CN107974607A - 一种氧化镍、氧化钒直接合金化炼钢方法 - Google Patents

一种氧化镍、氧化钒直接合金化炼钢方法 Download PDF

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魏锐
张建师
危尚好
张海华
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Abstract

一种氧化镍、氧化钒直接合金化炼钢方法，属于钢铁冶金合金钢冶炼技术领域。步骤为，将氧化镍原料和氧化钒原料加入未装入或者部分装入铁液或者钢液的盛装容器；继续向盛装容器中装入铁液或者钢液，混匀50s‑100s；若钢液中镍元素或者钒元素含量未达到钢种要求，则加入含镍合金或者含钒合金调节钢液成分。优点在于，缩减了含镍、钒钢冶炼流程中的电解镍铁、钒铁生产环节，具有工艺操作简单、合金元素收得率高、合金化冶炼时间短、冶炼能源消耗量少、冶炼成本低的特点。

Description

一种氧化镍、氧化钒直接合金化炼钢方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金合金钢冶炼技术领域，特别涉及一种氧化镍、氧化钒直接合金化炼钢方法。
背景技术
由于在钢铁材料中能与其它合金元素共同作用，提高钢铁材料的使用性能，镍、钒都是是合金钢中常规合金元素。目前，大部分合金钢冶炼企业在冶炼含钒合金钢过程中，采用冶炼炉内加入电解镍板、钒铁合金的方法来实现钢或铁液的镍、钒元素合金化，而电解镍板是通过电解方法来生产的，钒铁合金是通过冶炼炉内利用还原剂还原含钒原料(如氧化钒)来生产的。因此含镍、钒钢种冶炼需要经过两个工艺环节，即：电解镍板、钒铁合金生产和合金钢合金化冶炼，其工艺流程长，能源消耗量大，环境负荷重，成本高。在已经公开的专利中，还未见氧化镍、氧化钒直接合金化炼钢工艺方面的公告。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氧化镍、氧化钒直接合金化炼钢方法，解决了工艺环节多的问题。提供一种简单快速实现钢或铁液的镍元素合金化的氧化镍、氧化钒直接合金化炼钢工艺。
一种氧化镍、氧化钒直接合金化炼钢方法，具体步骤及参数如下：
1、将氧化镍原料和氧化钒原料加入未装入或者部分装入铁液或者钢液的盛装容器；
2、装入氧化镍原料和氧化钒原料后，继续向盛装容器中装入铁液或者钢液；
3、保持氧化镍原料和氧化钒原料在铁液或者钢液中混匀50s‐100s；
4、若钢液中镍元素或者钒元素含量未达到钢种要求，则加入含镍合金或者含钒合金调节钢液成分。
步骤1中所述的盛装容器为铁水包、铁水罐、混铁炉、转炉、电炉、感应炉或钢包；
搅拌混匀直接合金化冶炼过程可以采取在铁液或者钢液盛装容器的底部吹气，加强铁液或者钢液的搅拌混匀强度，加速氧化镍还原反应的进行。
所述的氧化镍原料为氧化镍与碳粉、硅铁、碳化硅、碳化钙和铝等中的一种或多种化合物形成的复杂化合物或混合物。
所述的氧化钒原料为氧化钒与碳粉、硅铁、碳化硅、碳化钙和铝等中的一种或多种化合物形成的复杂化合物或混合物。
所述方法应用于0.001～10wt％含镍量和0.001～10wt％含钒量合金钢的冶炼。
发明采用铁液或者钢液对氧化镍原料、氧化钒原料进行搅拌混匀直接合金化的方法，利用铁液或者钢液内元素与氧化镍、氧化钒的反应，实现氧化镍、氧化钒快速还原和铁液或者钢液快速合金化。
本发明的优点在于，缩减了含镍、钒钢冶炼流程中的电解镍铁、钒铁生产环节，具有工艺操作简单、合金元素收得率高、合金化冶炼时间短、冶炼能源消耗量少、冶炼成本低的特点，可应用于0.001～10wt％含镍量、于0.001～10wt％含钒量合金钢的冶炼。
具体实施方式
实施例1
采用铁液搅拌混匀氧化镍原料进行还原实现铁液镍元素的合金化，其方法步骤为：
1将未配加还原剂氧化镍原料加入空铁水罐中；
2出铁过程用铁水搅拌混匀氧化镍原料，混匀时间60s；
3铁水送炼钢炉冶炼，冶炼完毕后，检测钢液中镍元素含量，根据钢种要求加入镍铁补足钢液镍元素不足部分。
采用该方法冶炼含镍钢镍合金收得率可达99％以上，相较镍铁合金化冶炼工艺不需额外增加冶炼设备，冶炼时间增加＜1.5min。
实施例2
采用铁液搅拌混匀氧化钒原料进行还原实现铁液钒元素的合金化，其方法步骤为：
1将未配加还原剂氧化钒原料加入空铁水罐中；
2出铁过程用铁水搅拌混匀氧化钒原料，混匀时间80s；
3铁水送炼钢炉冶炼，冶炼完毕后，检测钢液中钒元素含量，根据钢种要求加入钒铁补足钢液镍元素不足部分；
采用该方法冶炼含钒钢钒合金收得率可达92％以上，相较钒铁合金化冶炼工艺不需额外增加冶炼设备，冶炼时间增加＜1.5min。
实施例3
采用钢液搅拌混匀氧化镍原料进行还原实现钢液镍元素的合金化，其工艺方法步骤为：
1首先将质量为氧化镍(折算纯物质)质量5～10％的硅铁粉与氧化镍混匀并压制成团块；
2将含有氧化镍的团块装入转炉内；
3向转炉内装入铁水进行冶炼；
4冶炼完毕出钢后监测钢液中镍元素含量，根据钢种要求，镍含量不达标时，加入镍铁合金补足钢液镍元素补足部分。
其余同实施例1。
实施例4
采用钢液搅拌混匀氧化钒原料进行还原实现钢液钒元素的合金化，其工艺方法步骤为：
1首先将质量为氧化钒(折算纯物质)质量5～10％的硅铁粉与氧化钒混匀并压制成团块；
2将含有氧化钒的团块装入转炉内；
3向转炉内装入铁水进行冶炼；
4冶炼完毕出钢后监测钢液中钒元素含量，根据钢种要求，钒含量不达标时，加入钒铁合金补足钢液镍元素补足部分。
其余同实施例2。
实施例5
采用钢液搅拌混匀氧化镍原料进行还原实现钢液镍元素的合金化，其工艺方法步骤为：
1将质量为氧化镍(折算纯物质)质量5～8％的碳粉、质量为氧化镍(折算纯物质)质量2～8％的碳化硅与氧化镍混匀并压块；
2将含有氧化镍的压块加入空钢包中；
3转炉出钢过程钢液倒入钢包搅拌混匀，并在钢包底部吹氩搅拌；
4监测钢液中镍元素含量，镍含量稳定后根据钢种要求加入镍铁补足钢液镍元素不足部分。
其余同实施例1。
实施例6
采用钢液搅拌混匀氧化钒原料进行还原实现钢液钒元素的合金化，其工艺方法步骤为：
1将将质量为V2O5(折算纯物质)质量5～20％的硅铁粉与氧化钒混匀并压制成团块；
2将含有氧化钒的压块加入空钢包中；
3转炉出钢过程钢液倒入钢包搅拌混匀，并在钢包底部吹氩搅拌；
4监测钢液中钒元素含量，钒含量稳定后根据钢种要求加入钒铁补足钢液钒元素不足部分。
其余同实施例2。
实施例7
一种氧化镍、氧化钒直接合金化冶炼含镍钢工艺，采用铁液搅拌混匀氧化镍、氧化钒原料进行还原实现钢液镍元素的合金化，其工艺方法步骤为：
1将未配加还原剂氧化镍原料、氧化钒原料加入无钢液或铁水的转炉炉底；
2向转炉内加入铁水，加铁水过程用铁水搅拌混匀转炉中氧化镍原料、氧化
钒原料；
3转炉出钢后监测钢液中镍、钒元素含量，镍、钒含量稳定后根据钢种要求
加入镍铁、钒铁补足钢液镍元素不足部分。
采用该方法冶炼含镍钢镍合金收得率可达99％以上，含钒钢钒合金收得率可达92％以上，相较镍铁、钒铁合金化冶炼工艺不需额外增加冶炼设备，冶炼时间增加＜1.5min。
实施例8
采用铁液搅拌混匀氧化镍原料进行还原实现钢液镍元素的合金化，其工艺方法步骤为：
1将未配加还原剂的粉状氧化镍原料加入混铁炉中；
2装入铁液进行搅拌混匀90s；
3将铁水装入转炉冶炼；
4冶炼结束，检测钢液中镍元素含量，根据钢种要求加入镍铁补足钢液镍元素不足部分。
其余同实施例1。
实施例9
采用钢液搅拌混匀氧化钒原料进行还原实现钢液钒元素的合金化，其工艺方法步骤为：
1电炉装入废钢；
2将未配加还原剂氧化钒原料烧结块加入废钢料面铁水冲击区域；
3装入铁水对氧化钒原料进行冲击；
4电炉冶炼结束检测钢液中钒元素含量，根据钢种要求加入钒铁补足钢液钒元素不足部分。
其余同实施例2。
实施例10
采用钢液搅拌混匀氧化钒原料进行还原实现钢液钒元素的合金化，其工艺方法步骤为：
1将未配加还原剂的粉状氧化钒原料加入空中频感应炉中；
2装入钢液对氧化钒原料进行搅拌混匀50s；
3冶炼结束检测钢液中钒元素含量，根据钢种要求加入钒铁补足钢液钒元素不足部分。
其余同实施例2。

Claims (5)

1.一种氧化镍、氧化钒直接合金化炼钢方法，其特征在于，具体步骤及参数如下：
1)将氧化镍原料和氧化钒原料加入未装入或者部分装入铁液或者钢液的盛装容器；
2)装入氧化镍原料和氧化钒原料后，继续向盛装容器中装入铁液或者钢液；
3)保持氧化镍原料和氧化钒原料在铁液或者钢液中混匀50s‐100s；
4)若钢液中镍元素或者钒元素含量未达到钢种要求，则加入含镍合金或者含钒合金调节钢液成分。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述的盛装容器为铁水包、铁水罐、混铁炉、转炉、电炉、感应炉或钢包。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的氧化镍原料为氧化镍与碳粉、硅铁、碳化硅、碳化钙和铝中的一种或多种化合物形成的复杂化合物或混合物。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的氧化钒原料为氧化钒与碳粉、硅铁、碳化硅、碳化钙和铝中的一种或多种化合物形成的复杂化合物或混合物。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法应用于0.001～10wt％含镍量和0.001～10wt％含钒量合金钢的冶炼。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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