序简单。因此，本发明具有在各不锈钢厂推广应用的广阔前景。
【发明内容】
[0008]本发明所要解决的技术问题是提供一种使用废铜镍合金生产含铜奥氏体不锈钢的方法，该方法有效利用废旧金属材料，降低生产成本，实现资源的循环再利用。
[0009]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:使用废铜镍合金生产含铜奥氏体不锈钢的方法，包括如下步骤:
[0010]a、将含铅废铜镍合金加入到电弧炉的中层和/或下层；
[0011]b、在电弧炉中将废铜镍合金及其他原材料熔化为含铜不锈钢母液；
[0012]C、将含铜不锈钢母液转入到气氧精炼炉进行冶炼，通过精炼不锈钢过程中产生的CO和精炼炉吹入的氮气和氩气产生的气泡脱除钢液中的铅，使铅含量降至Ippm以下；
[0013]d、铸造。
[0014]其中，上述方法中，含铅废铜镍合金的加入量为:使含铜不锈钢母液中铜的含量在0.5 ?3.0%。
[0015]其中，上述方法步骤C中所述的气氧精炼炉为AOD、GOR、CLU、MRP或K-OBM-S精炼炉。
[0016]其中，上述方法中，所述铜镍合金为普通白铜、铁白铜、锰白铜或铝白铜中的至少一种。
[0017]本发明的有益效果是:发明人针对铅在钢液中蒸汽压较低的特点，发现利用精炼不锈钢过程产生的大量CO和通过底侧枪吹入的氮气及氩气等气体产生的假真空气泡就能顺利带出铅，由此发明人将废铜镍合金直接用于不锈钢冶炼，只需要在精炼时通过产生的一氧化碳，吹入的氮气及氩气等气体在一定时间内将有害杂质铅降至Ippm以下即可。本发明方法合理利用废旧资源，简单易行，不需要调整原不锈钢冶炼工艺，具有广阔的应用前旦
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【具体实施方式】
[0018]本发明使用废铜镍合金生产含铜奥氏体不锈钢的方法，包括如下步骤:
[0019]a、将含铅废铜镍合金加入到电弧炉的中层和/或下层；
[0020]b、在电弧炉中将废铜镍合金及其他原材料熔化为含铜不锈钢母液，其中铜含量0.5 ?3.0% ;
[0021 ] C、将含铜不锈钢母液转入到AOD、GOR、CLU、MRP或K-OBM-S气氧精炼炉进行冶炼，通过精炼不锈钢过程中产生的CO和精炼炉吹入的氮气和氩气产生的气泡脱除钢液中的铅，使铅含量降至Ippm以下；
[0022]d、铸造。
[0023]本领域技术人员可以理解的是，不锈钢的精炼可以采用一级(一次)精炼，也可以采用两级精炼； 申请人:采用的是两级精炼，在气氧精炼炉冶炼以后，还进行LF炉精炼的过程，由此实施例中都采用两级精炼进行说明。所述铸造为连铸或模铸。
[0024]另外，废铜镍合金需加入到电弧炉的中下层，以避免加入的合金进入到电炉渣中。
[0025]其中，上述方法中，所述铜镍合金可以为普通白铜、铁白铜、锰白铜或铝白铜中的至少一种。
[0026]下面通过实施例对本发明【具体实施方式】做进一步的说明，但并不因此将本发明保护范围限制在实施例之中。
[0027]实施例1
[0028]以镍铬生铁(C4.47%, S0.124%, P0.043%, S1.72 %、Nil.67 %，余量为 Fe)为基料，同时添加废铜镍合金冶炼美标S20433不锈钢(CS 0.08 %、Si ( 1.00%,Mn5.5 ?7.5%, P ( 0.045%, S ( 0.030%, Crl7.0 ?18.0%, Ν?3.5 ?5.5%, Cul.5 ?3.5%, N0.10?0.25，余量为Fe)。其中废铜镍合金牌号为B30，化学成分为:Ni29.08%,Fe0.765%, Mnl.00%, Pb0.048%，其余为Cu，B30加入量为22.09kg/1钢。将所有原料加入到电弧炉中熔炼S20433不锈钢母液，废铜镍合金全部加入在电弧炉的下层。电炉冶炼时间lOlmin，电炉出钢温度1639°C，出钢钢液中Cu为1.535% ;再将得到的不锈钢母液转入到GOR转炉冶炼炉中，初炼温度1586°C。GOR冶炼过程中，加入电解锰至钢种要求，并去除有害元素铅，冶炼后钢液成分为:C:0.075%, S1.50%,Mn5.85%, P0.036%, S0.005%,Cr 17.10%,Ni4.03%, Cul.52%, N0.16、Pb < lppm。
[0029]钢水再送往LF精炼炉中精炼后，经连铸机连铸，得到180 X 1250 X 12000mm的连铸板坯。其成分为 C:0.073%、S1:0.46%、Mn:5.86%、P:0.038%、S:0.005%, Cr: 17.12%,Ni ；4.04%,Cu:l.53%,N:0.16%,Pb < lppm，余量为Fe。化学成分符合标准要求，且板坯质量良好。
[0030]实施例2
[0031]以镍铬生铁(C4.334%, S0.164%, P0.039%, S1.63%, Nil.66%，余量为 Fe)为基料，同时添加废铜镍合金冶炼日标SUS304J1不锈钢(CS 0.08%、Si ( 1.70%,Mn ^ 3.00 %, P ^ 0.045 %, S ^ 0.030 %, Cr 15.0 ?18.0 %、Ν?6.0 ?9.0 %、Cul.0 ?3.0%,余量为Fe)。其中废铜镍合金牌号为B10，化学成分为:Ni9.7%、Fel.16%、Mn0.83%, Pb0.03%，其余为Cu，BlO加入量为17.42kg/1钢。将所有原料加入到电弧炉中熔炼SUS304J1不锈钢母液，废铜镍合金全部加入在电弧炉的中层和下层。电炉冶炼时间98min,电炉出钢温度1642°C，出钢钢液中Cu为1.52% ;再将得到的不锈钢母液转入到GOR转炉冶炼炉中，初炼温度1583°C。GOR冶炼过程中，加入电解锰、电解镍至钢种要求，并去除有害元素铅，冶炼后钢液成分为:C:0.058%, S1.55%、Mnl.85%, P0.032%, S0.005%,Cr 17.15%,Ni6.12%,Cul.53%, N0.08、Pb < lppm。
[0032]钢水再送往LF精炼炉中精炼后，经连铸机连铸，得到180 X 1238 X 12000mm的连铸板坯。其成分为 C:0.061%, S1:0.52%, Mn: 1.83%, P:0.034%, S:0.005%, Cr: 17.13%,N1:6.13%,Cu:l.53%,N:0.07%,Pb < lppm，余量为Fe。化学成分符合标准要求，且板坯质量良好。
【权利要求】
1.使用废铜镍合金生产含铜奥氏体不锈钢的方法，其特征在于包括如下步骤: a、将含铅废铜镍合金加入到电弧炉的中层和/或下层； b、在电弧炉中将废铜镍合金及其他原材料熔化为含铜不锈钢母液； C、将含铜不锈钢母液转入到气氧精炼炉进行冶炼，通过精炼不锈钢过程中产生的CO和精炼炉吹入的氮气和氩气产生的气泡脱除钢液中的铅，使铅含量降至Ippm以下；d、铸造。
2.根据权利要求1所述的使用废铜镍合金生产含铜奥氏体不锈钢的方法，其特征在于:含铅废铜镍合金的加入量为:使含铜不锈钢母液中铜的含量在0.5?3.0%。
3.根据权利要求1所述的使用废铜镍合金生产含铜奥氏体不锈钢的方法，其特征在于:步骤c中所述的气氧精炼炉为AOD、GOR、CLU、MRP或K-OBM-S精炼炉。
4.根据权利要求1所述的使用废铜镍合金生产含铜奥氏体不锈钢的方法，其特征在于:所述铜镍合金为普通白铜、铁白铜、锰白铜或铝白铜中的至少一种。
【文档编号】C21C7/072GK104264032SQ201410515558
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2014年9月29日
【发明者】韦成贵, 赖维明, 李志栋 申请人:四川金广实业（集团）股份有限公司