废铜应用于冶炼含铜钢中的用途

摘要

本发明涉及废铜的新用途，具体涉及将废铜应用到冶炼含铜钢中，属于冶炼领域。本发明所要解决的技术问题是提供废铜的新用途，即将废铜应用于冶炼含铜钢中替代高成本的电解铜，具体地是，在冶炼含铜钢时，在转炉兑完铁水后加入废铜吹炼，其中需要控制废铜中的铜重量百分比大于等于96％，即可实现采用废铜替代电解铜的目的，制备而得的含铜钢完全符合相关标准。本发明所提供废铜的新用途为使用废铜提供了一种新的途径，也为冶炼含铜钢节约了成本，无需改造现有冶炼设备，简单易行，可行性强，应用前景广。

说明书

技术领域

本发明属于冶炼领域，具体涉及将废铜应用到冶炼含铜钢中。

背景技术

铜具有良好的导电、导热和延展性，主要用于制作各种电线，电机和起动机，以及各种轴瓦等，是应用最广泛的金属元素。随着各种部件和设备的老化，出现大量的废铜产品不可避免；同时铜也是贵重金属元素，对废铜进行回收再利用可以极大地节省资源。

通常以产生途径分将废铜分为两类：一是新废铜，指铜制品加工等工业生产过程中产生的加工余料，二是旧废铜，指废弃铜制品，包括废铜线，废铜棒等。按照成份分为废紫铜、废黄铜和废青铜。废铜的利用主要有以下几种：(1)直接利用，即将废铜直接熔炼成铜合金或紫精铜；(2)将废铜经火法处理后进行电解生产电解铜；(3)将一些废铜块、废铜棒等直接加工成铜材产品；(4)利用废铜生产化工产品或铜粉、电解铜箔等。上述废铜的利用均十分有效，基本上使废铜得以全部的利用。但上述利用方法一般会使管理复杂，利用成本较高。

而现有冶炼含铜钢时采用的是电解铜，但使用电解铜的成本较高，尚无使用其他材料替代电解铜用于冶炼含铜钢的相关报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供废铜的新用途，即将废铜应用于冶炼含铜钢中替代高成本的电解铜。

本发明所提供的废铜的新用途，具体地是，在冶炼含铜钢时，在转炉兑完铁水后加入废铜吹炼，其中需要控制废铜中的铜重量百分比大于等于96％，即可实现采用废铜替代电解铜的目的，制备而得的含铜钢完全符合相关标准。

本发明所提供废铜的新用途为使用废铜提供了一种新的途径，原料废铜价廉易得，为冶炼含铜钢节约了成本，同时冶炼而得的含铜钢完全符合商品标准，无需改造现有冶炼设备，简单易行，可行性强，应用前景广。

具体实施方式

以下通过对本发明具体实施方式的描述说明但不限制本发明。

现有冶炼含铜钢是在冶炼过程中加入电解铜，而根据本发明所提供的废铜的新用途，将废铜应用于冶炼含铜钢的方法如下：在冶炼含铜钢时，在转炉兑完铁水后加入废铜替代电解铜进行吹炼，所采用的废铜中铜的重量百分比大于等于96％。

同时还需要控制废铜中Pb、Zn、Sn总的重量百分比小于等于3％，由于Pb和Sn熔点低，比重大，对炼钢炉的耐火材料有很大的侵蚀作用，Zn容易气化，降低除尘系统的除尘效果，所以要求越低越好。

所应用的废铜大于等于0.5kg时，无需压块处理即可使用；若废铜小于0.5kg，则需要将废铜压制成堆密度大于或等于5.0t/m³，厚度尺寸为20-200mm，单重为5-300kg的铜块；或者也可以将小于0.5kg的废铜或压块后厚度为20-50mm的废铜在吹炼后期再加入，但需要保证至少吹炼1分钟，以确保废铜完全熔化。

液态钢液密度在6.9t/m³左右，炉渣密度在2.2t/m³左右，废铜堆密度若低于5.00t/m³时可使浸泡在炉渣中的废铜体积过大，不利于废铜的熔化；另外过低的压块废铜堆密度会使压块废铜内部的孔穴增多，在废铜未熔化前，部分炉渣会渗入孔穴，增加了废铜的熔化难度。因此，要求压块后废铜的堆密度大于或等于5.0t/m³。若铜块厚度小于20mm或单重小于5kg，以及厚度大于200mm或单重大于300kg的废铜均不容易熔化，另外厚度大于200mm或单重大于300kg的废铜也不便于储运，所以需控制压块后的废铜厚度为20-200mm，单重在5-300kg范围内。

发明人利用废铜在120吨转炉冶炼了4炉含铜钢，含铜钢是要求铜重量百分比在0.20％-0.30％范围内的YQ450NQR1高强度耐大气腐蚀钢。

表1是废铜的组分、块度、堆密度和单重。序号1和序号2的废铜大部分是废铜线，有很少量的重量小于0.5kg的紫铜块，序号3和序号4全部为废铜线。紫铜块外表无任何附着物，直接和废电缆线压块，废铜线基本为废电缆线，压块前已去除废铜线外表的塑料胶皮。(A表示厚度，B表示长度，C表示宽度)

表1

表2是废铜在转炉冶炼YQ450NQR1高强度耐大气腐蚀钢的使用情况。序号1和序号2是在转炉兑入铁水后再加入废铜，随后开始钢水的吹炼。序号3和序号4是在转炉吹炼后期加入废铜，加入后吹炼1分钟出钢。

表2中序号1到序号4分别是4炉钢，钢中铜化学组分全部控制在0.20％-0.30％范围内，4炉钢共计生产了535吨YQ450NQR1高强度耐大气腐蚀钢，由于铜的收得率接近100％，所以利用了1.23吨废铜代替了1.23吨电解铜。

表2

  序  号  每炉钢  加入块  数，块  每炉加  入总重，  kg  加入情  况  加入后吹炼  时间，min 出钢 量，t  YQ450NQR1  成品铜重量百  分比，％  废铜收得  率，％  1  10  300  吹炼前  加入  15 130  0.229  99.23  2  1  310  吹炼前  加入  16 140  0.220  99.35  3  8  320  吹炼结  束前1  分钟  1 135  0.231  97.45  4  6  300  吹炼结  束前1  分钟  1 130  0.221  95.76

表3和表4分别是表2中YQ450NQR1高强度耐大气腐蚀钢的最终化学成分和各项性能指标，符合YB/T5182-2006标准中对YQ450NQR1的要求。

表3

表4

  序号  屈服强度  R_el/MPa  抗拉强度  R_m/MPa  断后伸长率  A/％  -40℃冲击功  Ak_v/％  相对腐蚀率/％  (标样Q345B)  1  475  600  31  89  -  2  450  575  33  152  50  3  460  580  27  132  -  4  455  565  29  87  -  YB/T5182-2006  对YQ450NQR1  的要求  ≥450  ≥550  ≥21  ≥24  ≤55

应用废铜冶炼含铜钢完全可以替代现行使用的电解铜，制备而得的含铜钢符合相关标准，既节约了成本，又满足了生产需求，应用前景广泛。

以上的较优的具体实施方式是对本发明作进一步的举例说明，但并非对本发明范围的限制，本领域技术人员根据本发明的基本思想，可以作出各种改进，只要不脱离本发明的基本思想，均在本发明的精神及所附上的权利要求书定义的范围之内。