一种4J29合金的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种4J29合金的生产方法，该方法包括（1）将粒度为5～45mm的含钴渣、还原剂和钙质熔剂按照100:8～20:10～25的比例进行混合，之后通过加料口加入直流电弧炉；（2）将熔融渣池在1450～1550℃条件下，还原熔炼0.5～1.0h；（3）保温结束后，还原产出的合金和还原渣由于比重不同自动分层，分别排放合金和还原渣，合金进行铸锭，得到4J29合金。本发明专利技术针对含钴渣处理技术现状与存在的问题，利用直流电弧炉还原处理含钴渣，通过加入还原剂和钙质熔剂进行还原熔炼，产出4J29合金，有效降低合金的生产成本，提高生产效率，减少含钴渣堆存造成的环境污染。的环境污染。的环境污染。

【技术实现步骤摘要】
一种4J29合金的生产方法


[0001]本专利技术涉及合金生产
，特别涉及一种4J29合金的生产方法。

技术介绍

[0002]4J29合金又称可伐(Kovar)合金。该合金在20～450℃时具有与硅硼硬质玻璃相近的线膨胀系数，由于热膨胀系数及特性与陶瓷及玻璃非常近似，以及良好的加工性能适合于玻璃封装、光电通讯组件封装、影像管零件、IC导电架等材料，在电子工业广泛使用。
[0003]作为电真空器件、半导体器件的结构材料，除了要求膨胀性能、低温组织稳定性以外，4J29合金还必须具有其它各种特性，例如优良的加工成形性能、焊接性能、电镀性能、抗银铜焊料渗透性能、真空气密性能以及氧化性能等，这些性能基本由合金化学成分所决定。该合金的化学成分包括：C≤0.03% ，Mn≤0.50% ，Si≤0.30% ，P≤0.020% ，S≤0.020% ，Cu≤0.20% ，Cr≤0.20% ，Mo≤0.20%，Ni=28.5～29.5% ，Co=16.8～17.8%，Fe=余量。
[0004]4J29合金的生产工艺是将镍、钴、铁纯金属原料经真空感应炉熔炼，并经真空自耗炉或电渣炉重熔后得到合格产品。然而，在钴生产工艺流程中，往往会产生大量的含钴渣，其主要化学成分如下： SiO2 2.0～4.0% ，Cu0.1～0.2% ，Ni31.0～35.0% ，Co8.0～12.0%，Fe10.0～18.0%。目前含钴渣是作为中间原料重新进入生产工艺流程进行处理，存在对正常生产系统扰动大和镍、铜等金属损失较多的弊端，生产工艺较难控制。而长期累积堆放，不仅占用大量土地，还影响周围生态环境，造成经济资源严重浪费。如果能将含钴渣再利用于4J29合金的生产中，不仅能够降低4J29合金的生产成本，还能够有效的利用钴生产过程产出的固体废弃物，降低环境污染风险。

技术实现思路

[0005]针对上述技术问题，本专利技术提供了一种4J29合金的生产方法，针对含钴渣处理技术现状与存在的问题，利用直流电弧炉还原处理含钴渣，通过加入还原剂和钙质熔剂进行还原熔炼，产出4J29合金，有效降低合金的生产成本，提高生产效率，减少含钴渣堆存造成的环境污染。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案具体如下：一种4J29合金的生产方法，包括：（1）将粒度为5～45mm的含钴渣、还原剂和钙质熔剂按照100:8～20:10～25的比例进行混合，之后通过加料口加入直流电弧炉，用焦炭引弧，1.5～4.0h后加热升温至1450～1550℃，形成可以自由流动的熔融渣池；（2）将熔融渣池在1450～1550℃条件下，还原熔炼0.5～1.0h，金属的氧化物、硫化物发生还原反应生成金属单质，进而形成互溶的合金，之后，进行还原保温，其中，根据反应剧烈程度调整控制电流、电压，防止产生的泡沫渣溢出，同时可以通过加料口补充加入1～3%的还原剂和钙质熔剂进行工艺调整；（3）保温结束后，还原产出的合金和还原渣由于比重不同自动分层，分别排放合金
和还原渣，合金进行铸锭，得到4J29合金，还原熔炼得到的合金组成满足4J29合金化学成分标准要求，产生的烟气通过收尘器除尘之后形成尾气，排入大气。
[0007]其中，所述含钴渣按质量百分比为SiO
2 2.0～4.0% ，Cu0.1～0.2% ，Ni31.0～35.0% ，Co8.0～12.0%，Fe10.0～18.0%。
[0008]其中，所述还原剂为块状或粉状褐煤、无烟煤、烟煤、焦炭之中的一种，重量百分比为含钴渣的8.0～20.0%。
[0009]其中，所述钙质熔剂为块状或粉状石灰石、石灰之中的一种，重量百分比为含钴渣的10.0～25.0%。
[0010]其中，所述步骤（2）中，熔融炉渣还原保温的温度为1450～1550℃，还原保温时间为0.5～1.0h。
[0011]本专利技术的有益效果是：本专利技术将含钴渣加入直流电弧炉中，同时加入还原剂和钙质熔剂，形成混合熔渣，将混合熔渣加热至1450～1550℃，还原保温0.5～1.0h，通过调节还原剂量、熔剂量和还原时间，产出4J29合金。本专利技术可以有效降低4J29合金的生产成本，实现镍、钴、铁有价金属的综合回收利用，同时可以解决含钴渣大量堆存及环境污染问题。本专利技术根据含钴渣的原料条件和相关冶炼工艺的特性，利用直流电弧炉还原处理含钴渣，通过加入还原剂和钙质熔剂进行还原熔炼，产出4J29合金。本专利技术对冶金工艺过程控制带来较大优化，突破常规的4J29合金生产工艺，具有工艺流程短、效率高的特点，能有效提升生产运行技术经济指标。同时，有效的利用钴生产过程产出的固体废弃物，降低环境污染风险。
附图说明
[0012]图1是本专利技术的工艺流程图。
具体实施方式
[0013]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。
[0014]实施例1如图1所示，一种4J29合金的生产方法，包括：（1）将粒度为5mm的含钴渣、还原剂和钙质熔剂按照100:8:10的比例进行混合，之后通过加料口加入直流电弧炉，用焦炭引弧，1.5h后加热升温至1450℃，形成可以自由流动的熔融渣池；（2）将熔融渣池在1450℃条件下，还原熔炼0.5h，金属的氧化物、硫化物发生还原反应生成金属单质，进而形成互溶的合金，之后，进行还原保温，其中，根据反应剧烈程度调整控制电流、电压，防止产生的泡沫渣溢出，同时可以通过加料口补充加入1～3%的还原剂和钙质熔剂进行工艺调整；（3）保温结束后，还原产出的合金和还原渣由于比重不同自动分层，分别排放合金和还原渣，合金进行铸锭，得到4J29合金，还原熔炼得到的合金组成满足4J29合金化学成分
标准要求，产生的烟气通过收尘器除尘之后形成尾气，排入大气。
[0015]其中，所述含钴渣按质量百分比为SiO
2 2.0% ，Cu0.1% ，Ni31.0% ，Co8.0%，Fe10.0%。
[0016]其中，所述还原剂为块状或粉状褐煤、无烟煤、烟煤、焦炭之中的一种，重量百分比为含钴渣的8.0%。
[0017]其中，所述钙质熔剂为块状或粉状石灰石、石灰之中的一种，重量百分比为含钴渣的10.0%。
[0018]其中，所述步骤（2）中，熔融炉渣还原保温的温度为1450℃，还原保温时间为0.5h。
[0019]实施例2如图1所示，一种4J29合金的生产方法，包括：（1）将粒度为45mm的含钴渣、还原剂和钙质熔剂按照100: 20: 25的比例进行混合，之后通过加料口加入直流电弧炉，用焦炭引弧， 4.0h后加热升温至1550℃，形成可以自由流动的熔融渣池；（2）将熔融渣池在1550℃条件下，还原熔炼1.0h，金属的氧化物、硫化物发生还原反应生成金属单质，进而形成互溶的合金，之后，进行还原保温，其中，根据反应剧烈程度调整控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种4J29合金的生产方法，其特征在于，包括：（1）将粒度为5～45mm的含钴渣、还原剂和钙质熔剂按照100:8～20:10～25的比例进行混合，之后通过加料口加入直流电弧炉，用焦炭引弧，1.5～4.0h后加热升温至1450～1550℃，形成可以自由流动的熔融渣池；（2）将熔融渣池在1450～1550℃条件下，还原熔炼0.5～1.0h，金属的氧化物、硫化物发生还原反应生成金属单质，进而形成互溶的合金，之后，进行还原保温，其中，根据反应剧烈程度调整控制电流、电压，防止产生的泡沫渣溢出，同时可以通过加料口补充加入1～3%的还原剂和钙质熔剂进行工艺调整；（3）保温结束后，还原产出的合金和还原渣由于比重不同自动分层，分别排放合金和还原渣，合金进行铸锭，得到4J29合金，还原熔炼得到的合金组成满足4J29合金化学成分标准要求，产生的烟气通过收尘器...

【专利技术属性】
技术研发人员：马晓东，邓民晖，宗红星，姜海燕，吕清华，郑江华，马永峰，贾京真，卢越刚，金玉芬，王瑄，
申请(专利权)人：金川集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：