[發(fā)明專利]利用低鈮鐵水制備鈮微合金鋼的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110132974.1
• 申請日: 2011-05-12
• 公開（公告）號: CN102212736A
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李保衛(wèi);金永麗;趙增武;盧虎生
• 申請（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古科技大學(xué)
• 主分類號: C22C33/04
• 分類號: C22C33/04;C22C38/26;C21C1/02;C21C1/04;C21C7/00
• 代理公司: 包頭市專利事務(wù)所 15101
• 代理人: 莊英菊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種低鈮鐵水制備鈮微合金鋼的方法，屬于合金鋼冶煉技術(shù)。

背景技術(shù)

鈮是尖端稀有金屬之一，是高強度微合金鋼、先進陶瓷不可缺少的添加劑。白云鄂博礦是以鐵、稀土、鈮為主的多金屬共生礦，鈮資源豐富，儲量居世界前列。白云鄂博礦鈮資源利用的研究從二十世紀六十年代持續(xù)至今，其中包括國家在“六五”、“七五”和“八五”連續(xù)三個五年計劃期間組織國內(nèi)著名高校、科研院所及企業(yè)進行的聯(lián)合攻關(guān)，研究的總體思路為：以選礦為前提，得到鈮精礦；以選礦得到的鈮精礦為原料，冶煉鈮鐵合金。開發(fā)的冶煉工藝有：高爐-轉(zhuǎn)爐-電爐-電爐工藝；鐵水連續(xù)提鈮工藝；含碳冷固結(jié)球團兩步電爐冶煉鈮鐵工藝；三相交流工頻等離子體工藝；氧化焙燒球團(冷固結(jié)球團)回轉(zhuǎn)窯選擇性還原-熔分-冶煉工藝；磁化焙燒-磁選-等離子爐冶煉工藝。以上工藝具有生產(chǎn)流程長、成本高，鈮的總回收率低，鈮鐵產(chǎn)品磷含量高，其產(chǎn)品質(zhì)量難以與巴西鈮鐵相提并論，主要用作鑄鐵的添加劑，作為鈮微合金鋼的添加劑受到了一定程度的限制。

白云鄂博礦礦物特性導(dǎo)致鈮分散于選礦流程的各級精礦、尾礦中，用于鋼鐵生產(chǎn)的鐵精礦中含有0.03～0.05％Nb2O5。但包鋼現(xiàn)采用的轉(zhuǎn)爐冶煉，鐵水中鈮幾乎全部氧化進入鋼渣中，但渣中除了含有Nb₂O₅，還含有大量的SiO₂、P₂O₅等其它多種氧化物，降低了爐渣的利用率，造成了鈮資源的極大浪費。

北京科技大學(xué)和日本金屬材料研究所聯(lián)合提出了“鐵水連續(xù)提鈮”工藝，實現(xiàn)了硅、鈮、磷一定程度的分離，但該工藝所用原材料中鈮的含量遠大于0.03％，而且采用連續(xù)提鈮的方式，導(dǎo)致渣鐵分離不完全。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠縮短工藝流程，降低生產(chǎn)成本，提高鈮渣鈮磷比，有效利用白云鄂博礦豐富鈮資源的低鈮鐵水制備錕微合金鋼的方法。

技術(shù)解決方案

本發(fā)明工藝步驟如下：

1)脫硫：將含鈮鐵水或生鐵塊，溫度≥1300℃首先進行脫硫處理，采用噴吹100％鎂粒進行脫硫，鎂粒含鎂量95％，粒度0.4～1.4mm，Mg單耗0.25～0.4g/kg，處理時間約30min，脫硫后進行扒渣處理。

2)脫硅：利用元素的選擇性氧化法處理脫硫后的鐵水，將鐵水中的硅優(yōu)先氧化進入爐渣，?采用向鐵水中供給氧化劑(氣體氧、鐵礦石、錳礦石、含錳鐵礦石、鐵鱗等)，在鐵水溫度為1350～1450℃下，優(yōu)先將Si氧化，脫硅目標值控制在0.06～0.12％重量范圍內(nèi)，將Si以爐渣的形式排到爐外。為了脫硅過程中錳、鈮的損失減少可同時加入適量石灰，將爐渣堿度控制為1.5～2.0。

3)鈮氧化：在鐵水溫度為1250～1350℃下，供給適量的氧化劑，使鐵水中Nb、Mn等元素氧化進入爐渣，在此過程中鐵水中Si的濃度需調(diào)整到≤0.01％有利于鈮、錳等元素的氧化。因此控制好鐵水溫度和鐵水硅的濃度是非常重要的。同時降低爐渣中氧化鐵含量來抑制磷的氧化，可以采用吹氣攪拌或機械攪拌等方式來降低爐渣中氧化鐵含量，氧化鐵量控制在7～12％較合適。此外，爐渣堿度不超過0.3。可實現(xiàn)渣中Nb₂O₅/P₂O₅大于20以上。

4)鈮渣的富集：可采用Na₂CO₃焙燒法、氯化法和硫酸法等方法，均可將鈮渣富集至約50％以上。

5)脫磷、脫碳：將鈮氧化處理后的鐵水進行脫磷、脫碳，使將碳、磷氧化脫除到冶煉鋼種規(guī)定的含量，鈮渣合金化前必須盡量多倒渣。

6)鈮渣直接合金化：將Nb₂O₅＞50％的富鈮渣，與硅鈣粉、硅鐵合金、碳粉或鋁中的一種或多種還原劑制成團塊或粉劑的合金劑，配比為：50～70％的富鈮渣，20～45％的還原劑，5～10％的熔劑，合金劑加入量5～10kg/t鋼；鈮渣合金劑的加入采用以下方式，出鋼前預(yù)先將鈮渣合金劑加入鋼包烘烤，再出鋼混沖，出鋼至1//3時再加入其它脫氧合金劑；或在脫氧合金化階段加入，熔化后出鋼；或者預(yù)先將鋼液脫氧合金化，再加入鈮渣合金劑，其工藝流程為：先扒除氧化渣后，加入脫氧劑如鋁塊等進行強脫氧，然后往脫氧后的鋼水中加入鈮渣合金劑，獲得含鈮微合金鋼。