CN106521200A - 一种能降低能耗、高收得率镍镁球化剂的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种能降低能耗、高收得率镍镁球化剂的制备工艺，镍镁球化剂的组分包括Ni、Mg元素，镍镁球化剂的制备工艺按以下步骤进行：步骤1：先按照各个组分含量的比例进行计算，先将镁锭加入中频感应电炉中加热，将中频感应电炉的功率控制在80‑200kw，在8‑12分钟之内加热至680‑730℃；步骤2：待镁锭全部熔化后再加入镍板，然后直至镍板全部熔化；步骤3：对中频感应电炉进行搅拌，然后静置10‑15分钟，然后将中频感应电炉的功率降至为零，然后倾炉将铁水浇入模具中即可。
Description
技术领域
本发明涉及球化剂，具体的说是一种能降低能耗、高收得率镍镁球化剂的制备工艺。
背景技术
镍镁球化剂是金属镍和金属镁通过高温熔炼手段得到的中间合金，对于镍镁球化剂，由于镍的熔点1452℃，镁的熔点650℃，镍和镁的熔化温度相差很大。而且金属镁还具有蒸汽压高的特点，实际生产时金属收得率低。
目前市场常见的镍镁球化剂（应用于某些特殊合金的脱氧、变质处理，以及铸造轧辊的球化剂），主要有以下两类产品：1、NiMg15-Ni：81-85%，Mg:14-16%;2、NiMg17-Ni：81-85%，Mg:16-19%。
镍镁球化剂用途：
1、作球化剂。主要是含镁20%的镍镁球化剂。用于轧辊的工作层和芯部，主要作用是改变石墨状态、增加轧辊的硬度。
2、作镍氢电池负极材料。主要是含镁30%的镍镁球化剂。
目前国内制备镍镁球化剂多数采用真空感应熔炼炉，这种电炉坩埚最大容量多在几十千克钢液，产量极小，且真空炉在熔炼过程中不能连续加料。
因镍镁的需求量逐渐增大，但现有技术难以大批量生产。国外存在技术垄断，需大量进口，价格昂贵。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术的缺点，提出一种能降低能耗、高收得率镍镁球化剂的制备工艺，通过控制合金原料加入电炉的品种先后顺序、时间早晚等方法，本发明中采用先熔炼低熔点金属，再逐步加入高熔点金属，利用低熔点金属熔化后与高熔点金属反应降低了高熔点的熔化温度，从而降低能耗，节约成本，该工艺操作时间短，生产效率高。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是通过以下方式实现的：一种能降低能耗、高收得率镍镁球化剂的制备工艺，所述镍镁球化剂的组分包括Ni、Mg元素，镍镁球化剂的制备工艺按以下步骤进行：
步骤1：先按照各个组分含量的比例进行计算，先将镁锭加入中频感应电炉中加热，将中频感应电炉的功率控制在80-200kw，在8-12分钟之内加热至680-730 ℃；
步骤2：待镁锭全部熔化后再加入镍板，在25-30分钟之内加热至1100-1150℃，保温10-12分钟，将中频感应电炉的功率控制在100-200kw，在12-15分钟之内将中频感应电炉温度增加至1250-1390℃，然后直至镍板全部熔化；
步骤3：对中频感应电炉进行搅拌，然后静置10-15分钟，然后将中频感应电炉的功率降至为零，然后倾炉将铁水浇入模具中即可。
这样，通过本发明的技术方案，能增加制备二元合金组元含量比例的范围，满足不同客户的需求，能够制备质量百分配比为：Ni：30-90％，余量Mg的镍镁球化剂，本技术方案采用突破性的方法，先熔化低熔点的镁锭，然后在熔化高熔点的镍板，利用低熔点镁锭熔化后与高熔点镍板反应，降低了高熔点镍板的熔化温度，从而降低能耗，节约成本，该工艺生产时间短，生产效率高，与现有技术方案相比先熔化镍板在熔化镁锭，镍板的熔点为1460℃，而本技术方案只需要将温度先增加至1100-1150℃，在加热至1250-1390℃，大大降低了镍板的熔化温度，较之原来的熔炼温度降低100-200℃，中频电炉每减少温升100度可节省电能50KWH，熔炼耗电量降低50-100KWH/吨。按每度电平均单价0.80元计算，年产镍镁球化剂200吨可节省资金8000-16000元，其有益效果显而易见，降低能耗，节约成本；
在本工艺中合金烧损率大为降低，提高了镁的收得率，达到90%以上，而且本技术方案在生产过程烟尘大大减少，对保护环境有一定的积极作用，应用中频感应电炉生产镍镁球化剂，一炉能够制备镍镁球化剂达到200-500kg，使大规模工业化生产镍镁球化剂成为现实。年产量镍镁球化剂300吨-500吨。
我国进口镍镁的重要产出国为南非。进口镍镁供货周期长，到货不及时。价格是国产的1.5倍，如国产的10万元/吨，进口的为15万元/吨。该技术填补了国内空白，打破了国外的技术垄断，为新能源的发展作出了巨大的贡献，节约了大量能源，且生产过程环保。
本发明进一步限定的技术方案是：
前述的一种能降低能耗、高收得率镍镁球化剂的制备工艺，镍镁球化剂的组分按质量百分比为：Ni：30-90%，余量为Mg。
前述的一种能降低能耗、高收得率镍镁球化剂的制备工艺，镍镁球化剂的组分按质量百分比为：Ni：30%，余量为Mg。
前述的一种能降低能耗、高收得率镍镁球化剂的制备工艺，镍镁球化剂的组分按质量百分比为：Ni：90%，余量为Mg。
前述的一种能降低能耗、高收得率镍镁球化剂的制备工艺，镍镁球化剂的组分按质量百分比为：Ni：50%、Fe：5%，余量为Mg。
本发明的有益效果是：能增制备加二元合金组元含量比例的范围，满足不同客户的需求，能够制备质量百分配比为： Ni：30-90％，余量Mg的镍镁球化剂，本技术方案采用突破性的方法，先熔化低熔点的镁锭，然后在熔化高熔点的镍板，利用低熔点镁锭熔化后与高熔点镍板反应，降低了高熔点镍板的熔化温度，从而降低能耗，节约成本，该工艺生产时间短，生产效率高，与现有技术方案相比先熔化镍板在熔化镁锭，镍板的熔点为1460℃，而本技术方案只需要将温度先增加至1100-1150℃，在加热至1250-1390℃，大大降低了镍板的熔化温度，较之原来的熔炼温度降低100-200℃，中频电炉每减少温升100度可节省电能50KWH，熔炼耗电量降低50-100KWH/吨。按每度电平均单价0.80元计算，年产镍镁球化剂200吨可节省资金8000-16000元，其有益效果显而易见，降低能耗，节约成本；
在本工艺中合金烧损率大为降低，提高了镁的收得率，达到90%以上，而且本技术方案在生产过程烟尘大大减少，对保护环境有一定的积极作用，应用中频感应电炉生产镍镁球化剂，一炉能够制备镍镁球化剂达到200-500kg，使大规模工业化生产镍镁球化剂成为现实。年产量镍镁球化剂300吨-500吨。
我国进口镍镁的重要产出国为南非。进口镍镁供货周期长，到货不及时。价格是国产的1.5倍，如国产的10万元/吨，进口的为15万元/吨。该技术填补了国内空白，打破了国外的技术垄断，为新能源的发展作出了巨大的贡献，节约了大量能源，且生产过程环保。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的详细说明：
实施例1
本实施例提供的一种能降低能耗、高收得率镍镁球化剂的制备工艺，所述镍镁球化剂的组分包括Ni、Mg元素，镍镁球化剂的组分按质量百分比为：Ni：30%，余量为Mg，镍镁球化剂的制备工艺按以下步骤进行：
步骤1：先按照各个组分含量的比例进行计算，先将镁锭加入中频感应电炉中加热，将中频感应电炉的功率控制在80kw，在8分钟之内加热至680 ℃；
步骤2：待镁锭全部熔化后再加入镍板，在25分钟之内加热至1100℃，保温10分钟，将中频感应电炉的功率控制在100kw，在12分钟之内将中频感应电炉温度增加至1250℃，然后直至镍板全部熔化；
步骤3：对中频感应电炉进行搅拌，然后静置10分钟，然后将中频感应电炉的功率降至为零，然后倾炉将铁水浇入模具中即可。
实施例2
本实施例提供的一种能降低能耗、高收得率镍镁球化剂的制备工艺，所述镍镁球化剂的组分包括Ni、Mg元素，镍镁球化剂的组分按质量百分比为：Ni：90%，余量为Mg，镍镁球化剂的制备工艺按以下步骤进行：
步骤1：先按照各个组分含量的比例进行计算，先将镁锭加入中频感应电炉中加热，将中频感应电炉的功率控制在200kw，在12分钟之内加热至730℃；
步骤2：待镁锭全部熔化后再加入镍板，在30分钟之内加热至1150℃，保温12分钟，将中频感应电炉的功率控制在200kw，在15分钟之内将中频感应电炉温度增加至1390℃，然后直至镍板全部熔化；
步骤3：对中频感应电炉进行搅拌，然后静置15分钟，然后将中频感应电炉的功率降至为零，然后倾炉将铁水浇入模具中即可。
实施例3
本实施例提供的一种能降低能耗、高收得率镍镁球化剂的制备工艺，所述镍镁球化剂的组分包括Ni、Mg元素，镍镁球化剂的组分按质量百分比为：Ni：50%，余量为Mg，镍镁球化剂的制备工艺按以下步骤进行：
步骤1：先按照各个组分含量的比例进行计算，先将镁锭加入中频感应电炉中加热，将中频感应电炉的功率控制在100kw，在10分钟之内加热至700 ℃；
步骤2：待镁锭全部熔化后再加入镍板，在28分钟之内加热至1130℃，保温11分钟，将中频感应电炉的功率控制在150kw，在14分钟之内将中频感应电炉温度增加至1280℃，然后直至镍板全部熔化；
步骤3：对中频感应电炉进行搅拌，然后静置13分钟，然后将中频感应电炉的功率降至为零，然后倾炉将铁水浇入模具中即可。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (5)
1.一种能降低能耗、高收得率镍镁球化剂的制备工艺，所述镍镁球化剂的组分包括Ni、Mg元素，其特征在于：镍镁球化剂的制备工艺按以下步骤进行：
步骤1：先按照各个组分含量的比例进行计算，先将镁锭加入中频感应电炉中加热，将中频感应电炉的功率控制在80-200kw，在8-12分钟之内加热至680-730 ℃；
步骤2：待镁锭全部熔化后再加入镍板，在25-30分钟之内加热至1100-1150℃，保温10-12分钟，将中频感应电炉的功率控制在100-200kw，在12-15分钟之内将中频感应电炉温度增加至1250-1390℃，然后直至镍板全部熔化；
步骤3：对中频感应电炉进行搅拌，然后静置10-15分钟，然后将中频感应电炉的功率降至为零，然后倾炉将铁水浇入模具中即可。
2.根据权利要求1所述的一种能降低能耗、高收得率镍镁球化剂的制备工艺，其特征在于：所述镍镁球化剂的组分按质量百分比为：Ni：30-90%，余量为Mg。
3.根据权利要求2所述的一种能降低能耗、高收得率镍镁球化剂的制备工艺，其特征在于：所述镍镁球化剂的组分按质量百分比为：Ni：30%，余量为Mg。
4.根据权利要求2所述的一种能降低能耗、高收得率镍镁球化剂的制备工艺，其特征在于：所述镍镁球化剂的组分按质量百分比为：Ni：90%，余量为Mg。
5.根据权利要求2所述的一种能降低能耗、高收得率镍镁球化剂的制备工艺，其特征在于：所述镍镁球化剂的组分按质量百分比为：Ni：50%，余量为Mg。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170322 |