专利名称：一种用于冶炼含钒、锰合金钢的合金化材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种用于冶炼含钒、锰合金钢的合金化材料及其制 备方法和用途。
背景技术：
含钒、锰合金钢由于其具有良好的抗压和伸縮性能，其应用范围越来越广，如生产重 轨钢(主要组成O. 04% 0. 12%V、 0. 75% 1. 05%Mn、)、运输管线钢(主要组成0.06% 0. 12%V、 1.3% 1.6%Mn)、汽车大梁板(主要组成O. 04% 0. 12%V、 1. 3% 1. 8%Mn)等多种 领域。含钒、锰合金钢目前的生产工艺主要包括以下步骤高炉铁水一铁水预处理一转炉炼 钢一脱氧合金化一精炼一连铸一轧制，其中脱氧合金化步骤中主要是将钒铁、锰铁用于冶炼 含钒含锰合金钢。
在已有技术中，钒系合金和锰系合金的研制与生产有大量的文献报道和专有技术，而制 备钒锰铁合金，并将钒锰铁合金在钢铁生产工业中作为钒铁、锰铁替代品用于含钒、锰合金 钢的合金化均未见报导。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种在炼钢生产含钒、锰合金钢的合金化材料
该合金化材料是含有8。/。 12。/。的V、 40。/。 65。/。的Mn的钒锰铁合金。该合金化材料除含有8% 12。/。的V、 40。/。 65。/。的Mn的锰外，余量大部分为Fe，还有少量C、 Si、 S、 P等合金常见成分
进一步的，上述该该合金化材料是由以下方法制备的
a、 将￥205含量15% 25%、 TFe含量22。/。 30。/。的精钒渣与含TMn含量为25。/。 35。/。的锰矿或 富锰渣和还原剂混合并造球团，
b、 将步骤a制备的球团与调渣剂通过矿热电炉熔融还原获得8。/。 12。/。V、 40% 65°观11的钒 锰合金，即得。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供了一种制备上述该合金化材料的方法。该方法 包括以下步骤
a、将￥205含量15% 25%、 TFe含量22。/。 30。/。的精钒渣与含TMn含量为25。/。 35。/。的锰矿或
富锰渣和还原剂混合并造球团，
b、将步骤a制备的球团与调渣剂通过矿热电炉熔融还原，获得8。/。 12。/。V、 40% 65°观11的 钒锰合金，即得。
其中，上述方法步骤&中的还原剂用量为占球团总质量的20% 30% 。 其中，上述的还原剂为焦碳或煤粉。
其中，上述方法中的锰矿或富锰渣的用量为占球团总质量的40% 65% 。 其中，上述的球团粒度为8 12mm，落下强度为lM橡胶板上8 12次/球。 其中，上述方法步骤b所述的熔融还原时需配加占球团总质量的8% 15%的石灰和3% 5%的硅石作辅助料进行调渣，还原时间120 140min，终点温度在1630 168(TC 。
本发明所要解决的第三个技术问题是提供上述合金化材料在制备含钒、锰合金钢中的用途。
本发明所要解决的第四个技术问题是提了一种制备含钒、锰合金钢的方法。该方法是将 上述的合金化材料作为原料对钢水进行合金化。
根据本发明的上述各方面，在实际生产中，将常见的初钒渣破碎磁选并除铁得到获得 乂205含量15% 25%、 TFe含量22。/。 30。/。的精钒渣，精钒渣与含TMn含量为25。/。 35。/。的锰矿或富 锰渣以及还原剂按如下质量比例混合精钒渣25% 30%，还原剂10% 20%，锰矿或富锰渣 45% 65%;然后加工成球团；球团通过矿热电炉熔融还原，还原过程采用二次电压70 90V ，电流4000 5000A的低电压大电流操作，熔融还原的同时向炉内补加8 15%的石灰以及3% 5%的硅石进行调渣，还原时间100 140min以及终点温度达到1630 168(TC时出炉，出炉 后获得含8。/。 12。/。的V、 40。/。 65。/。的Mn的钒锰铁合金产品，其余量大部分为Fe，还有少量C、 Si、 S、 P等合金常见成分，以作为合金化材料。该工艺流程短，能耗低、成本低、金属损失 小，同时也能将钒渣中的Fe、 Mn有价元素进一步回收利用。所制得的钒锰铁合金产品可用于 炼钢生产中含钒含锰合金钢的合金化材料，替代的钒铁、锰铁合金化。
本发明合金化材料可用于钢铁领域中含钒、锰合金钢的合金化，代替钒铁、锰铁，降低 含钒、锰合金钢的生产成本、优化含钒、锰合金钢的合金化工艺。本发明方法能保障V 、 Mn 、Fe元素有效提取和回收，而且具有能耗低、成本低、工艺流程短、金属损失小等特点，特 别是钒和锰损失小，钒、锰的收率均可以达到80%以上，形成了多金属综合利用与合金化的 成套技术，从而为此类原料大规模电炉生产及综合利用提供了一条新的思路。
图l为本发明合金化材料的简要生产流程图。
具体实施例方式
为了更好地理解本发明、下面结合实施例进一步但不限定说明本发明。 实施例一
将转炉含V205为16. 2%的初钒渣通过磨碎磁选机进行细磨和磁选除铁，得到含V20516. 8% 、TFe27. 3%、 Mn09. 40%、 PO. 043%的精钒渣，然后将精钒渣与焦粉以及TMn含量为30。/。的锰矿 按质量比3: 2: 5混合造球，得到含量为V205 5. 04%、 TFe8. 15%、 Mn022. 3%的球团矿，球团粒 度8 12mm，落下强度8 12次/球(1M橡胶板)。
将球团通过3200kVA半封闭式矿热电炉熔融还原，变压器一次电压380V;采用低电压大 电流操作(二次电压70 90V，电流4000 5000A)，熔融还原同时，向炉内配加10%的石灰 和3%的硅石；炉料熔清后向炉内补加5kg粒度为3 7mm的焦炭，还原时间控制在120min，终 点温度在1658'C ，出炉后即获得钒锰铁合金和还原渣。
经检测，所得的钒锰铁合金成分重量百分比为4. 4%C、 8. 6%V、 56. 8%Mn、 0. 85%Si、 0.015%S、 0.083%P，余量为Fe，百分数之和为100%;再将该钒锰铁合金作为合金化材料， 代替钒铁合金与锰铁合金进行攀钢集团现工艺条件下U75V重轨钢水的合金化，其它合金加入 类别和加入量按原操作制度执行；钒锰合金的加入量按与钢水质量比为O. 8%加入，合金化后 的钢水成分为0. 66%C、 0. 063%V、 0. 78%Mn、 0. 011%S、 0. 016%P，达到了满足此钢种的成 分要求。
实施例2
实践中，将攀钢转炉提钒后得到含V205为23. 5%的初钒渣通过磨碎磁选机进行细磨和磁 选除铁，得到含V20524. 3%、 TFe23.8%、 Mn09. 70%的精钒渣，然后将精钒渣与焦粉和TMn含量 为33. 6%的富锰矿按质量比2: 1: 4混合造球，得到含V20s 6. 92%、 TFe6. 83%、 Mn028. 85%的球 团矿，球团粒度8 12mm，抗压强度O. 85 1. lkg/球；然后将球团矿通过3200kVA半封闭式矿 热电炉熔融还原，采用二次电压70 90V，电流4000 5000A，熔融还原同时，配加10%的石 灰作辅助料；炉料熔清后向炉内补加10kg粒度为3 7mm的焦炭，将还原时间控制在135min、 终点温度在1673°C时出炉，出炉后即获得钒锰铁合金和还原渣。
经检测，所得的钒锰铁合金成分为5. 2%C、 11.6%V、 62. 5%Mn、 1.08%Si、 0. 013%S、 0. 11%P，余量为Fe，以上均为重量百分比，百分数之和为100%;再将该钒锰铁合金作为合
金化材料，代替钒铁合金与锰铁合金进行攀钢集团现工艺条件下冶炼J55运输管线钢水的合 金化，其它合金加入类别和加入量按原操作制度执行；钒锰铁合金和硅锰合金的加入量按与 钢水质量比为O. 9%和1. 2%加入，合金化后的钢水成分为0. 093%C、 0. 09%V、 1. 4%Mn、 0. 25%Si、 0. 008%S、 0. 014%P，达到了满足此钢种的成分要求。
权利要求
1.一种用于冶炼含钒、锰合金钢的合金化材料，其特征在于它是含有8％～12％的V、40％～65％的Mn的钒锰铁合金。
2.根据权利要求l所述的合金化材料，其特征在于是由以下方法制备的a、 将^05含量15% 25%、 TFe含量22。/。 30。/。的精钒渣与含TMn含量为25。/。 35。/。的锰矿或 富锰渣和还原剂混合并造球团，b、 将步骤a制备的球团与调渣剂通过熔融还原获得8。/。 12。/。V、 40% 65°观11的钒锰合金 ，即得。
3. 一种制备权利要求1或2所述的合金化材料的方法，其特征在于包 括以下步骤a、 将^05含量15% 25%、 TFe含量22。/。 30。/。的精钒渣与含TMn含量为25。/。 35。/。的锰矿或 富锰渣和还原剂混合并造球团，b、 将步骤a制备的球团与调渣剂通过矿热电炉熔融还原，获得8。/。 12。/。V、 40% 65%Mn 的钒锰合金，即得。
4.根据权利要求3所述的制备合金化材料的方法，其特征在于步骤 a中所述的还原剂用量为占球团总质量的20 % 30 % 。
5.根据权利要求4所述的制备合金化材料的方法，其特征在于所述 的还原剂为焦碳或煤粉。
6.根据权利要求3所述的制备合金化材料的方法，其特征在于所述 的锰矿或富锰渣的用量为占球团总质量的40% 60% 。
7.根据权利要求3所述的制备合金化材料的方法，其特征在于所述 的球团粒度为8 12mm，落下强度为lM橡胶板上8 12次/球。
8.根据权利要求4所述的制备合金化材料的方法，其特征在于步骤 1)所述的熔融还原时配加占球团总质量的8% 15%的石灰和3% 5%的硅石作辅助料进行调渣 ，还原时间120 140min，终点温度在1630 1680。C 。
9.权利要求1或2所述的合金化材料在制备含钒、锰合金钢中的用途
10. 一种制备含钒、锰合金钢的方法，其特征在于包括以下步骤将 权利要求1或2所述的合金化材料作为原料对钢水进行合金化，即得。
全文摘要
本发明提供了一种用于冶炼含钒、锰合金钢的合金化材料及其制备方法，属于冶金领域。本发明钒锰铁合金含有8％～12％的V、40～65％的锰，是由以下方法制备的a.将V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>含量15％～25％、TFe含量22％～30％的精钒渣与含TMn含量为25％～35％的锰矿或富锰渣和还原剂混合并造球团；b.将步骤a制备的球团与调渣剂通过矿热电炉熔融还原获得8～12％V、40～65％Mn的钒锰铁合金，即得。本发明合金化材料可用于钢铁领域中含钒、锰合金钢的合金化，代替钒铁、锰铁，降低在含钒、锰合金钢的生产成本、优化含钒、锰合金钢的工艺。
文档编号C22C35/00GK101177757SQ20071020262
公开日2008年5月14日 申请日期2007年11月22日 优先权日2007年11月22日
发明者为 何, 戈文荪, 文永才, 李安林, 汤天宇, 建 王 申请人:攀钢集团攀枝花钢铁研究院