一种合金钢氧化铁皮生产合金锭的方法

本发明属于氧化铁皮处理工艺，具体涉及一种合金钢氧化铁皮生产合金锭的方法。

背景技术：

1、合金钢因其良好的热强性、耐蚀性、耐磨性、抗疲劳性能、高韧性、高强性和耐高温性等特点，被广泛应用于热挤压、热锻和铝合金压铸等模具以及工具钢、轴承钢和特殊性能钢材。随着产业的升级，高端金属零件制造业对于合金钢的需求越来越大，2021年特殊产量上涨至7800万吨，在合金钢煅制生产过程中产生的氧化铁皮也越来越高。在这些氧化铁皮中含有较高的合金元素mn、cr、v、mo，这些元素是合金主要添加元素，在合金钢的生产原料成本中占比高达70％左右。目前，对于这种氧化铁皮的处理方式是作为废钢添加至冶炼合金钢工艺中，这种方法对于合金元素mn、cr、v、mo回收效率低。

2、因此，一种回收效率较高的合金钢氧化铁皮生产合金锭的方法亟待提出。

技术实现思路

1、为解决现有技术存在的缺陷，本发明提供一种合金钢氧化铁皮生产合金锭的方法。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

3、本发明提供一种合金钢氧化铁皮生产合金锭的方法，包括以下步骤：

4、s101：将氧化铁皮破碎，研磨成颗粒，烘干脱去其中水分并将低价氧化物氧化为氧化铁；

5、s102：对步骤s101获得的氧化铁皮颗粒进物相分析，根据检测结果配加一定量纯度≥99％的碳粉混匀；

6、s103：将步骤s102混匀后的样品放入氧化铝坩埚中，并在氧化铝坩埚外套石墨坩埚，然后在1050～1200℃下进行低温还原，对还原后的粗还原碳粉进行物相分析；

7、s104：将还原后的粗还原碳粉配加精炼渣装入氧化镁坩埚，在氩气保护环境下进行熔分实验去除其中有害杂质，获得合金锭。

8、优选的，在所述步骤s101中，颗粒的粒径不大于100目。

9、优选的，在所述步骤s101中，在通风烘干橱内180～300℃下烘20～30小时。

10、优选的，在所述步骤s102中，使用xrf对颗粒样品进行定性分析。

11、优选的，在所述步骤s102中，配碳量计算是依据氧化铁皮中fe2o3和cr2o3被碳间接还原成金属以及气体还原产物为co2条件下所需氧含量增加3～15％进行配碳。

12、优选的，在所述步骤s103中，还原过程中使用氩气作为保护气体提高碳利用率，氩气流量为1～3l/min。

13、优选的，在所述步骤s104中，使用精炼渣1要求含40～50wt.％cao、8～10wt.％mgo、cao/al2o3＝1.10～1.12、二元碱度8.0～9.0；精炼渣2要求含40～45wt.％cao、5wt.％mgo、10～15wt.％caf2、cao/al2o3＝1.10～1.12、二元碱度8.0～8.5。这样的高碱度渣有利于脱硫，氧化钙与氧化铝的比值更有利于难还原氧化铝的去除。

14、优选的，在所述步骤s104中，熔分实验为在冶炼温度1400～1600℃下，均匀反应10～30min，后随炉冷却，取样进行检测。

15、优选的，在所述步骤s104中，在冶炼过程中根据粗还原铁粉氧含量计算铝脱氧所需铝质量，在渣-钢完全熔化后依据钢液中一半氧含量计算投入casi合金进行脱氧，钢液中剩余氧含量投入al进行深脱氧。

16、本发明相较于现有技术，具有以下有益效果：

17、本发明使用合金钢氧化铁皮进行配碳低温还原，将其中部分元素还原成金属单质，后通过配加精炼渣将粗还原铁粉中杂质去除，并使用al脱氧剂进行脱氧，获得的合金锭具有合金元素较高，氧、硫含量低等特点。本发明利用合金钢锻造产生的氧化铁皮具有含铁量高(t.fe2o3＞80％)，合金钢添加合金元素含量高的特点，将氧化铁皮高效合理循环利用，可用于进行高效合金钢冶炼，降低合金钢生产成本，高效实现废弃资源的再利用。

技术特征：

1.一种合金钢氧化铁皮生产合金锭的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的合金钢氧化铁皮生产合金锭的方法，其特征在于，在所述步骤s101中，颗粒的粒径不大于100目。

3.根据权利要求1所述的合金钢氧化铁皮生产合金锭的方法，其特征在于，在所述步骤s101中，在通风烘干橱内180～300℃下烘20～30小时。

4.根据权利要求1所述的合金钢氧化铁皮生产合金锭的方法，其特征在于，在所述步骤s102中，使用xrf对颗粒样品进行定性分析。

5.根据权利要求1所述的合金钢氧化铁皮生产合金锭的方法，其特征在于，在所述步骤s102中，配碳量计算是依据氧化铁皮中fe2o3和cr2o3被碳间接还原成金属以及气体还原产物为co2条件下所需氧含量增加3～15％进行配碳。

6.根据权利要求1所述的合金钢氧化铁皮生产合金锭的方法，其特征在于，在所述步骤s103中，还原过程中使用氩气作为保护气体提高碳利用率，氩气流量为1～3l/min。

7.根据权利要求1所述的合金钢氧化铁皮生产合金锭的方法，其特征在于，在所述步骤s104中，使用精炼渣1要求含40～50wt.％cao、8～10wt.％mgo、cao/al2o3＝1.10～1.12、二元碱度8.0～9.0；精炼渣2要求含40～45wt.％cao、5wt.％mgo、10～15wt.％caf2、cao/al2o3＝1.10～1.12、二元碱度8.0～8.5。

8.根据权利要求1所述的合金钢氧化铁皮生产合金锭的方法，其特征在于，在所述步骤s104中，熔分实验为在冶炼温度1400～1600℃下，均匀反应10～30min，后随炉冷却，取样进行检测。

9.根据权利要求1所述的合金钢氧化铁皮生产合金锭的方法，其特征在于，在所述步骤s104中，在冶炼过程中根据粗还原铁粉氧含量计算铝脱氧所需铝质量，在渣-钢完全熔化后依据钢液中一半氧含量计算投入casi合金进行脱氧，钢液中剩余氧含量投入al进行深脱氧。

技术总结
本发明公开了一种合金钢氧化铁皮生产合金锭的方法，包括以下步骤：将氧化铁皮破碎，烘干脱去水分并将低价氧化物氧化为氧化铁；配加一定量纯度≥99％的碳粉混匀，还原氧化铁皮，得到粗还原铁粉；粗还原铁粉配加精炼渣进行熔分实验去除有害杂质，得到杂质元素含量低的合金锭。本发明基于合金钢氧化铁皮中较高含量的Mn、Cr、V、Mo等元素，实现对高价值金属元素的回收利用，实现降低合金钢的生产成本，提高冶金资源重复利用率。

技术研发人员：王强,李光强,王豪杰,陈雨飞,周光富
受保护的技术使用者：武汉科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15