镍或镍合金回收冶炼的脱碳方法技术

一种镍或镍合金回收冶炼的脱碳方法，解决了现有技术中镍及镍合金旧料回收冶炼存在的容易造成二次污染、镍锭中其它合金元素被氧化除不去等问题。包括回收的镍或镍合金旧料及真空感应炉，其技术要点是：将旧料放入真空感应炉的坩埚内，待全部旧料熔化后，测定镍或镍合金熔体中的含碳量，加入需要质量的经锻烧处理后的泡沫镍，用泡沫镍去除镍或镍合金熔体中多余的碳；采用电磁搅拌精炼除杂，把产生的CO经真空除气排出，待镍或镍合金熔体中的含碳量达到标准值后浇铸，形成含碳量达标的铸锭。本发明专利技术工艺流程设计合理，操作简单，无二次污染，所用脱碳原料易得，在显著提高熔体除碳效果的同时，完全满足其它元素化学成分的标准要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种镍及镍合金旧料回收再利用的生产方法，特别是一种主要采用泡沫镍对镍及镍合金旧料(包括废料、回收料、边角余料等)回收再利用的，属于金属精炼除杂领域。
技术介绍
在现有技术中，泡沫镍是一种新型的金属材料。其具有三维网状结构，即其孔隙率高、比表面积大、活性物质容易填充等特性；与普通镍板相比，由于其比表面积大，同体积的材料不但表面吸附的氧多，锻烧后形成的氧化物也多。泡沫镍 主要应用于电池电极材料、燃料电池、催化剂材料等，具体应用如下I.电池电极材料泡沫镍主要用于电池电极材料，特别用于NiMH电池，这种可充电电池广泛应用于手提电脑、手机、电动踏板车、电动自行车、混合动力汽车等。2.燃料电池熔融碳酸盐燃料电池通常的工作温度为550-700°C之间，泡沫镍可以成为熔融碳酸盐燃料电池的电催化剂。泡沫镍可以用于质子交换膜产电池(PEMFC)的两极极板改性材料、固体氧化物燃料电池(SOFC)的电极中继馈线、电解中电极材料(如在水电解剂环境中)。3.催化剂材料泡沫镍具有独特的三维网状结构特点，使其成为汽车催化剂转换器、催化燃烧、柴油车黑烟净化器的催化剂载体。发动机冷启动时，一氧化碳和碳氢化合物转化，由于热传导性质，泡沫镍催化剂载体则可能优越于陶瓷催化剂载体。从这种意义上来讲，泡沫镍可以与耐高温钢催化剂载体相比或比耐高温钢催化剂载体更优越。4.其它应用泡沫镍也可用于过滤器材料，处理流体中磁性粒子的磁流导体。其它应用包括应用于储氢媒介、热交换媒介等。经检索未见泡沫镍用于镍及镍合金旧料处理的报导。镍及镍合金因具有优良的机械、防腐和耐蚀等性能，已被广泛应用在航天、军工及特殊领域。由于镍价昂贵，所以在生产中常使用镍及镍合金旧料(包括废料、回收料、边角余料)进行回收再利用，以降低生产成本，提高经济效益。但是，因旧料表面一般都粘有油污或受到环境污染等因素的影响，故致使旧料的碳含量严重超标，如果回收后不进行脱碳处理直接投料冶炼，则无法生产出合格产品。现有镍及镍合金旧料的除碳方法主要有I、碱洗处理法由于镍及镍合金旧料表面残留机加过程的机油、车削液，使碳含量升高，利用碱洗的方法可以除去表面的油、车削液等，但此种方法很容易造成二次污染，操作也不方便。2、氧化处理法将镍及镍合金旧料放到电炉中加热到600°C以上，使得机油、车削液等碳化，产生的CO、CO2挥发掉。此种方法虽然能除去大部分多余的碳，但同时也会出现一些其它问题，如镍锭中其它合金元素有可能被氧化形成氧化物夹渣，再熔炼时除不去仍无法生产出合格为此，必须寻找一种镍及镍合金旧料回收冶炼的脱碳方法来解决此问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，解决了现有技术中镍及镍合金旧料回收冶炼存在的容易造成二次污染，镍锭中其它合金元素被氧化再熔炼时除不去等问题。本专利技术工艺流程设计合理，操作简单，无二次污染，所用脱碳原料易得，在显著提高熔体除碳效果的同时，完全满足其它元素化学成分的标准要求。本专利技术所采用的技术方案是该包括回收的镍或镍合金旧料及真空感应炉，其技术要点是将所述旧料放入真空感应炉的坩埚内，待全部旧料熔化后，测定镍或镍合金熔体中的含碳量，根据检测出的碳超标量，在含熔体的坩埚中加入需要量的经锻烧处理后的泡沫镍去除镍或镍合金熔体中多余的碳；在除碳过程中，采用电磁搅拌把产生的CO经真空除气排出，反应结束后进行化学成分在线检测，待镍或镍合金熔体中的含碳量达到标准值后浇铸，形成含碳量达标的铸锭；所需经锻烧处理后的泡沫镍的计算方法为先确定镍或镍合金熔体中碳的超标量，根据碳的超标量确定需要的氧含量，之后选择氧含量达到要求的泡沫镍加入到合金熔体中。经锻烧处理的所述泡沫镍经过800-120(TC锻烧，使泡沫镍表面形成1-3 u m氧化镍，锻烧后的泡沫镍含氧量控制在2 wt %-10 wt % (wt为质量分数)。经锻烧处理后的所述泡沫镍的厚度为l_80mm ,孔径为0. I-IOmm,孔隙率为60-98%，通孔率为彡98%，体积密度为0. 1-1. 2g/cm3，每英寸长度上的孔数为5-130PPI。本专利技术具有的特点及积极效果是由于本专利技术采用真空感应炉，在熔炼过程中先将全部镍或镍合金旧料在坩埚内熔化，如果碳含量超标，立即往含熔体的坩埚中加入需要量的经锻烧处理后的泡沫镍进行脱碳处理。其冶炼的脱碳工艺流程设计合理，加入表面含有氧化镍的泡沫镍操作简单，并且无二次污染，从而以低成本得到了达标的镍及镍合金铸锭，铸锭中碳含量可达到0. 01-0. 30wt%。另外，所用脱碳的泡沫镍仅要求符合国家标准，大多数生产泡沫镍的厂家均可提供，原料易得。泡沫镍锻烧处理也非常简单，只需要将泡沫镍在800-1200°C下高温锻烧，即可使泡沫镍表面形成1-3 U m氧化镍层，一般电阻炉均能满足锻烧要求，锻烧后的泡沫镍含氧量控制在2 wt %-10 wt %范围内。由于镍或镍合金旧料熔化成熔体后，立即进行脱碳处理，此时熔体还未加入其它合金元素进行合金化,熔体的主要成分是镍及极少量的杂质,熔体中的其它元素化学成分虽然在脱碳过程中会有一些波动，但波动范围极小，均在标准允许的范围内，不影响其它元素化学成分的标准要求。本专利技术将泡沫镍用于镍及镍合金旧料回收冶炼中进行脱碳，实现镍及镍合金旧料(包括废料、回收料、边角余料)回收再利用。因此，本专利技术与现有技术相比，显著提高了镍及镍合金熔体除碳效果。它解决了现有技术中镍及镍合金旧料回收冶炼存在的容易造成二次污染、镍锭中其它合金元素有可能被氧化再熔炼时除不去等问题，从而有效地降低镍及镍合金熔体中含碳量并达到标准值，以满足提高材料纯度的要求。具体实施例方式以下结合实施例详细说明本专利技术的具体实施方法。该包括回收的镍或镍合金旧料及真空感应炉。其具体操作步骤如下一、先将回收的镍或镍合金旧料放入真空感应炉的坩埚内，待全部旧料熔化后，测定镍或镍合金熔体中的碳含量，根据检测出的碳超标量，在含熔体的坩埚中加入需要质量的经锻烧处理后的泡沫镍去除镍或镍合金熔体中多余的碳。所用经锻烧处理的泡沫镍的操作步骤是将泡沫镍放入一般电阻炉内，经过800-120(TC锻烧，使泡沫镍表面形成1-3 iim氧化镍，锻烧后的泡沫镍含氧量控制在2 wt%-10 wt %范围内。经锻烧处理的泡沫镍的厚度为l_80mm，孔径为0. l-lOmm，孔隙率为 60-98%，通孔率为彡98%，体积密度为0. 1-1. 2g/cm3，吸附I wt %-8 wt %氧，每英寸长度上的孔数为5-130PPI。二、在将泡沫镍用于镍及镍合金熔体冶炼除碳时，采用电磁搅拌精炼除杂，把产生的CO经真空除气排出。三、除碳、真空排气的反应结束后，进行化学成分在线检测，待镍或镍合金熔体中的碳含量达到标准值后烧铸，形成达标的铸锭。与一般的镍金属相比，泡沫镍的孔隙率和比表面积大，从而与镍或镍合金熔体的接触面积大大增加，通过表面氧化的NiO及其吸附的氧与镍或镍合金熔体中的碳充分反应，反应式如下NiO+C — Ni+C0 f ；02+2C — 2C0 f镍或镍合金熔体除碳时，所需经锻烧处理后的泡沫镍的计算方法为先确定镍或镍合金熔体中碳的超标量，根据碳的超标量确定需要的氧含量，之后选择氧含量达到要求的泡沫镍加入到合金熔体中去即可。具体可以通过以下两种方法确定方法一计算法将一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种镍或镍合金回收冶炼的脱碳方法，包括回收的镍或镍合金旧料及真空感应炉，其特征在于将所述旧料放入真空感应炉的坩埚内，待全部旧料熔化后，测定镍或镍合金熔体中的含碳量，根据检测出的碳超标量，在含熔体的坩埚中加入需要量的经锻烧处理后的泡沫镍，用表面附有氧化膜的泡沫镍去除镍或镍合金熔体中多余的碳；在除碳过程中，采用电磁搅拌精炼除杂，把产生的CO经真空除气排出，反应结束后，进行化学成分在线检测，待镍或镍合金熔体中的碳含量达到标准值后烧铸，形成碳含量达标的铸锭；所需经锻烧处理后的泡沫镍的计算方法为先确定镍或镍合金熔体中碳的超标量，根据碳的超标量确定需要的含...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洪锡，
申请(专利权)人：沈阳金纳新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：