专利名称：钒铌氮熔体及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于炼钢生产过程中进行钢水微合金化的新型多功能混合体材料及其生产方法，归属于C22C1/00类或C22C38/12类。
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化后的钢起强化作用是因为它们能细化晶粒，而加入的氮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后再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。
发明内容
本发明的目的在于提供钒或铌的回收率较高又稳定、成本低、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钒铌氮熔体。为此，本发明还提供了一种钒铌氮熔体的生产方法。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案是将原矿如钒精矿或铌精矿及炼钢钒渣或炼钢铌渣、还源剂如活性碳或硅铁或硅钙、反应催化剂如钛白粉或铝或氧化铌、增氮剂如氮化钛或氮化铌或氮化钒、熔点调节剂如萤石或铝钒土、产物稳定剂如石灰石或石灰或白云石、粘结剂如水玻璃或沥青或树脂等作为原材料按重量百分比组成钒铌氮熔体。
为获得上述钒铌氮熔体，本发明所述的钒铌氮熔体的生产方法如下将各种原材料如钒精矿或铌精矿或炼钢钒渣或炼钢铌渣、活性碳或硅铁或硅钙、钛白粉或铝或氧化铌、氮化钛或氮化铌或氮化钒、萤石或铝钒土、石灰石或石灰或白云石分别破碎并研磨成细粉，然后按重量百分比混合均匀后加入水玻璃或沥青或树脂，再混匀，最后机械成型为小球状或其它形状，烘干后包装待用。
采用上述技术方案提供的钒铌氮熔体用于炼钢生产中钢水的微合金化，其主要优点表现在钒铌氮熔体以钒精矿或铌精矿(包括烧结矿、原矿)或炼钢钒渣或炼钢铌渣为主要原料，省去了钒或铌铁合金生产环节，极大地减轻了对环境的污染，降低生产成本40-45％，降低能耗50％以上，钒或铌总回收率可提高15％左右。此外，钒铌氮熔体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5～10％的合金加入量，降低生产成本；同时该钒铌氮熔体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、去夹杂等作用特别显著。就钢的微合金化而言，用钒铌氮熔体与用钒铁合金或铌铁合金相比，吨钢生产成本可降低70元以上。该钒铌氮熔体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产生扬尘，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源，从而稳定了钒或铌的回收率。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式
作进一步的详细描述。
所述的一种钒铌氮熔体由占总重量6～14％的活性碳或硅铁或硅钙、占总重量1.5～4.5％的钛白粉或铝或氧化铌、占总重量7～20％的氮化钛或氮化铌或氮化钒、占总重量1.5～5.5％的萤石或铝钒土、占总重量3～12％的石灰石或石灰或白云石、占总重量5～10％的水玻璃或沥青或树脂组成，余量为钒精矿或铌精矿或炼钢钒渣或炼钢铌渣。
所述的一种钒铌氮熔体的生产方法为将活性碳或硅铁或硅钙、钛白粉或铝或氧化铌、氮化钛或氮化铌或氮化钒、萤石或铝钒土、石灰石或石灰或白云石、钒精矿或铌精矿或炼钢钒渣或炼钢泥渣分别研磨成110～190目的细粉，然后按占总重量6～14％活性碳或硅铁或硅钙、占总重量1.5～4.5％的钛白粉或铝或氧化铌、占总重量7～20％的氮化钛或氮化铌或氮化钒、占总重量1.5～5.5％的萤石或铝钒土、占总重量3～12％的石灰石或石灰或白云石、为余量的钒精矿或铌精矿或炼钢钒渣或炼钢铌渣称量后放置到一容器中，充分搅拌混合，均匀后将占总重量5～10％的水玻璃或沥青或树脂倒入此容器中，再搅拌，使水玻璃或沥青或树脂与各种原材料充分混合均匀，倒出混合物机械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％后包装待用。
应用时，将包装待用的钒铌氮熔体在出钢过程中加入钢包内，在钢水温度(1600℃以上)及钢水流的搅拌冲击下，钒铌氮熔体迅速粉化并同时熔化，在钛白粉或铝或氧化铌及石灰石或石灰或白云石的作用下，钒铌氮熔体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吨或60吨或90吨转炉上应用此种钒铌氮熔体，钒或铌的回收率稳定在90％以上，脱硫率在40％左右，夹杂物减少25-35％，吨钢成本降低60元以上，效果明显。
其他实施例为实施例1(按占总重量)将10％的活性碳、3.5％的钛白粉、7％的氮化钛、4％的萤石、8％的石灰石，铌精矿为余量，分别研磨成150目的细粉放入一容器中，充分搅拌混合均匀后加入10％的水玻璃到容器中混合均匀，机械成型、烘干包装待用。
实施例2(按占总重量)
将14％的硅铁、1.5％的铝、14％的氮化铌、5.5％的萤石、12％的石灰，钒精矿为余量，分别研磨成110目的细粉放入一容器中充分搅拌混合均匀后加入7％的沥青到容器中混合均匀，机械成型，烘干包装待用。
实施例3(按占总重量)将6％的硅钙、4％氮化铌、20％的氮化钒、2％的铝钒土、3％的白云石，炼钢钒渣为余量，分别研磨成190目的细粉放入一容器中充分搅拌混合均匀后加入5％的树脂到容器中混合均匀，机械成型、烘干包装待用。
实施例4(按占总重量)将12％的硅铁、4.5％的钛白粉、10％的氮化钛、3.5％的铝钒土、10％的石灰，炼钢铌渣为余量，分别研磨成180目的细粉放入一容器中充分搅拌混合均匀后加入8.5％的沥青到此容器中混合均匀，机械成型、烘干包装待用。
权利要求
1.一种钒铌氮熔体，其特征在于由占总重量6～14％的活性碳或硅铁或硅钙、占总重量1.5～4.5％的钛白粉或铝或氧化铌、占总重量7～20％的氮化钛或氮化铌或氮化钒、占总重量1.5～3.5％的萤石或铝钒土、占总重量3～12％的石灰石或石灰或白云石、占总重量5～10％的水玻璃或沥青或树脂组成，余量为钒精矿或铌精矿或炼钢钒渣或炼钢铌渣。
2.一种根据权利要求1所述的钒铌氮熔体的生产方法，其特征在于将活性碳或硅铁或硅钙、钛白粉或铝或氧化铌、氮化钛或氮化铌或氮化钒、萤石或铝钒土、石灰石或石灰或白云石、钒精矿或铌精矿或炼钢铌渣或炼钢钒渣分别研磨成110～190目的细粉，然后按占总重量6～14％的活性碳或硅铁或硅钙、占总重量1.5～4.5％的钛白粉或铝或氧化铌、占总重量7～20％的氮化钛或氮化铌或氮化钒、占总重量1.5～5.5％的萤石或铝钒土、占总重量3～12％的石灰石或石灰或白云石及为余量的钒精矿或铌精矿或炼钢钒渣或炼钢铌渣称量后放置到一容器中，搅拌混合，均匀后将占总重量5～10％的水玻璃或沥青或树脂倒入此容器中，再搅拌混合均匀，倒出混合物机械成型为小球，烘干包装。
全文摘要
本发明公开了一种钒铌氮熔体及其生产方法，将钒、铌精矿或炼钢钒、铌渣及活性炭或硅铁或硅钙、钛白粉或铝或氧化铌、氮化钛或氮化铌或氮化钒、萤石或铝钒土、石灰石或石灰或白云石分别研磨成细粉，按重量百分比称量后放入一容器中充分搅拌混合，加入沥青或树脂或水玻璃，机械成型，烘干包装投入使用。在出钢过程中将这种钒铌氮熔体直接投入到钢包内，在钢水温度及钢水流的冲击搅拌作用下，钒铌氮熔体粉化并溶化，同时在钛白粉或铝及石灰或石灰石的作用下，钒铌氮熔体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。
文档编号C22C38/12GK1598028SQ20041004670
公开日2005年3月23日 申请日期2004年8月24日 优先权日2004年8月24日
发明者吴光亮, 王哲 申请人:吴光亮