[發明專利]轉爐煉鋼的釩氮微合金化方法

有效

• 申請號: 200910184823.3
• 申請日: 2009-10-14
• 公開（公告）號: CN101693976A
• 公開（公告）日: 2010-04-14
• 發明（設計）人: 完衛國;吳堅;奚鐵;孫維;程鼎;郭湛;陳開智;李德華
• 申請（專利權）人: 馬鞍山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C33/06
• 分類號: C22C33/06;C22C35/00
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 徐暉

技術領域

本發明涉及一種鋼的冶煉方法，尤其涉及轉爐煉鋼的釩氮微合金化方法。

背景技術

氮可隨爐料進入鋼中，冶煉時鋼水也從爐氣中吸收一部分氮，因此，在鋼中總是存在少量的氮。鋼中不加微合金化元素時，氮通常被認為是一種雜質，鋼中的氮有其不利的一面，對于低碳鋼，固溶在在鋼中的氮會導致時效和藍脆等現象，氮與鋼中鈦、鋁等元素結合會形成脆性夾雜。因此，一些低碳鋼種對鋼中的氮含量進行了限制，如：GB1499.2-2007《鋼筋混凝土用鋼第二部分熱軋帶肋鋼筋》中規定，氮≤0.012％，鋼中有足夠的氮結合元素時，氮含量可適當放寬。

鋼中加微合金化元素時，氮就成為了有用的合金元素，在鋼中微合金化元素通過形成碳、氮化物產生析出強化并細化晶粒。釩和氮共同加入鋼中比單獨加入釩進行微合金化具有更好的強化效果，這是由于釩的氮化物比釩的碳化物具有更高的穩定性，析出相更細小彌散，其強化效果明顯提高。氮是釩微合金化鋼中一種很有效的合金元素，通過充分利用廉價的氮元素，可顯著提高釩微合金化鋼的強化效果，達到節約合金用量、降低成本的目的。

鋼進行釩氮微合金化時，隨著氮含量越高，強化效果效果也越明顯，當達到理想的化學配比3.64時，釩能最大限度的析出，達到理想的強化效果。因此從充分發揮釩的強化效果、節約微合金元素用量的角度出發，應將釩氮微合金化鋼中V/N比按3.64控制，考慮到鋼中允許有少量固溶氮存在，V/N比也可控制為略小于3.64，當然V/N比也不宜控制得過小，如＜3.0，以免固溶氮含量過高，產生不利的影響。

目前進行釩氮微合金化的的方法主要有三種，一是加釩氮合金；二是加釩鐵并在冶煉過程中吹氮，三是加釩鐵并在冶煉過程中加增氮劑(如加硅氮合金)。后二種方法在目前的工藝條件下氮的收得率極不穩定，造成產品的最終性能波動較大，在實際生產中很少被采用。第一種方法即加釩氮合金是目前公認的能穩定進行釩氮微合金化的較經濟的方法。

工業生產中轉爐冶煉鋼加釩氮合金進行釩氮微合金化時，若釩含量≥0.05％，則實際上鋼中的V/N比一般＞5.0，總是高于理想的化學配比3.64，特別是釩含量較高時更是比3.64高很多，這就使得釩元素的一部分強化作用還未發揮出來，為了克服上述缺點，本發明提出了一種轉爐冶煉鋼的釩氮微合金化方法，當鋼中釩含量≥0.05％時，可以使V/N比控制在3.0-5.0較低的水平，從而利用廉價的氮元素充分發揮釩的強化效果，明顯地減少釩的用量。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種轉爐冶鋼的釩氮微合金化方法，當鋼中釩含量≥0.05％時，可以使V/N比控制在合理水平，從而利用廉價的、資源豐富的氮元素來充分發揮釩的強化效果，明顯地減少釩的用量，節約貴金屬資源、降低生產成本。

為解決上述技術問題，本發明提供轉爐冶鋼的釩氮微合金化方法為：在轉爐冶煉出鋼的過程中，向鋼包中每噸鋼水加入含0.85-0.89kg純釩的釩氮合金，并且每噸加入含0.05-0.38kg純氮的增氮劑，將鋼的V/N比控制在3.0-4.0。

本發明的優選方法為：在轉爐冶煉出鋼的過程中，向鋼包中每噸鋼水加入含0.85-0.89kg純釩的釩氮合金，并且每噸加入含0.30-0.38kg純氮的增氮劑，將鋼中V/N比控制在3.01-3.89。

本發明的最優選方法為：在轉爐冶煉出鋼的過程中，向鋼包中每噸鋼水加入含0.85-0.89kg純釩的釩氮合金，并且每噸加入含0.32kg純氮的增氮劑，將鋼中V/N比控制在3.60。增氮劑選自：氮化硅鐵、氮化硅錳、氮化錳鐵。

下面具體說明本發明技術方案的內容：

在轉爐冶煉出鋼的過程中，向鋼包中每噸鋼水加入含0.85-0.89kg純釩的釩氮合金，并且每噸加入含0.05-0.38kg純氮的增氮劑，將鋼的V/N比控制在3.0-4.0。

從充分發揮釩的強化效果、節約微合金元素用量的角度出發，應將釩氮微合金化鋼中V/N比按3.64控制，考慮到鋼中允許有少量固溶氮存在，V/N比也可控制為略小于3.64。當然V/N比也不宜控制得過小，如＜3，以免固溶氮含量過高，產生不利的影響。同時考慮成分波動帶來的成分控制難度，適宜的做法是將V/N比控制在3.0-4.0較低的水平。

轉爐冶煉鋼只加釩氮合金進行釩氮微合金化時，若釩含量≥0.05％，則實際上鋼中的V/N比一般＞5.0，總是高于理想的化學配比3.64，特別是釩含量較高時更是比3.64高很多，因此，需要加增氮劑來補充不足的氮，使V/N比控制在3.0-4.0的水平，以充分發揮釩的強化效果。