CN1415769A

CN1415769A - 一种复合钒或铌氮合金及其制造工艺

Info

Publication number: CN1415769A
Application number: CN 02139705
Authority: CN
Inventors: 吴光亮; 王哲
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-10-18
Filing date: 2002-10-18
Publication date: 2003-05-07

Abstract

本发明公开了一种复合钒或铌氮合金及其制造工艺，将钒精矿或炼钢钒渣及铌精矿或炼钢铌渣、还原剂、反应催化剂、增氮剂、熔点调节剂、产物稳定剂及粘结剂按规定重量比称量后研磨成细粉，充分搅拌混合，加入粘结剂，机械成型，烘干包装投入使用。在出钢过程中，将这种复合钒或铌氮合金直接投入到钢包内，在钢水温度下及钢水流的冲击搅拌后用下，复合钒或铌氮合金粉化并熔化，同时在反应催化剂及产物稳定剂的作用下，复合钒或铌氮合金中的钒或铌迅速进入钢水中对钢水进行微合金化，生成的产物与合金中配置的渣而形成的合成渣具有深脱氧、脱硫及吸收钢水中夹杂物的功能，可以在转炉及电炉上推广应用。

Description

一种复合钒或铌氮合金及其制造工艺

技术领域本发明涉及一种应用于炼钢生产过程中进行微合金化的新型多功能合金材料及其制造工艺。

背景技术在钢的基体化学成分中添加微量合金元素，可使钢的一种或几种性能具有明显变化，这种合金化称为微合金化。通常所说的微合金化是指在软钢或低合金钢的基体化学成分中添加微量合金元素，如碳化物形成元素钒、钛、铌、铝等，使钢的强度和韧性明显提高。钒、钛、铌之所以能对微合金钢进行强化作用是因为它们能细化晶粒和沉淀强化，而氮的加入可在钢中形成碳氮化物使其强化效果成倍增加。目前，在炼钢过程中进行钢微合金化时，一般采用含钒、钛、铌的铁合金，含钒、钛、铌的铁合金是由相应的矿石经烧结然后由电炉或矿热炉冶炼而成。用这种工艺生产钒、钛、铌铁合金，其生产流程长而且对环境产生较大污染，能耗与生产成本较高，钒的总回收率较低，一般为65～75％。随着炼钢技术的发展，出现了采用炼钢钒渣直接微合金化的生产低合金高强度钢的方法。但目前问题在于：钒的回收率不很稳定且不高。钒渣中不含氮，钒的强化作用没有充分发挥，因此使钢达到同样强度不含氮的钒渣的加入量比含氮钒渣大，成本相对较高。因此，研制一种用于炼钢生产中进行微合金化的新型合金材料具有十分重要的意义。

发明内容本发明的目的在于提供钒或铌的回收率稳定且较高、成本低廉、操作简便以及既能对钢水进行微合金化又能精炼钢水等多功能的含氮复合钒或铌氮合金。为此，本发明还提供了一种制造钒或铌氮合金的生产工艺。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是将含钒或铌的精矿(包括烧结矿、原矿)或炼钢钒渣或铌渣等原材料与还原剂、反应催化剂、增氮剂、熔点调节剂、产物稳定剂，经破碎研磨然后充分均匀混合并加入粘结剂混匀，最后机械成型为复合钒或铌氮合金球或其它形状。

为获得上述复合钒或铌氮合金，本发明生产复合钒或铌氮合金的工艺如下：将各种原材料如钒或铌精矿或炼钢钒渣或铌渣、还原剂、反应催化剂、增氮剂、熔点调节剂、产物稳定剂分别破碎并研磨成细粉，然后按一定重量比例混合均匀后加入粘结剂再混匀，最后机械成型为小球状或其它形状，经烘干后包装待用。

采用上述技术方案提供的复合钒或铌氮合金用于炼钢生产中的微合金化，其主要优点表现在：复合钒或铌氮合金以钒或铌的精矿(包括烧结矿、原矿)或炼钢钒渣或铌渣为原料，省去了钒或铌铁合生产环节，大大减轻了环境污染，降低生产成本30～40％及降低能耗45％以上，钒铌总的回收率提高5～10％，合金中含的氮元素提高了钒或铌对钢强化的冶金效率，从而可减少合金的加入量，以降低生产成本。同时该复合钒或铌氮合金在对钢水进行微合金化的同时还能对钢水进行精炼，如钢水深脱氧、脱硫、去夹杂等。就钢的微合金化而言，用复合钒或铌氮合金与用钒或铌铁合金相比，吨钢生产成本降低50～60元以上。该复合钒或铌氮合金所使用的所有原材料均研磨得很细，然后成型，既不会在使用过程中生扬尘，又增加了反应面积，有利于提高冶金反应速度和保证钒或铌从氧化物中完全被还原，从而稳定了钒或铌的回收率。

具体实施方式下面对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述。

所述的一种复合钒或铌氮合金主要由钒矿或铌矿(包括钒或铌烧结矿、原矿等)或炼钢后的钒渣或铌渣、还原剂、反应催化剂、增氮剂、熔点调节剂、产物稳定剂、粘结剂等原材料组成，按其重量百分比它们所占比例为：还原剂占总重量的5～16％、反应催化剂占总重量的1～5％、增氮剂占总重量的5～25％、熔点调节剂占总重量的1～6％、产物稳定剂占总重量的2～13％、粘结剂占总重量的4～12％、钒矿或铌矿占总重量的48～80％。

还原剂为：活性碳、硅铁、硅钙、碳化硅、碳化钙及单质金属；

反应催化剂为：钛白粉、铝、碳、氧化钒、氧化铌等纳米粉；

增氮剂为：氮化钛、碳化氮、氧化铝、氮化铌、氮化钒；

熔点调节剂为：萤石、铝钒土、碱土金属盐；

产物稳定剂为：石灰石、石灰、白云石；

粘结剂为：水玻璃、沥青、树脂、磷酸盐。

将以上各种原材料(水份＜5％)破碎、研磨成细粉(100～200目)，然后按如上所述重量百分比称量后放置在一容器中，充分搅拌、混合，均匀后按其重量百分比将粘结剂加入到混合容器中，搅拌混合，使粘结剂与各种原材料充分混合均匀，机机成型为小球状或其它形状，在烘烤炉中烘干，待所含水份低于5％后包装。

应用时，将包装待用的复合钒或铌氮合金在出钢过程中加入到钢包内，在钢水温度(1600℃以上)及钢水流的搅拌冲击下，复合钒或铌氮合金迅速粉化并同时熔化，在反应催化剂及产物稳定剂的作用下，复合钒或铌氮合金中的钒或铌迅速进入钢水中而对钢水进行微合金化，而生成的产物与合金中配置的渣所形成的合成渣具有精炼钢水的作用，如深脱氧、脱硫及吸收钢水中的夹杂物等功能。在15吨转炉上应用此复合钒或铌氮合金，钒或铌的回收率稳定在80～85％以上，脱硫率在30％左右，夹杂物减少20～30％，吨钢成本降低50～55元。

其他实施例为：

实施例1(按重量)：

还原剂： 12％

反应催化剂：3％

增氮剂： 10％

熔点调节剂：4％

产物稳定剂：10％

粘结剂： 9％

钒铌矿：余量

实施例2(按重量)

还原剂： 9％

反应催化剂：4％

增氮剂： 20％

熔点调节剂：3％

产物稳定剂：9％

粘结剂： 7％

钒、铌矿：余量

实施例3(按重量)：

还原剂： 10％

反应催化剂：3％

增氮剂： 15％

熔点调节剂：3％

产物稳定剂：6％

粘结剂： 7％

钒、铌矿：余量

以上实施例1～3的制造工艺与说明书中所述相同。

Claims

1、一种复合钒或铌氮合金，它由钒矿或铌矿、还原剂、反应催化剂、增氮剂、熔点调节剂、产物稳定剂、粘结剂组成，其特征在于：还原剂占总重量的5～16％、反应催化剂占总重量的1～5％、增氮剂占总重量的5～25％、熔点调节剂占总重量的1～6％、产物稳定剂占总重量的2～13％、粘结剂占总重量的4～12％、钒矿或铌矿为余量，

还原剂：活性碳、硅铁、硅钙、碳化硅、碳化钙、单质金属；

反应催化剂：钛白粉、铝、碳、氧化铌；

增氮剂：氮化铁、碳化氮、氮化铝、氮化铌、氮化钒；

熔点调节剂：萤石、铝钒土、碱土金属盐；

产物稳定剂：石灰石、石灰、白云石；

粘结剂：水玻璃、沥青、树脂，磷酸盐；

钒矿或铌矿：钒精矿或炼钢钒渣、铌精矿或炼钢铌渣。

2、一种钒或铌氮合金的制造工艺，其特征在于将还原剂、反应催化剂、增氮剂、熔点调节剂、产物稳定剂及钒矿或铌矿破碎、研磨成细粉，按重量百分比称量放在容器中搅拌混合，按重量百分比加入粘结剂混合均匀，机械成型，烘干、包装。