專利名稱：含銅鋼生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合金鋼冶煉方法，尤其涉及一種含銅鋼生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
目前，含銅鋼以其優(yōu)良的抗腐蝕等物理機械性能而應(yīng)用廣泛，如車輛及集裝箱板等，其冶煉的工藝主要通過在煉鋼(鐵礦石一燒結(jié)一高爐煉鐵一鐵水脫硫一轉(zhuǎn)爐(或電爐)—加入合金一到LF爐或RH或其它精煉設(shè)備微調(diào)成份一連鑄一軋制一成品鋼材)的轉(zhuǎn)爐或電爐階段進行加入合金處理，即在轉(zhuǎn)爐或電爐中加入銅鐵合金來達到鋼種所需成份，在此工藝中，耗費了大量銅金屬，而且銅鐵合金的生產(chǎn)成本高，相應(yīng)地，需要大量經(jīng)濟投入，尤其是對于冶煉高含量銅的鋼投入成本更高，并伴隨大量資源浪費?，F(xiàn)有技術(shù)中，發(fā)明專利200710200906. 8公開了一種含銅鋼的加熱方法及其生產(chǎn)的含銅鋼。既能滿足板材類含銅鋼的生產(chǎn)，又能滿足型材類含銅鋼生產(chǎn)的含銅鋼加熱方法。該含銅鋼加熱方法，采用兩次升溫的加熱方法，第一步加熱含銅鋼的鋼坯或鑄坯到1000 1050°C;第二步用30 90分鐘進行第二次加熱升溫，第二次加熱升溫的最高溫度為1250 1290°C ;兩次升溫的加熱過程中，鋼坯或鑄坯在每一個時間點的加熱溫度均不低于前一時間點。該發(fā)明為含銅鋼材的生產(chǎn)進行了改進，但基本沿襲傳統(tǒng)的加銅鐵合金鋼為原料，工藝前期制備復(fù)雜，耗費大量材料，經(jīng)濟成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種含銅鋼生產(chǎn)工藝，以優(yōu)化的生產(chǎn)工藝節(jié)約大量原材料，大幅降低經(jīng)濟投入，并保證銅鋼的生產(chǎn)質(zhì)量，特別是使其中的銅含量得到充分保障。本發(fā)明解決問題的技術(shù)方案是一種含銅鋼生產(chǎn)工藝，包括如下步驟(I)制備鐵水在高爐中制備溫度為1400°C 1520°C的鐵水；(2)轉(zhuǎn)移鐵水將步驟(I)得到的鐵水加入到轉(zhuǎn)爐或者電爐中；(3)加入含銅礦物向步驟(2)所述的轉(zhuǎn)爐或者電爐中加入含銅礦物，使其與鐵水接觸；(4)冶煉 將步驟(3)的鐵水與含銅礦物進行加熱，升溫至1400°C 1600°C。進一步地，在所述步驟(I)中，所得鐵水的組分的質(zhì)量百分含量為2. 0% 3. 4%的Si，3. 6% 4. 6%的C，余量為Fe，對于不可避免的雜質(zhì)如S、P，其含量范圍為S彡O. 3%、P^o. 13% ;在高溫下，鐵水中的C、Si組分活性優(yōu)于銅，能夠使氧化銅充分還原為金屬銅。進一步地，在所述步驟(3)中，所述含銅礦物為以氧化銅為主的銅礦石；優(yōu)選地，所述含銅礦物的銅含量為O. 3% 3. 0% ;較佳地，所述含銅礦物的粒徑為20mm 150mm。
進一步地，在所述步驟(3)中，加入的含銅礦物為經(jīng)過預(yù)還原處理的含銅礦物；所述對含銅礦物進行預(yù)還原處理的步驟為(3.1)將含銅礦物與還原劑混合，所得混合物的粒徑為20mm 150mm ; (3. 2)將所得混合物在550°C 750°C下焙燒；在步驟(3.1)中所述還原劑為含碳的物質(zhì)。在此預(yù)還原處理步驟中，能夠使銅礦石所含的氧化銅部分被還原、部分化學(xué)鍵處于不同程度的活化狀態(tài)，從而使其在步驟(4)中與高溫鐵水接觸后被碳等還原劑快速還原。優(yōu)選地，在所述步驟(3.1)中，所述還原劑為碳粉、石墨和煤中的一種或者幾種。優(yōu)選地，在所述步驟(3.1)中，所述還原劑中含碳的質(zhì)量為含銅礦物中銅的質(zhì)量的3% 15%。優(yōu)選地，在所述步驟(3. 2)中，所述含銅礦物與還原劑的混合物在600°C 700°C焙燒I 4h，其中，加熱混合物時的升溫速率以5 25°C /min為佳；具體焙燒保持的時間及升溫速率根據(jù)含銅礦物與還原劑的混合物的粒度進行確定，例如，粒徑為80mm 150_以4h為佳，粒徑為20mm 40mm以Ih為佳，粒徑為60mm IOOmm以3. 5h為佳，粒徑為40mm 60mm,以2h為佳。進一步地，在所述步驟(4)中，對含銅礦物與鐵水混合物加熱的升溫速率為10 20 0C /min ο

進一步地，在所述步驟(4)中，含銅礦物與鐵水的混合物在1400°C 1600°C保持8 15min，具體溫度和時間根據(jù)鐵水及待還原的銅的量進行確定，以確保含銅礦物中銅被徹底還原同時避免反應(yīng)時間過長影響含銅鋼品質(zhì)。優(yōu)選地，在所述步驟(I)中，經(jīng)電極加熱塊狀生鐵制得鐵水。優(yōu)選地，在上述冶煉工藝結(jié)束后，能夠?qū)V品進彳了深入加工處理，能夠?qū)σ睙挌埮诉M行回收處理，例如，根據(jù)所練鋼種的需要，加入所需石灰和/或溶渣劑對渣子成分進行調(diào)整，使其得到回收再利用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是充分優(yōu)化了傳統(tǒng)的含銅鋼生產(chǎn)工藝，節(jié)約了銅鐵的冶煉和生產(chǎn)過程，以含銅礦石取代銅鐵合金，保障銅收得率的同時，大幅降低了生產(chǎn)成本，使生產(chǎn)效率得到提高，減少經(jīng)濟投入，節(jié)約了大量原料，適于在相關(guān)含銅鋼冶煉領(lǐng)域推廣應(yīng)用。
具體實施例方式實施例1以制備銅含量為O. 3%的含銅鋼為例，此種含銅鋼生產(chǎn)工藝包括如下步驟(I)制備鐵水在高爐中取得4t溫度為1470°C的鐵水；(2)轉(zhuǎn)移鐵水將步驟(I)得到的鐵水用鐵水包加入到電爐中；(3)加入銅礦石向步驟(2)所述的電爐中加入氧化銅含量為3. 0%的銅礦石400kg，使其與鐵水充分接觸；(4)冶煉
將步驟(3)的得鐵水與銅礦石進行加熱，升溫至1550°C，并在1550°C保持lOmin。上述實施例中在所述步驟(I)中，所得鐵水的組分的質(zhì)量百分含量為2. 7%的Si，4. 1%的C，余
量為Fe ；在所述步驟(3)中，所述銅礦石為氧化銅礦石；所述銅礦石粒徑為20mm 150mm ；在所述步驟(4)中，對含銅礦物與鐵水混合物加熱的升溫速率為15°C /min。在上述含銅鋼生產(chǎn)工藝，充分利用爐中高溫使其銅礦石溶化，并充分利用鐵水中的C、Si組分活性優(yōu)于銅的性質(zhì)，使氧化銅在高溫下被充分還原為金屬銅。在上述冶煉工藝結(jié)束后，能夠?qū)Ξa(chǎn)品進行深入加工處理，能夠?qū)σ睙挌堅M行回收處理，例如，根據(jù)所練鋼種的需要，加入所需石灰和/或溶渣劑對渣子成分進行調(diào)整，使其得到回收再利用。上述含銅鋼生產(chǎn)工藝與傳統(tǒng)的含銅鋼生產(chǎn)工藝相比較，進行了大幅度的優(yōu)化，節(jié)約了銅鐵的冶煉和生產(chǎn)過程，以含銅礦石取代銅鐵合金，保障銅收得率的同時，大幅降低了生產(chǎn)成本，使生產(chǎn)效率得到充分提高，并相應(yīng)地降低了大量經(jīng)濟投入，節(jié)約了大量原料，而且，氧化銅礦石原料的選取，更利于保護環(huán)境，避免含硫等污染物的排放。表I含銅鋼生產(chǎn)中相關(guān)物料數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
1.一種含銅鋼生產(chǎn)工藝，其特征在于，包括如下步驟(O制備鐵水在高爐中制備溫度為1400°c 1520°C的鐵水；(2)轉(zhuǎn)移鐵水將步驟(I)得到的鐵水加入到轉(zhuǎn)爐或者電爐中；(3)加入含銅礦物向步驟(2)所述的轉(zhuǎn)爐或者電爐中加入含銅礦物；(4)冶煉將步驟(3)的鐵水與含銅礦物進行加熱升溫至1400°C 1600°C。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含銅鋼生產(chǎn)工藝，其特征在于，在所述步驟(I)中，所得鐵水的組分的質(zhì)量百分含量為2. 0% 3. 4%的Si，3. 6% 4. 6%的C，余量為Fe。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含銅鋼生產(chǎn)工藝，其特征在于，在所述步驟(3)中，加入的含銅礦物為經(jīng)過預(yù)還原處理的含銅礦物；所述對含銅礦物進行預(yù)還原處理的步驟為(3.1)將含銅礦物與還原劑混合，所得混合物的粒徑為20mm 150mm ; (3. 2)將所得混合物在550°C 750°C下焙燒；在所述步驟(3.1)中，所述還原劑為含碳的物質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含銅鋼生產(chǎn)工藝，其特征在于，在所述步驟(3.1)中，所述還原劑為碳粉、石墨和煤中的一種或者幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含銅鋼生產(chǎn)工藝，其特征在于，在所述步驟(3.1)中，所述還原劑中含碳的質(zhì)量為含銅礦物中銅質(zhì)量的3% 15%。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含銅鋼生產(chǎn)工藝，其特征在于，在所述步驟(3.2)中，所述含銅礦物與還原劑的混合物在600°C 700°C焙燒I 4h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含銅鋼生產(chǎn)工藝，其特征在于，在所述步驟(4)中，對含銅礦物與鐵水混合物加熱的升溫速率為10 20°c /min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含銅鋼生產(chǎn)工藝，其特征在于，在所述步驟(4)中，含銅礦物與鐵水的混合物在1400°C 1600°C保持8 15min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含銅鋼生產(chǎn)工藝，包括在高爐中制備溫度為1400℃～1520℃的鐵水，轉(zhuǎn)移鐵水到轉(zhuǎn)爐或者電爐中，向轉(zhuǎn)爐或者電爐中加入含銅礦物,使其與鐵水接觸；加熱含銅礦物與鐵水至1400℃～1600℃進行冶煉。本發(fā)明充分優(yōu)化了傳統(tǒng)的含銅鋼生產(chǎn)工藝，節(jié)約了銅鐵的冶煉和生產(chǎn)過程，以含銅礦石取代銅鐵合金，保障銅收得率的同時，大幅降低了生產(chǎn)成本，使生產(chǎn)效率得到提高，減少經(jīng)濟投入，節(jié)約了大量原料，適于在相關(guān)含銅鋼冶煉領(lǐng)域推廣應(yīng)用。
文檔編號C22C38/16GK103031483SQ201210567788
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者崔東瑞 申請人:河北節(jié)能耐火材料集團有限公司