一种利用铜熔炼渣制备稀土抗菌不锈钢的方法及稀土抗菌不锈钢技术

本发明专利技术公开了一种利用铜熔炼渣制备稀土抗菌不锈钢的方法及稀土抗菌不锈钢，包括以下步骤：S1.深度还原：将高温熔融态铜熔炼渣置于还原炉中，加入还原剂、助剂深度还原形成铜铁合金；S2.深度脱硫：在熔融的铜铁合金中先后加入预脱硫剂、深度脱硫剂对铜铁合金脱硫；S3.冶炼、轧制、热处理，制备得到稀土抗菌不锈钢。本发明专利技术采用铜熔炼渣作为制备铜铁合金的原料，可得到高铜含量的铜铁合金，对铜铁合金进行深度脱硫，先加入过量预脱硫剂对合金进行预脱硫，有效降低铜铁合金中硫含量后，加入深度脱硫剂，与过剩预脱硫剂协同作用提高脱硫效果。与过剩预脱硫剂协同作用提高脱硫效果。

【技术实现步骤摘要】
一种利用铜熔炼渣制备稀土抗菌不锈钢的方法及稀土抗菌不锈钢


[0001]本专利技术涉及不锈钢制备领域，具体为一种利用铜熔炼渣制备稀土抗菌不锈钢的方法及稀土抗菌不锈钢。

技术介绍

[0002]抗菌不锈钢通过在不锈钢基体中整体添加抗菌金属元素，使其既具有普通不锈钢的光洁不锈的特性，又具有良好的抗菌性，广泛应用于医药、日用、食品、海洋工程等领域。抗菌不锈钢主要分为含铜抗菌不锈钢和含银抗菌不锈钢，由于前者相较于后者具有较为低廉的成本，而得到了更为广泛的应用。CN105088092B公开了一种新型医用抗菌不锈钢，提出了在不锈钢中通过加入添加适量Cu元素和微量稀土元素，获得了既具有较好的抗细菌感染功能又满足外科植入要求的优良耐点蚀性能的医用抗菌不锈钢。但该法从传统不锈钢冶炼原料出发，Ni、Cr、Mn等成本较高，Cu、Re的加入更增加了成本，且金属添加时损失较多，成分容易出现不均匀。
[0003]目前，生产过程中主要通过冶炼廉价的含铁/铬/镍/铜原料来获得抗菌不锈钢而降低生产成本，其中，铜熔炼渣因其具有广泛的来源，成为了制备抗菌不锈钢的重要原料。
[0004]铜熔炼渣在铜熔炼过程中产生，主要成分为FeO及SiO2，并含有一定量的铜及硫。传统制备工艺中，铜熔炼渣需经过高温贫化或浮选贫化回收铜锍后方可废弃或堆放，尾渣中的铁和残余铜(0.3
‑
1％)不能充分利用。CN104120351B提供了一种利用电炉贫化铜熔炼渣后利用尾渣制备抗菌不锈钢的方法，铜熔炼渣经过电炉贫化回收铜后，再经过氧化脱硫
‑<br/>熔融还原
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铁水净化、调质等工序制备抗菌不锈钢。此法经过电炉贫化后的尾渣中铜含量低，若要得到抗菌不锈钢要求的铜含量则需在调质工序额外加入一定量的铜，此外，由于需对含铜原料进行氧化脱硫，导致铜渣中FeO过氧化成Fe2O3，从而使铜渣的液相温度大幅提高，而须加入大量的助剂降低铜渣熔点且耗费大量还原剂脱氧。CN102952952B提出氧化脱硫
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喷吹天然气还原
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梯度冷却后得到富铜铁合金和铁两种产品。该法用纯氧脱硫，天然气还原，成本较高且产品纯度不高，直接应用有限。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种利用铜熔炼渣制备稀土抗菌不锈钢的方法及稀土抗菌不锈钢，能够改善利用铜贫化尾渣制备抗菌不锈钢中存在的铜渣需氧化脱硫、渣量大、铜铁合金中铜含量低、铜渣利用率低等缺点。
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种利用铜熔炼渣制备稀土抗菌不锈钢的方法，采用以下技术方案：
[0007]一种利用铜熔炼渣制备稀土抗菌不锈钢的方法，具体包括以下步骤：
[0008]S1.深度还原：将铜熔炼过程中排出的未贫化的高温熔融态铜熔炼渣置于还原炉中，加入还原剂、助剂深度还原形成铜铁合金；
[0009]S2.深度脱硫：在熔融的铜铁合金中先后加入预脱硫剂、深度脱硫剂对铜铁合金脱硫；
[0010]S3.冶炼、轧制、热处理：脱硫后的铜铁合金进行冶炼，冶炼过程中进行调质得到稀土抗菌不锈钢水，然后浇注形成钢坯，钢坯经轧制后进行热处理，制备得到稀土抗菌不锈钢。
[0011]可选的，步骤S1中，所述铜熔炼渣中铜含量为2wt％～7wt％。
[0012]可选的，步骤S1中，所述还原剂为焦炭、煤粉、石墨中的一种或多种，所述还原剂与铜熔炼渣的质量比为0.1～0.2：1。
[0013]可选的，步骤S1中，所述助剂为CaO，所述助剂的添加量根据铜熔炼渣的二元碱度计算，碱度在0.1～1之间。
[0014]可选的，步骤S1中，深度还原的温度为1300～1500℃。
[0015]可选的，步骤S2中，所述的预脱硫剂为石墨，深度脱硫剂为CaO、MgO中的至少一种，或者深度脱硫剂为CaO、MgO中的至少一种与Al2O3、SiO2中的至少一种的混合物。
[0016]可选的，步骤S2中，所述预脱硫剂、深度脱硫剂与铜铁合金的质量比为0～0.2：0～0.6：1，其中预脱硫剂和深度脱硫剂不为0。
[0017]可选的，步骤S2中，深度脱硫的温度为1450
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1550℃。
[0018]可选的，步骤S3中，稀土抗菌不锈钢水的成分为Ni：6.0～10.5％，Cr：16.0～19.5％，Cu：2.5～4.0％，Re：0.4～0.8％，C≤0.03％，Si≤1.00％，Mn≤2.00％,，P≤0.045％，S≤0.03％，N≤0.2％，以质量百分比计，余量为Fe。
[0019]第二方面，本专利技术提供一种稀土抗菌不锈钢，由前述的利用铜熔炼渣制备稀土抗菌不锈钢的方法制备得到，微量稀土以稀土铁合金的形式加入，可以增加钢的强度和抗菌性能。
[0020]综上所述，本专利技术具有以下至少一种有益效果：
[0021]1.本专利技术提供的一种利用铜熔炼渣制备稀土抗菌不锈钢的方法，可得到高铜含量的铜铁合金，相较于采用贫化后的铜渣作为原料，可在精炼调制工序中不用补加金属铜，通过优化深度脱硫工序，取消了对铜熔炼渣的氧化脱硫工序，而改成对铜铁合金脱硫，避免了对铜熔炼渣氧化脱硫导致铜熔炼渣中FeO过氧化成Fe2O3，造成的铜熔炼渣液相温度急剧升高，从而可在低碱度条件、低还原温度下对铜熔炼渣进行还原，有效降低还原过程中所需的助剂添加量。
[0022]2.本专利技术提供的一种利用铜熔炼渣制备稀土抗菌不锈钢的方法，深度脱硫工序采用两步法，由于深度脱硫剂的饱和硫含量有限，先加入过量石墨对合金进行预脱硫，有效降低铜铁合金中硫含量后，加入主要成分为CaO、MgO或与Al2O3、SiO2的混合物作为深度脱硫剂，可避免深度脱硫剂中硫含量过早达到饱和而影响脱硫效果，此外大大降低了深度脱硫剂的用量，而深度脱硫剂还可与过剩石墨协同作用从而进一步提高脱硫效果。
[0023]3.本专利技术提供的一种稀土抗菌不锈钢，由前述的方法制备得到，制备成本低廉，性能稳定，符合行业标准YB/T 4171
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2020《含铜抗菌不锈钢》的要求。
具体实施方式
[0024]本专利技术提供一种利用铜熔炼渣制备稀土抗菌不锈钢的方法及稀土抗菌不锈钢，为
使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0025]铜熔炼渣在铜熔炼过程中产生，铜熔炼渣需经过高温贫化或浮选贫化回收铜锍后方可废弃或堆放，相关技术中，采用铜熔炼渣贫化后的尾渣制备抗菌不锈钢，反而需要再在炼钢调质工序中额外加入一定量的铜才能达到抗菌不锈钢的成分要求，此外，由于需对含铜原料进行氧化脱硫，导致铜渣中FeO过氧化成Fe2O3，从而使铜渣的液相温度大幅提高，须加入大量的助剂降低铜渣熔点且耗费大量还原剂脱氧。申请人经过长期实验研究发现，未经过贫化的铜熔炼渣中含有2％
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7％的铜及30％
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40％的铁，将铜熔炼过程中排出的未贫化的高温熔融态铜熔炼渣，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用铜熔炼渣制备稀土抗菌不锈钢的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：S1.深度还原：将铜熔炼过程中排出的未贫化的高温熔融态铜熔炼渣置于还原炉中，加入还原剂、助剂深度还原形成铜铁合金；S2.深度脱硫：在熔融的铜铁合金中先后加入预脱硫剂、深度脱硫剂对铜铁合金脱硫；S3.冶炼、轧制、热处理：脱硫后的铜铁合金进行冶炼，冶炼过程中进行调质得到稀土抗菌不锈钢水，然后浇注形成钢坯，钢坯经轧制后进行热处理，制备得到稀土抗菌不锈钢。2.根据权利要求1所述的利用铜熔炼渣制备稀土抗菌不锈钢的方法，其特征在于，步骤S1中，所述铜熔炼渣中铜含量为2wt％～7wt％。3.根据权利要求1或2所述的利用铜熔炼渣制备稀土抗菌不锈钢的方法，其特征在于，步骤S1中，所述还原剂为焦炭、煤粉、石墨中的一种或多种，所述还原剂与铜熔炼渣的质量比为0.1～0.2：1。4.根据权利要求1或2所述的利用铜熔炼渣制备稀土抗菌不锈钢的方法，其特征在于，步骤S1中，所述助剂为CaO，所述助剂的添加量根据铜熔炼渣的二元碱度计算，碱度在0.1～1之间。5.根据权利要求1或2所述的利用铜熔炼渣制备稀土抗菌不锈钢的方法，其特征在于，步骤S1中，深度还原的温度为1300～1500℃。6.根据权利要求1或2...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宝军，谢岁，瞿毅，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：发明
国别省市：