[发明专利]一种镍钙中间合金的制备方法

说明书

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种镍钙中间合金的制备方法。本发明包括以下步骤：原材料准备、坩埚准备、洗炉、装炉、抽真空、充氩气、熔炼镍、熔炼钙、浇注和破碎。本发明基于镍‑钙合金的熔点低于金属镍的熔点，保证金属液在镍的熔点以下就能完全融化，金属镍熔化后，靠金属液本身的热焓将金属钙逐步熔化，合金的熔点随着金属钙的熔化逐步降低，将镍钙变成中间合金，产品能够用于真空冶金容量过程，便于计量计重，该合金密度大，加到含镍合金液中直接沉入金属液底部，从而极大的提高了钙的利用率，采用中间合金熔点低于纯金属的特点，为其中沸点将近另一种金属熔点的中间合金提供了良好的方法。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种镍钙中间合金的制备方法。

背景技术

金属钙作为一种非常活泼的金属，是一种强力还原剂，其主要用途包括：在熔炼金属时中脱氧、脱硫、脱气。钙化学性质活泼，在空气中表面上能形成一层氧化物或氮化物薄膜，可减缓进一步腐蚀。可跟氧化合生成氧化钙，跟氮化合生成氮化钙Ca₃N₂，跟氟、氯、溴、碘等化合生成相应卤化物，跟氢气在400℃催化剂作用下生成氢化钙。常温下跟水反应生成氢氧化钙并放出氢气，跟盐酸稀硫酸等反应生成盐和氢气，跟碳在高温下反应生成碳化钙CaC₂。金属钙的熔点低（828℃），沸点也低（1484℃），在金属液中的溶解度很小（当1600℃、钙蒸汽压为0.186MPa时为0.03％），钙的密度也很小（1.55g/cm³），加入金属液中极易上浮到渣表面上与空气中的氧及渣液中的氧化物反应而烧损掉。传统炼钢工艺一般使用CaFe包芯线尽量加到金属液深部，利用金属液的静压，使钙在变成钙气泡之前即与钢中的氧、硫等起反应，不至于一加进去就变成钙气泡上浮损失掉。而真空熔炼还有镍的合金时，因为真空密封要求，这种方法很难定量的使用。为此需要开发一种镍钙中间合金，便于真空下熔炼含镍的合金使用。而镍的熔点在1453℃，密度8.902g/cm³，两种材料的物理特性存在着显著的差别，当镍达到熔点时基本上就要到钙的挥发点，所以必须找出一种良好的冶炼工艺，便于熔炼该合金。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种镍钙中间合金的制备方法。以解决真空熔炼状态下熔炼含镍的合金不能定量加入钙进行脱硫、脱氧操作。本发明加强了温度的控制，将温度控制在1430~1460℃区间内，温度过高可能导致金属钙直接升华；加强了充气控制，充氩气超过标准大气压，能够降低钙的蒸气压，防止钙的挥发；优化了对熔炼控制，采用中间合金熔点低于纯金属的特点，先熔炼高熔点合金，再加入低熔点合金。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种镍钙中间合金的制备方法，其特征在于，该镍钙中间合金的制备方法具有以下特征：

一种镍钙中间合金的制备方法，包括以下步骤：

（1）原材料准备：准备纯度99%以上的高纯镍板和纯度98%以上、粒度为2~5mm的金属钙，将镍板剪成镍块，在温度为110~120℃的真空烘箱中烘干，真空度为≤1×10^-1Pa；

（2）坩埚准备：将氧化钙坩埚在真空烘箱中烘烤1~4小时，烘箱的温度为110~120℃，真空度为≤1×10^-1Pa，并采用干法打锅；

（3）洗炉：熔炼前先用高纯镍洗熔炼炉，然后烘烤坩埚；

（4）装炉：向温度为50~100℃的坩埚中加入步骤（1）中的镍块，在上位料杆底端固定住镍箔包覆的金属钙；

（5）抽真空：采用真空感应熔炼炉熔炼合金，先将真空度抽至≤1×10^-3Pa，然后充氩气至（0.8~1.0）×10⁵Pa，再抽真空至≤1×10^-3Pa，如此反复三次；