一种利用废旧304不锈钢材转型生产合金粉末的方法与流程

本发明属于粉末冶金雾化制粉，公开了一种利用废旧304不锈钢材转型生产合金粉末的方法。

背景技术：

1、304不锈钢在我国已使用多年，随着高新材料的使用，市场上使用的304不锈钢逐渐被替代和淘汰，导致大量的304不锈钢材废弃，如果不能得到合理利用，还会造成资源浪费，近些年来，将废旧不锈钢材进行回收，实现再生循环利用成为研究热门。

2、合金粉末是由两种或两种以上元素经部分或完全合金化而形成的金属粉末，按成分分类主要有铁合金粉、铜合金粉、镍合金粉、钴合金粉、铝合金粉、钛合金粉和贵重金属合金粉等。目前，合金粉末主流生产模式是雾化制粉法，即将标准型号棒材投料熔炼雾化成粉，生产原料成本高昂，不利于炼钢企业生产成本的控制。

技术实现思路

1、本发明提供了一种利用废旧304不锈钢材转型生产合金粉末的方法，目的在于实现废旧304不锈钢材资源整合利用，将废旧304不锈钢材升级转化合金粉末，并通过调节金属元素补加顺序防止高温烧损流失造成金属含量流失，采用二次脱氧方式和雾化过程中氮气保护措施来降低合金粉末氧含量，使其生产的合金粉末质量达标，采用2503和2506两种型号喷嘴二次击碎，解决合金粉末粒度大的问题。

2、为实现其目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种利用废旧304不锈钢材转型生产合金粉末的方法，包括以下步骤：

4、步骤一：原料预处理，采用手持合金仪将废旧304不锈钢材进行分拣剪切，剔除特殊牌号不锈钢材，确保原料成分稳定，无杂质金属元素引入，并洗涤钢材表面油污，降低含碳量，然后用纯水洗涤至ph值呈中性，减少对炉衬的腐蚀和化学熔解；

5、步骤二：先将总重30~60%的废旧304不锈钢材投入中频炉熔炼形成熔池，然后根据目标钢种一次性或分次补加电解镍、铜板、铬铁、钼铁、铌铁或工业纯铁，使补加金属物料完全浸没于熔池钢液中；

6、步骤三：待补加金属完全熔融后，降低中频炉功率至65~80kw，加入钢液总重0.5~0.8%的硅钙合金（ca31si60）深度脱氧一次；

7、步骤四：投入剩余的废旧304不锈钢材进行熔炼，减少因高温烧损流失造成的金属含量流失；

8、步骤五：钢液完全熔融后，控制钢液温度在1600~1650℃进行合金化，再加入由硅铁合金（fesial0.5-a）和硅钙合金（ca31si60）组成的混合脱氧剂进行二次脱氧；

9、步骤六：调整中频炉功率为零，停止加热，待钢液中悬浮杂质上浮后，加入扒渣剂进行扒渣，直至钢液明亮；

10、步骤七：通过雾化制粉装置，采用2503和2506两种型号喷嘴二次击碎金属液流，将装有4.0mm导流管的漏包预热至560℃以上，雾进行雾化制粉作业，得到合金粉末；

11、步骤八：将合金粉末采用真空干燥压滤机进行烘干，防止烘干过程中合金粉末氧化；

12、步骤九：筛分分级，使用分流分级筛分，当筛下粒度为d10：2~3μm， d50 ：7~10μm ，d90：17~23μm时，过100目标准筛拦截杂质及大颗粒；

13、步骤十：筛下物料累计到3t时，混料合批。

14、作为本发明技术方案的进一步优选，步骤四中，所述熔炼温度为1620~1700℃。

15、进一步地，步骤五中，合金化时，炉口覆盖陶瓷保温棉隔绝空气，合金化时间为3-5min。

16、进一步地，所述混合脱氧剂中硅铁合金占钢液总重的0.5~1.2%，硅钙合金占钢液总重的0.3%。

17、进一步地，步骤六中，所述扒渣剂的加入量为钢液总重0.5~1.2%的。

18、进一步地，步骤七中，雾化压力为100~120mpa。

19、进一步地，雾化制粉过程中，雾化室通入流速大于7l/min的氮气保护金属粉末，不被氧化。

20、进一步地，步骤八中，烘干温度为120℃，真空度大于0.06mpa，烘干时间2-3h。

21、进一步地，步骤十中，混料时间大于40min。

22、本发明的有益效果如下：

23、1、本发明利用废旧304不锈钢金属原料再加工升级转化成合金粉末，减少了金属资源浪费，实现环保再生理念，借助生产原料易获取和价格低优势，可降低合金粉末价格，补加不同金属元素，制造出用于不同行业的合金粉末。该方法生产的合金粉末金相稳定，振实密度大于4.5g/cm3，氧含量在1500~3500ppm，碳含量小于0.4%，硫含量小于0.03%，可生产03cr19ni16mo5n、0cr17ni4cu4nb、00cr20ni25mo405cu等合金粉末，能满足注射成型行业需求。

24、2、本方法采用中频炉熔炼生产，二次脱氧工艺及雾化室氮气保护，有效降低合金粉末氧含量，采用2503、2506四种种型号喷嘴二次击碎金属液流制备出粒度小的合金粉末，该工艺操作简单，适合大规模废旧304不锈钢材转型合金粉末生产。

25、综上，本发明采用废旧304不锈钢在中频炉中熔炼，并补加其他金属，再通过制粉装置雾化生产合金粉末，可降低生产原料成本，实现了废旧资源的循环再利用。

技术特征：

1.一种利用废旧304不锈钢材转型生产合金粉末的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种利用废旧304不锈钢材转型生产合金粉末的方法，其特征在于，步骤四中，所述熔炼温度为1620~1700℃。

3.如权利要求1所述的一种利用废旧304不锈钢材转型生产合金粉末的方法，其特征在于步骤五中，合金化时，炉口覆盖陶瓷保温棉隔绝空气，合金化时间为3-5min。

4.如权利要求3所述的一种利用废旧304不锈钢材转型生产合金粉末的方法，其特征在于，所述混合脱氧剂中硅铁合金占钢液总重的0.5~1.2%，硅钙合金占钢液总重的0.3%。

5.如权利要求1所述的一种利用废旧304不锈钢材转型生产合金粉末的方法，其特征在于，步骤六中，所述扒渣剂的加入量为钢液总重0.5~1.2%的。

6.如权利要求1所述的一种利用废旧304不锈钢材转型生产合金粉末的方法，其特征在于，步骤七中，雾化压力为100~120mpa。

7.如权利要求6所述的一种利用废旧304不锈钢材转型生产合金粉末的方法，其特征在于，雾化制粉过程中，雾化室通入流速大于7l/min的氮气保护金属粉末。

8.如权利要求1所述的一种利用废旧304不锈钢材转型生产合金粉末的方法，其特征在于，步骤八中，烘干温度为120℃，真空度大于0.06mpa。

9.如权利要求8所述的一种利用废旧304不锈钢材转型生产合金粉末的方法，其特征在于，烘干时间2-3h。

10.如权利要求1所述的一种利用废旧304不锈钢材转型生产合金粉末的方法，其特征在于，步骤十中，混料时间大于40min。

技术总结
本发明公开了一种利用废旧304不锈钢材转型生产合金粉末的方法，该生产方法包括：原料预处理，中频炉熔炼，金属元素补加调整化学成分，脱氧扒渣，出炉炉温控制，雾化控制，压滤烘干控制和筛分分级工序。本发明以废旧304不锈钢为原料熔炼，通过调整补加金属元素形成合金钢液，采用水气联合雾化法生产合金粉末，采用不同种类脱氧剂二次脱氧降低钢液氧含量，确保生成低氧含量合金粉末，该方法生产的合金粉末金相稳定，振实密度大于4.5g/cm3，氧含量在1500~3500ppm，碳含量小于0.4%，硫含量小于0.03%，可生产03Cr19Ni16Mo5N、0Cr17Ni4Cu4Nb、00Cr20Ni25Mo405Cu等合金粉末，能满足注射成型行业需求。

技术研发人员：赵栋财,徐江山,颜智宏,王万俊,黄正元,宋谋通,杨述霞,冯泽树,马鑫,许兴元
受保护的技术使用者：金川集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1