CN110438413B - 一种含钒钢筋的生产工艺 - Google Patents

一种含钒钢筋的生产工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN110438413B
CN110438413B CN201910769591.1A CN201910769591A CN110438413B CN 110438413 B CN110438413 B CN 110438413B CN 201910769591 A CN201910769591 A CN 201910769591A CN 110438413 B CN110438413 B CN 110438413B
Authority
CN
China
Prior art keywords
vanadium
titanium
stage
steel bar
iron
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910769591.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110438413A (zh
Inventor
游香米
杨宁川
方文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CISDI Engineering Co Ltd
CISDI Technology Research Center Co Ltd
Original Assignee
CISDI Engineering Co Ltd
CISDI Technology Research Center Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CISDI Engineering Co Ltd, CISDI Technology Research Center Co Ltd filed Critical CISDI Engineering Co Ltd
Priority to CN201910769591.1A priority Critical patent/CN110438413B/zh
Publication of CN110438413A publication Critical patent/CN110438413A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110438413B publication Critical patent/CN110438413B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/02—Roasting processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

本发明属于冶金技术领域，涉及一种含钒钢筋的生产工艺，包括直接还原阶段、熔化氧化分离阶段、精炼调整阶段和钢水成型阶段，钒钛铁精矿原料在直接还原阶段被预还原得到钒钛金属化球团，钒钛金属化球团在熔化氧化分离阶段被加热熔化，通过控制熔分过程得到富钒渣和含钒铁水，含钒铁水在精炼调整阶段进行成分和温度调整，精炼合格后的钢水在钢水成型阶段经连铸和轧制成含钒钢筋。本发明工艺流程短、并充分利用了钒钛铁精矿中的钒资源，金属收得率高，降低了含钒钢筋的生产成本。

Description

一种含钒钢筋的生产工艺
技术领域
本发明属于冶金技术领域，涉及一种含钒钢筋的生产工艺。
背景技术
2018年11月1日起钢筋新国标GB/T 1499.2-2018《钢筋混凝土用钢第二部分：热轧带肋钢筋》标准开始实施，新标准取消了335MPa级钢筋，增加了600MPa级钢筋，形成了400MPa、500MPa、600MPa强度系列级别，同时增加了金相组织检验规定及配套的宏观金相、截面维氏硬度、微观组织检验方法，作为判定热轧钢筋和穿水钢筋的依据，可有效避免用穿水钢筋仿冒热轧钢筋。
新标准的执行标志着钢筋朝高强、高韧及抗震方向发展。新标准执行后，生产钢筋的强穿水工艺势必被淘汰，只能通过增加合金量来提高钢筋性能，其控轧控冷技术也要做出改进，合金量尤其是硅锰、钒用量将提高，来满足金相组织和维氏硬度的要求。
为了适应这一发展趋势，国内钢铁企业生产微合金化钢筋有两类流程，一类是以普通高炉铁水为原料，其工艺流程为高炉—转炉—连铸—轧制，在转炉出钢过程中添加微量V、Ti、Nb等元素，通过这些微合金元素的碳、氮化物的沉淀析出，达到细化晶粒强化和沉淀析出强化的目的。从而在不增加甚至降低碳含量的情况下，可以大幅度地提高钢的综合性能。采用微合金化工艺生产400MPa(Ⅲ级)、500MPa(Ⅳ级)螺纹钢筋已经很成熟，600MPa(Ⅴ级)螺纹钢筋生产处于试制阶段。
另一类是以承钢、攀钢为微合金化工艺的代表的企业，它是以含钒高炉铁水为原料，其工艺流程为高炉—提钒转炉—炼钢转炉—连铸—轧制。由于承钢、攀钢有天然的资源优势，使用的炼铁原料中含有钒钛。在合金化工艺上，是在炼钢转炉出钢过程中根据钢水中钒含量高低确定是否加入含钒合金以及合理的含钒合金的加入量。可见使用微合金化工艺生产的高强钢筋质量是可靠的。
综上，传统含钒钢筋的生产工艺为微合金化工艺，即在转炉或电炉出钢过程中通过添加钒铁合金、钒氮合金等方法对钢水进行微合金化。对于采用普通高炉铁水为原料生产的企业由于钒铁合金、钒氮合金价格均较高，采用这种合金化工艺合金消耗量大，生产成本偏高且钒收得率不稳定。对于采用含钒高炉铁水为原料的企业，炼钢转炉内含有一定量的残钒，一定程度上能够满足含钒钢筋的要求，但这种生产含钒钢筋的流程相对较长，且钒先在高炉内被还原进入铁水，后又在提钒和炼钢转炉内被氧化进入渣，钒资源的整体利用率不高。
发明内容
有鉴于此，本发明为了解决上述含钒钢筋生产过程中存在的生产成本高且钒资源利用率不高的问题，提供一种含钒钢筋的生产工艺。
为达到上述目的，本发明提供一种含钒钢筋的生产工艺，包括以下步骤：
A、直接还原阶段：将钒钛铁精矿预还原得到钒钛金属化球团，其中钒钛金属化球团的金属化率≥85％、碳含量≤2.0％、五氧化二钒含量≥0.5％；
B、熔化氧化分离阶段：步骤A中将钒钛金属化球团加热熔化，通过控制熔分过程得到富钒渣和含钒铁水，其中富钒渣碱度为0.15～0.30，富钒渣中五氧化二钒含量为4～8％，含钒铁水中钒含量为0.03～0.15％，含钒铁水温度≥1550℃；
C、精炼调整阶段：步骤B中含钒铁水进行成分和温度调整；
D、钢水成型阶段：步骤C中精炼合格后的含钒铁水经连铸和轧制成含钒钢筋，含钒钢筋按照质量百分比组成为C：0.15～0.30％，Si<0.8％，Mn<1.6％，P≤0.035％，S≤0.035％，V：0.03～0.15％，余量为Fe和不可避免的杂质。
进一步，步骤A直接还原阶段中钒钛铁精矿预还原方式为煤基或气基。
进一步，步骤A直接还原阶段中钒钛铁精矿煤基预还原方式所采用的反应炉为竖炉、转底炉、隧道窑、回转窑或多层炉中的一种。
进一步，步骤A直接还原阶段中钒钛铁精矿气基预还原方式所采用的反应炉为竖炉。
进一步，步骤B熔化氧化分离阶段中的熔炼装置为电炉或中频炉。
进一步，步骤C精炼调整阶段中的熔炼装置为钢包精炼炉、钢包吹氩站或CAS-OB。
本发明的有益效果在于：
本发明所公开的含钒钢筋生产工艺，采用钒钛铁精矿为原料，在直接还原阶段对原料进行预还原，得到钒钛金属化球团，球团中的钒以氧化物形式存在；在熔化氧化分离阶段对钒钛金属化球团进行熔化氧化分离，通过控制熔分供氧及温度控制，使得球团中的钒进入渣中；在精炼调整阶段对含钒铁水进行成分和温度调整，精炼合格的含钒铁水在钢水成型阶段经连铸和轧制成含钒钢筋。与常规含钒钢筋生产流程对比，该工艺不采用昂贵的钒铁、钒氮等价格昂贵的合金，利用钒钛铁精矿原料中的钒资源实现含钒钢筋中钒的合金化，大大缩短了含钒钢筋生产工艺流程，且有效利用了钒钛铁精矿中的钒资源，提高了金属收得率，有效降低了含钒钢筋的生产成本。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为本发明含钒钢筋的生产工艺的流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
实施例1
如图1所示一种含钒钢筋的生产工艺，包括以下步骤：
A、直接还原阶段：将钒钛铁精矿预还原得到钒钛金属化球团，其中钒钛金属化球团的金属化率≥85％、碳含量≤2.0％、五氧化二钒含量≥0.5％，钒钛铁精矿预还原方式为煤基，所采用的反应炉为煤基竖炉；
B、熔化氧化分离阶段：步骤A中将钒钛金属化球团加热熔化，通过控制熔分过程得到富钒渣和含钒铁水，其中富钒渣碱度为0.15～0.30，富钒渣中五氧化二钒含量为4～8％，含钒铁水中钒含量为0.03～0.15％，含钒铁水温度≥1550℃，熔炼装置为电炉；
C、精炼调整阶段：步骤B中含钒铁水进行成分和温度调整，熔炼装置为钢包精炼炉；
D、钢水成型阶段：步骤C中精炼合格后的含钒铁水经连铸和轧制成含钒钢筋，含钒钢筋按照质量百分比组成为C：0.15～0.30％，Si<0.8％，Mn<1.6％，P≤0.035％，S≤0.035％，V：0.03～0.15％，余量为Fe和不可避免的杂质。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于，步骤A中钒钛铁精矿预还原方式为气基，所采用的反应炉为竖炉。
对比例1
以普通高炉铁水为原料，其工艺流程为高炉—转炉—连铸—轧制，在转炉出钢过程中加入钒铁合金或钒氮合金来实现V元素的合金化，钒微合金元素在后续轧钢过程中通过其碳、氮化物的沉淀析出，达到细化晶粒强化和沉淀析出强化的目的。
对比例2
以含钒高炉铁水为原料，其工艺流程为高炉—提钒转炉—炼钢转炉—连铸—轧制。在合金化工艺基础上，在炼钢转炉出钢过程中根据钢水中钒含量高低确定是否加入含钒合金以及合理的含钒合金的加入量。
其中对比例1制备含钒钢筋的生产工艺，在转炉或电炉出钢过程中通过添加钒铁合金、钒氮合金等方法对钢水进行微合金化，钒铁合金、钒氮合金价格均较高，采用这种合金化工艺合金消耗量大，生产成本偏高且钒收得率不稳定。
对比例2制备含钒钢筋的生产工艺，主要针对的是有资源优势的企业，使用的炼铁原料中含有钒钛，这样可以降低含钒钢筋生产过程中含钒合金的加入量，进而减低生产成本。但是这种生产含钒钢筋的流程相对较长，且钒先在高炉内被还原进入铁水，后又在提钒和炼钢转炉内被氧化进入渣，钒资源的整体利用率不高。
而通过实施例1和实施例2含钒钢筋生产工艺制备的含钒钢筋，采用钒钛铁精矿为原料，在直接还原阶段对原料进行预还原，得到钒钛金属化球团，球团中的钒绝大部分以氧化物形式存在；在熔化氧化分离阶段对钒钛金属化球团进行熔化氧化分离，通过控制熔分供氧及温度控制，使得球团中的部分钒进入渣中，部分钒进入铁水中；根据企业生产含钒钢筋的钒含量，针对性的在精炼调整阶段对含钒铁水进行成分和温度调整，精炼合格的含钒铁水在钢水成型阶段经连铸和轧制成符合要求的含钒钢筋。
钒钛铁精矿的价格低于钒铁合金、钒氮合金，利用钒钛铁精矿原料中的钒资源实现含钒钢筋中钒的合金化，大大缩短了含钒钢筋生产工艺流程，且有效利用了钒钛铁精矿中的钒资源，提高了金属收得率，有效降低了含钒钢筋的生产成本。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种含钒钢筋的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A、直接还原阶段：将钒钛铁精矿预还原得到钒钛金属化球团，其中钒钛金属化球团的金属化率≥85％、碳含量≤2.0％、五氧化二钒含量≥0.5％；
B、熔化氧化分离阶段：步骤A中将钒钛金属化球团加热熔化，通过控制熔分过程得到富钒渣和含钒铁水，其中富钒渣碱度为0.15～0.30，富钒渣中五氧化二钒含量为4～8％，含钒铁水中钒含量为0.03～0.15％，含钒铁水温度≥1550℃；
C、精炼调整阶段：步骤B中含钒铁水进行成分和温度调整，以满足后续连铸大包浇注成分和过热度要求；
D、钢水成型阶段：步骤C中精炼合格后的含钒铁水经连铸和轧制成含钒钢筋，含钒钢筋按照质量百分比组成为C：0.15～0.30％，Si<0.8％，Mn<1.6％，P≤0.035％，S≤0.035％，V：0.03～0.15％，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述含钒钢筋的生产工艺，其特征在于，步骤A直接还原阶段中钒钛铁精矿预还原方式为煤基或气基。
3.如权利要求2所述含钒钢筋的生产工艺，其特征在于，步骤A直接还原阶段中钒钛铁精矿煤基预还原方式所采用的反应炉为竖炉、转底炉、隧道窑、回转窑或多层炉中的一种。
4.如权利要求2所述含钒钢筋的生产工艺，其特征在于，步骤A直接还原阶段中钒钛铁精矿气基预还原方式所采用的反应炉为竖炉。
5.如权利要求1所述含钒钢筋的生产工艺，其特征在于，步骤B熔化氧化分离阶段中的熔炼装置为电炉或中频炉。
6.如权利要求1所述含钒钢筋的生产工艺，其特征在于，步骤C精炼调整阶段中的熔炼装置为钢包精炼炉、钢包吹氩站或CAS-OB。
CN201910769591.1A 2019-08-20 2019-08-20 一种含钒钢筋的生产工艺 Active CN110438413B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910769591.1A CN110438413B (zh) 2019-08-20 2019-08-20 一种含钒钢筋的生产工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910769591.1A CN110438413B (zh) 2019-08-20 2019-08-20 一种含钒钢筋的生产工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110438413A CN110438413A (zh) 2019-11-12
CN110438413B true CN110438413B (zh) 2021-03-16

Family

ID=68436664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910769591.1A Active CN110438413B (zh) 2019-08-20 2019-08-20 一种含钒钢筋的生产工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110438413B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112195395B (zh) * 2020-09-01 2021-10-26 陕钢集团产业创新研究院有限公司 一种屈强比≤0.8的mg500级锚杆钢及其生产方法
CN111961803A (zh) * 2020-09-08 2020-11-20 中冶赛迪工程技术股份有限公司 一种工业纯铁生产工艺及方法
CN112375988B (zh) * 2020-11-24 2021-10-15 湖北立晋钢铁集团有限公司 一种高强度螺纹钢及其制备方法
CN112593138A (zh) * 2020-12-10 2021-04-02 四川德胜集团钒钛有限公司 一种高强度钒钛钢筋生产工艺

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103255255A (zh) * 2013-06-03 2013-08-21 中冶赛迪工程技术股份有限公司 气基竖炉直接还原—电炉熔分钒钛磁铁矿的工艺
JP5548576B2 (ja) * 2010-10-08 2014-07-16 プライムアースＥｖエナジー株式会社 電池パック
CN105908091A (zh) * 2016-04-29 2016-08-31 河北钢铁股份有限公司承德分公司 高冲击韧性500MPa锚杆用热轧带肋钢筋及生产方法
CN107043851A (zh) * 2016-12-26 2017-08-15 盐城市联鑫钢铁有限公司 一种利用海砂矿和红土镍矿生产高强度抗震耐腐蚀建材的方法
CN108193124A (zh) * 2017-12-29 2018-06-22 钢研晟华科技股份有限公司 一种高强耐大气腐蚀钢筋及其制备方法
CN108220749A (zh) * 2017-12-29 2018-06-29 钢铁研究总院 一种高强耐海洋腐蚀钢筋及其制备方法
CN109777905A (zh) * 2017-11-10 2019-05-21 雷雨婷 一种快速还原冶炼钒钛磁铁矿的方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5371612A (en) * 1976-12-09 1978-06-26 Touhoku Satetsu Kougiyou Kk Treatment method of low vanadium iron core

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5548576B2 (ja) * 2010-10-08 2014-07-16 プライムアースＥｖエナジー株式会社 電池パック
CN103255255A (zh) * 2013-06-03 2013-08-21 中冶赛迪工程技术股份有限公司 气基竖炉直接还原—电炉熔分钒钛磁铁矿的工艺
CN105908091A (zh) * 2016-04-29 2016-08-31 河北钢铁股份有限公司承德分公司 高冲击韧性500MPa锚杆用热轧带肋钢筋及生产方法
CN107043851A (zh) * 2016-12-26 2017-08-15 盐城市联鑫钢铁有限公司 一种利用海砂矿和红土镍矿生产高强度抗震耐腐蚀建材的方法
CN109777905A (zh) * 2017-11-10 2019-05-21 雷雨婷 一种快速还原冶炼钒钛磁铁矿的方法
CN108193124A (zh) * 2017-12-29 2018-06-22 钢研晟华科技股份有限公司 一种高强耐大气腐蚀钢筋及其制备方法
CN108220749A (zh) * 2017-12-29 2018-06-29 钢铁研究总院 一种高强耐海洋腐蚀钢筋及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110438413A (zh) 2019-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110438413B (zh) 一种含钒钢筋的生产工艺
CN111455262B (zh) 一种超细晶高强韧600MPa级抗震钢筋及其制备方法
CN111004980B (zh) 一种钒铬微合金化大规格600MPa超细晶高强韧耐蚀抗震钢筋及其制备方法
CN102703813B (zh) 钒钛复合微合金化钢筋及其生产方法
CN102383039B (zh) 一种含铬氮微合金化hrb500e钢筋及其生产方法
CN102703811B (zh) 钛微合金化400MPa级高强度钢筋及其生产方法
CN102703812B (zh) 钛微合金化500MPa级高强度钢筋及其生产方法
CN102383042B (zh) 一种含铬氮微合金化hrb400e钢筋及其生产方法
CN111020393B (zh) 一种富氮钒微合金化hrb600超细晶粒抗震钢筋的制备方法
CN102732789A (zh) 一种高性能海洋平台用钢及其生产方法
CN103966515B (zh) 一种利用电弧炉制备低合金高强韧铸钢的方法
CN113652614B (zh) 一种微合金化生产Φ12-25mmHRB500E直条钢筋的冶炼方法
CN111187969A (zh) 400MPa级别铌氮微合金化螺纹钢筋的生产方法
CN105624556B (zh) 一种热轧磁极钢板及其制造方法
CN111235350B (zh) 一种建筑钢筋冶炼过程中添加钒钛球的强化方法
CN111893371A (zh) 一种提高高强热轧带肋钢筋强屈比合格率的方法
CN111500920A (zh) 一种hrb600高强抗震螺纹钢及其生产方法
CN111020105A (zh) 一种含钒铁块的利用方法
CN104233096A (zh) 降低合金成本生产400MPa级热轧带肋钢筋的方法
CN109881121A (zh) 一种耐氯离子腐蚀的高强度抗震钢筋及其生产方法和用途
CN102876960A (zh) 一种增加yq450nqr1钢中氮含量的方法
CN112593138A (zh) 一种高强度钒钛钢筋生产工艺
CN115354229B (zh) 一种曲轴用非调质钢及其加工工艺
CN111485088A (zh) 一种解决铌微合金化hrb400e钢筋屈服强度不明显的控制方法
CN114293093B (zh) 一种600MPa级钒钛微合金化热轧钢筋及其生产方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant