[发明专利]镍钼铜合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合金，具体涉及一种镍钼铜合金，是用于冶炼管线钢、不锈钢、特种钢的合金化剂。

背景技术

管线钢、不锈钢等特种钢的冶炼，主要是用金属镍和钼铁作为合金化剂，采用纯镍作为合金添加剂，生产成本较高。也有采用镍矿石作为原料的，由于镍矿石含镍品位不高，成分复杂，伴生脉石多，因此提取镍的生产工艺十分复杂，生产成本也很高。

CN1540021A发明专利公开了一种镍钼合金，其主要成分为：按重量百分比计，镍9-50％、钼9-40％，余量为Fe和杂质。其解决了采用金属镍、钼铁的多次添加分别合金化的问题，并避免了采用电解镍作为合金化剂的成本过高的问题。然而该合金的成分设计不合理，该镍钼合金的熔点1576摄氏度左右，接近于1620摄氏度的钢液温度，因而存在钢中溶化时间长和不易于完全溶解。而且该合金的密度较大，在钢水中很难熔化，因此，合金元素的收得率较低。同时，该镍钼合金的制备方法是采用镍钼硫化物共生矿石经过磨粉，焙烧，压球，还原融熔，富集，冶炼微调等7-8个工序才能完成，其工艺复杂流程长，投资大，生产效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型合金，以解决用于现有管线钢、不锈钢等特种钢冶炼的镍钼合金熔点过高，难于溶解，其合金元素收得率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种镍钼铜合金，按照重量百分比计，含有镍20-45％，钼1-8％，铜18-50％，余量为铁和必可避免的杂质。

所述的镍钼铜合金，优选方案为，按照重量百分比计，含有镍25-35％，钼4-7％，铜25-40％，余量为铁和必可避免的杂质。

所述的镍钼铜合金，进一步优选方案为，按照重量百分比计，含有镍30-35％，钼4-7％，铜30-40％，余量为铁和必可避免的杂质。

所述的镍钼铜合金，更优选方案为，，按照重量百分比计，含有镍32-35％，钼4-7％，铜35-40％，余量为铁和必可避免的杂质。

所述的镍钼铜合金，其杂质含量为：碳小于0.5，硫小于0.05，磷小于0.05.硅小于2.0。

所述镍钼铜合金的熔点为1360-1450℃，密度为8.4-9.0g/m³。

本发明还提供所述的镍钼铜合金的制备方法，其包含以下步骤：采用废镍、废铜、废镍铜合金作镍源和铜源，其特征在于，采用熟钼矿作为钼源进行冶炼：

1)将上述废镍、废铜、废镍铜合金、废镍钼合金原料先经电弧炉熔化，控制温度在1500℃以上，并加入造渣剂造渣；

2)将熟钼矿和造渣剂、还原剂混合物加入炉内进行熔化，控制炉温在1650℃以上，并通过搅拌使其完全熔化和反应，所述熟钼矿的还原剂为焦炭和铝，用量占熟钼矿总量的22％；

3)控制温度在1550-1630℃，然后出炉进行铸锭或制粒。

作为优选方案，本发明所述方法在出炉前还包括以下步骤：采用吹氧方法进行脱碳、脱硫、脱磷等杂质；再加入石灰、萤石造渣剂调整碱度为：0.7-1.2，将液态渣排出。

作为优选方案，在出炉前还包括以下步骤：将合金液移至中频炉进行成分微调，选择金属镍、金属铜和钼铁作为调整成分原料。

本发明所述的镍钼铜合金与CN1540021A公开的镍钼合金相比，由于本发明的合金的钼含量低，同时加入了低熔点的铜元素(1083℃)使产品熔点大幅下降130℃左右。因此，本发明镍钼铜合金成分配比合理，其熔点低，使得其在钢液中能快速溶解，并扩散分布均匀，收得率高。同时本发明的合金成分均匀，强度高，杂质含量低，特别是硫和磷含量低，因此能完全保证钢的杂质控制要求。

本发明所述的镍钼铜合金的制备方法主要选用熟钼矿作为钼原，采用碳和铝作为还原剂，其钼元素用熟钼矿在电弧炉同步冶炼获得，从而既降低了生产成本，又使废物得到利用，节约了大量有限资源。其镍和铜主要来源于工业废纯镍、废纯铜和废镍铜钼共生的合金管、机械零部件等，降低了生产成本。

本发明进一步采用吹氧脱除杂质的方法，将合金中的碳控制在0.5％以下，硫控制在0.05％以下，磷控制在0.05％以下，硅控制在2.0％以下。由于碳含量低，使合金不易变脆，避免了因其破碎而造成的损失；磷的含量降低能够提高合金粉化期。而且磷、硫是钢中有害元素，减少杂质有利于减少钢的精炼负荷。

本发明所述的方法中，如果在电弧炉中冶炼的成分未达到目标值，再将合金液转至中频炉中进行成分微调，其生产效率高，能源消耗低，生产过程废气废渣排放少。