CN103436765B - 铌微合金钢的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了铌微合金钢的制备方法，所述浓度均为质量百分浓度，方法步骤如下：1)脱硫、脱硅处理：将含Nb＜0.03％、Si0.8‑1.2％的废钢或生铁熔化，采用含镁量95％、粒度0.8～1.4mm的镁粒喷吹进行脱硫，每分钟喷吹6～12kg镁粒，脱硫后将炉渣除去，脱硫处理后的铁水中加入脱硅剂，加入量为铁水重量的4‑6％，当温度为1350～1450℃，时间10～20min，铁水中Si的含量降低到0.06～0.10％时，同时控制炉渣碱度为1.3～1.8，将脱硅产生的渣去除；能够缩短工艺流程，降低生产成本，提高铌渣中的铌磷比，有效利用了丰富的铌资源的利用低铌铁水制备铌微合金钢的方法。

Description

铌微合金钢的制备方法
技术领域
本发明涉及一种利用低铌铁水制备铌微合金钢的方法，属于合金钢冶炼技术。
背景技术
铌是尖端稀有金属之一，是高强度微合金钢、先进陶瓷不可缺少的添加剂。白云鄂博矿是以铁、稀土、铌为主的多金属共生矿，铌资源丰富，储量居世界前列。白云鄂博矿铌资源利用的研究从二十世纪六十年代持续至今，其中包括国家在“六五”、“七五”和“八五”连续三个五年计划期间组织国内著名高校、科研院所及企业进行的联合攻关，研究的总体思路为：以选矿为前提，得到铌精矿；以选矿得到的铌精矿为原料，冶炼铌铁合金。开发的冶炼工艺有：高炉-转炉-电炉-电炉工艺；铁水连续提铌工艺；含碳冷固结球团两步电炉冶炼铌铁工艺；三相交流工频等离子体工艺；氧化焙烧球团(冷固结球团)回转窑选择性还原-熔分-冶炼工艺；磁化焙烧-磁选-等离子炉冶炼工艺。以上工艺具有生产流程长、成本高，铌的总回收率低，铌铁产品磷含量高，其产品质量难以与巴西铌铁相提并论，主要用作铸铁的添加剂，作为铌微合金钢的添加剂受到了一定程度的限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种铌微合金钢的制备方法，能够缩短工艺流程，降低生产成本，提高铌渣中的铌磷比，有效利用了丰富的铌资源的利用低铌铁水制备铌微合金钢的方法。
本发明的技术方案如下：
铌微合金钢的制备方法，所述浓度均为质量百分浓度，方法步骤如下：
1)脱硫、脱硅处理：将含Nb＜0.03％、Si0.8-1.2％的废钢或生铁熔化，采用含镁量95％、粒度0.8～1.4mm的镁粒喷吹进行脱硫，每分钟喷吹6～12kg镁粒，脱硫后将炉渣除去，脱硫处理后的铁水中加入脱硅剂，加入量为铁水重量的4-6％，当温度为1350～1450℃，时间10～20min，铁水中Si的含量降低到0.06～0.10％时，同时控制炉渣碱度为1.3～1.8，将脱硅产生的渣去除；
2)将铁水重量的1.0～2.0%复合变质剂置于浇包底部，用包内冲入法对铁水进行复合变质处理，反应温度为1400～1500℃，所述复合变质剂的化学成分重量百分比为：FeNB5050～55%、FeSiRe2120～25%、FeBa5Si6020～25%、钇基稀土5～10%；
3)将Nb205＞50％的富铌渣，与硅钙粉、熔剂混合后制成铌渣合金剂，配比为：50～70％的富铌渣，20～45％的硅钙粉，5～10％的熔剂，铌渣合金剂加入量6～8kg/t钢水，出钢前预先将铌渣合金剂加入钢包烘烤，同时向钢包内按2-3L/min通入氩气和氦气的混合惰性气体，再出钢混冲；
4)将铸件进行等温淬火处理和退火，所述等温淬火处理，采用500±20℃等温淬火处理，等温淬火处理采用的是硝酸盐盐浴等温淬火；硝酸盐为硝酸钙和硝酸钠以重量比为2∶3的比例，再将铸件置于温度低于200℃的退火炉里，升温到600±10℃，保温40±5分钟。
本发明直接采用包钢铌含量小于0.03％低铌铁水生产Nb2O5/P2O5大于20以上的富铌渣，将其作为制备铌微合金钢的添加剂，充分利用了白云鄂博矿丰富的铌资源，降低冶炼含铌微合金钢的生产成本。这是本发明与“铁水连续提铌”工艺的主要差别。
本发明的显著特征为：在传统的转炉冶炼基础上引入元素的选择性氧化对包钢含铌铁水进行分阶段处理，对含铌渣进行富集处理，将富铌渣作为合金化添加剂直接在脱氧合金化阶段加入，生产铌微合金钢。解决了白云鄂博矿铌资源的综合利用问题，具有冶炼流程短，成本低等优势。

Claims (1)

1.铌微合金钢的制备方法，其特征在于，所述浓度均为质量百分浓度，方法步骤如下：
1)脱硫、脱硅处理：将含Nb＜0.03％、Si0.8-1.2％的废钢或生铁熔化，采用含镁量95％、粒度0.8～1.4mm的镁粒喷吹进行脱硫，每分钟喷吹6～12kg镁粒，脱硫后将炉渣除去，脱硫处理后的铁水中加入脱硅剂，加入量为铁水重量的4-6％，当温度为1350～1450℃，时间10～20min，铁水中Si的含量降低到0.06～0.10％时，同时控制炉渣碱度为1.3～1.8，将脱硅产生的渣去除；
2) 将铁水重量的1.0～2.0%复合变质剂置于浇包底部，用包内冲入法对铁水进行复合变质处理，反应温度为1400～1500℃，所述复合变质剂的化学成分重量百分比为：FeNb50 50～55%、FeSiRe21 20～25%、FeBa5Si60 20～25%、钇基稀土 5～10%；
3)将Nb205＞50％的富铌渣，与硅钙粉、熔剂混合后制成铌渣合金剂，配比为：50～70％的富铌渣，20～45％的硅钙粉，5～10％的熔剂，铌渣合金剂加入量6～8kg/t钢水，出钢前预先将铌渣合金剂加入钢包烘烤，同时向钢包内按2-3L/min通入氩气和氦气的混合惰性气体，再出钢混冲；
4)将铸件进行等温淬火处理和退火，所述等温淬火处理，采用500±20℃等温淬火处理，等温淬火处理采用的是硝酸盐盐浴等温淬火；硝酸盐为硝酸钙和硝酸钠以重量比为2∶3的比例，再将铸件置于温度低于200℃的退火炉里，升温到600±10℃，保温40±5分钟。
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