专利名称：一种增加钢水钒含量的方法
技术领域：
本发明涉及钢冶金领域，特别涉及钒钢冶金技术领域。
背景技术：
据统计，目前我国钢筋年产量维持在I亿吨左右，但是强度在400兆帕以上的高强度钢筋仅占钢筋总产量的约三分之一，而500兆帕以上的钢筋年产量不足100万吨。近年来，335兆帕级钢筋逐步显露出屈服强度低，用于工程建筑中造成其承载能力低，抗震性差等弱点。对于中国这样的地震多发国家来说，大规模推广400兆帕以上高强度钢筋，既可以 减少建筑用钢材的用量，降低工程总造价，又可以减少建筑物发生灾难性的倒塌，从而最大限度地减少人员和财产的损失。目前国内传统工艺生产400兆帕钢筋HRB400E系列是在钢水合金化过程中加入V等微合金强化元素，使钢具有强度大、韧性、耐磨性、耐腐蚀性好等特点。但这一工艺存在的主要问题是钒氮、钒铁等合金价格昂贵，使生产成本大幅增加，挤占了企业的利润空间，不利于企业的发展，更不利于400兆帕以上高强度钢筋的扩大生产及推广。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种利用“废”钒渣增钒，使钢中的钒含量同样达到工艺要求，代替钒合金的使用，降低生产成本的工艺方法。本发明提供的是这样一种增加钢水钒含量的方法，其特征在于经过下列步骤
A、出钢时，在钢水合金化过程中，按2 3Kg/t钢的加入量，在钢水中加入V2O5含量为8 10 wt%的f凡禮:；
B、出钢后，在钢水中投入复合脱氧剂I 2Kg/t钢+调渣剂O.4 O. 6Kg/t钢+石灰
I.5 2. 5Kg/t钢，以造还原性精炼渣，使该渣覆盖整个钢包铁水面，再按O. 2 I. OKg/t钢的加入量，在洛面上投放SiC或招粒后,盖上钢包盖；
C、从钢包底部用压力为O.3 O. 4MPa，流量为140 160m3/h的氩气或氮气底吹4
6分钟，控制精炼渣碱度为2. O 2. 8，氧含量为5 20 ppm,使钢水增钒至O. 010 O. 015
Wt%。所述复合脱氧剂为市购产品。所述调洛剂为市购产品。所述钒渣为市购产品，其中的V2O5含量为8 10 wt%0和现有技术相比，本发明的有益效果是之所以可以使用钒渣代替钒氮合金，是利用钢水在氩站顶渣处理过程中，在顶渣还原性气氛下将钒渣中的V2O5还原成游离V进入钢液，使游离V能够与具有更强亲和力的氮结合，促进VN、VC在奥氏体-铁素体界面的析出，起到强化沉淀和细化晶粒的作用，同时也使钢中V含量达到工艺要求。在强度为400兆帕，轧制规格为Φ彡28 mm的热轧带肋钢筋生产中，钒含量一般要求达到O. 010 O. 020 wt%,通过本发明加入废钒渣，再通过钢包造还原性精炼渣，即俗称的“白渣”，完全可以替代钒合金的加入，使钢水满足钒含量要求，减少钒合金的用量，降低生产成本。
具体实施例方式下面结合实例对本发明作进ー步描述。实施例I
生产热轧带肋钢筋HRB400E，轧制规格为￠=28 mm，其成分控制要求以重量％计为C0. 20 0. 024,Si 0. 20 0. 45,Mn I. 25 I. 45,P く 0. 045,S く 0. 045,V 0. 010 0. 014，
余量为Fe及不可避免的杂质；出钢量55t。具体生产エ序如下
A、出钢时，在钢水合金化过程中，即投放合金的同时，在钢水中加入V2O5含量为9.72 wt% 的f凡洛 150Kg ；
B、出完钢，钢水到达氩站后，在钢水中投入80Kg复合脱氧剂、30Kg调渣剂、IOOKg石灰，以造还原性精炼渣，使该渣覆盖整个钢包铁水面，在渣面上加入30Kg铝粒、盖上包盖；
C、从钢包底部用压カ为0.3MPa，流量为160m3/h的氮气底吹5. 5分钟，控制精炼渣碱度为2. 6，氧含量为5. 2 ppm，使钢水增钒至0. 013 wt% ；
D、吹氮完毕，取钢包精炼渣分析呈灰白色，碱度R=2.6。钢水再通过传统浇注、轧制エ艺，轧成规格为￠28 mm的热轧带肋钢筋HRB400E，其化学成分以 wt% 计为C 0. 21, Si 0. 32, Mn I. 37，P 0. 035，S 0. 038，V0. 013，余量为 Fe;其力学性能完全符合技术要求。实施例2
生产热轧带肋钢筋HRB400E，轧制规格为￠=28 mm，其成分控制要求以重量％计为C0. 20 0. 24,Si 0. 20 0. 45,Mn I. 25 I. 45,P く 0. 045,S く 0. 045,V 0. 010 0. 014，余量为Fe及不可避免的杂质；出钢量55t,生产エ序如下
A.出钢时，在钢水合金化过程中，即投放合金的同时，在钢水中加入V2O5含量为9.8wt% 的f凡洛 130Kg ；
B.出完钢，钢水到达氩站后，在钢水中投入55Kg复合脱氧剂、22Kg调渣剂、137Kg石灰，以造还原性精炼渣，使该渣覆盖整个钢包铁水面，在渣面上加入IlKg SiC，盖上包盖；
C.从钢包底部用压カ为0.4MPa，流量为140m3/h的氮气底吹4分钟，控制精炼渣碱度为2. 8，氧含量为15. 7 ppm，使钢水增钒至0. Oil wt% ；
D.吹氮完毕，取钢包精炼渣分析呈灰白色，碱度R=2.8。钢水再通过传统浇注、轧制エ艺，轧成规格为￠28 mm的热轧带肋钢筋HRB400E，其化学成分以 wt% 计为C 0. 22, Si 0. 35,Mn I. 31，P 0.026，S 0.030，V 0.011，余量为 Fe;其力学性能完全符合技术要求。实施例3
生产热轧带肋钢筋HRB500E，轧制规格为￠=12 mm，其成分控制要求以wt%计为C0. 19 0. 25,Si 0. 35 0. 55,Mn I. 25 I. 50,P く 0. 045,S く 0. 045,V 0. 020 0. 030、Nb 0. 020 0. 030，余量为Fe及不可避免的杂质；出钢量 约55t。生产エ序如下
A.出钢时，在钢水合金化过程中，即投放合金的同时，在钢水中加入V2O5含量为9.05wt% 的f凡洛 150Kg ；
B.出完钢，钢水到达氩站后，在钢水中投入IlOKg复合脱氧剂、33Kg调渣剂、82Kg石灰，以造还原性精炼渣，使该渣覆盖整个钢包铁水面，在渣面上加入20Kg铝粒、盖上包盖；
C.从钢包底部用压カ为0.35MPa，流量为150m3/h的氩气底吹6分钟，控制精炼渣碱度为2. 0，氧含量为8. 7 ppm，使钢水在原有基础上增钒0. 015 wt% ；
D.吹氮完毕，取钢包精炼渣分析呈灰白色，碱度R=2.O。钢水再通过传统浇注、轧制エ艺，轧成规格为￠12 mm的热轧带肋钢筋HRB500E，其化学成分为C 0. 22 wt%, Si 0. 43 wt%,Mn I. 40 wt%, P 0. 028 wt%, S 0. 036 wt%,V0. 025wt%, NbO. 026 wt%，余量为Fe;其力学性能完全符合技术要求。实施例4
生产热轧带肋钢筋HRB400E，轧制规格为￠=28 mm，其成分控制要求以wt%计为C0. 20 0. 24,Si 0. 20 0. 45,Mn I. 25 I. 45,P く 0. 045,S く 0. 045,V 0. 010 0. 014， 余量为Fe及不可避免的杂质；出钢量55t,生产エ序如下
A.出钢时，在钢水合金化过程中，即投放合金的同时，在钢水中加入V2O5含量为10.0wt% 的 凡禮:IlOKg ；
B.出完钢，钢水到达氩站后，在钢水中投入55Kg复合脱氧剂、22Kg调渣剂、82.5Kg石灰，以造还原性精炼渣，使该渣覆盖整个钢包铁水面，在渣面上加入55KgSiC，盖上包盖；
C.从钢包底部用压カ为0.4MPa，流量为140m3/h的氩气底吹5分钟，控制精炼渣碱度为2. I,氧含量为20ppm,使钢水增I凡至0. 010 wt% ；
D.吹氮完毕，取钢包精炼渣分析呈灰白色，碱度R=2.I。钢水再通过传统浇注、轧制エ艺，轧成规格为￠28 mm的热轧带肋钢筋HRB400E，其化学成分以 wt% 计为C 0. 22, Si 0. 35,Mn I. 31,P 0. 026, S 0. 030, V 0.010，余量为 Fe;其力学性能完全符合技术要求。实施例5
生产热轧带肋钢筋HRB400E，轧制规格为￠=28 mm，其成分控制要求以wt%计为C0. 20 0. 24,Si 0. 20 0. 45,Mn I. 25 I. 45,P く 0. 045,S く 0. 045,V 0. 010 0. 014，余量为Fe及不可避免的杂质；出钢量55t,生产エ序如下
A.出钢时，在钢水合金化过程中，即投放合金的同时，在钢水中加入V2O5含量为8.02wt% 的f凡洛 165Kg ；
B.出完钢，钢水到达氩站后，在钢水中投入IlOKg复合脱氧剂、33Kg调渣剂、120Kg石灰，以造还原性精炼渣，使该渣覆盖整个钢包铁水面，在渣面上加入22Kg铝粒、盖上包盖；
C.从钢包底部用压カ为0.4MPa，流量为140m3/h的氮气底吹5分钟，控制精炼渣碱度为2. 7，氧含量为16. 7 ppm，使钢水增钒至0. 014 wt% ；
D.吹氮完毕，取钢包精炼渣分析呈灰白色，碱度R=2.7。钢水再通过传统浇注、轧制エ艺，轧成规格为￠28 mm的热轧带肋钢筋HRB400E，其化学成分以 wt% 计为C 0. 22, Si 0. 35,Mn I. 31，P 0.026，S 0.030，V 0.014，余量为 Fe;其力学性能完全符合技术要求。效果对比
经济效益以生产轧制规格为小28mm热轧带肋钢筋HRB400E为例，常规エ艺在合金化过程是每炉钢中加入9 kg VN-80合金(出钢量按55吨计)，目前其市场价为14万元/吨，则使用VN合金的吨钢成本为0.009 吨 X 140000 元 / 吨 +55 吨=22. 91 元 / 吨；
目前品位为8 10wt%钒渣出厂价为3000元/吨，生产HRB400E每炉加入钒渣150 kg，则使用钒渣生产HRB400E的成本为
0.15 吨 X4000 元 / 吨 +55 吨=10. 91 元 / 吨；
使用钒渣代替钒氮合金生产低合金结构钢HRB400E，吨钢成本下降12元(22. 91-10. 91 = 12 元)。
社会效益本发明解决了现有技术中高强度钢筋生产成本较高，企业生产动カ不足等问题，为扩大生产及推广高强度钢筋起到推动作用。
权利要求
1.一种增加钢水钒含量的方法，其特征在于经过下列步骤 A、出钢时，在钢水合金化过程中，按2 3Kg/t钢的加入量，在钢水中加入V2O5含量为8 10 wt%的f凡禮:； B、出钢后，在钢水中投入下列造渣剂复合脱氧剂I 2Kg/t钢+调渣剂O.4 O. 6Kg/t钢+石灰I. 5 2. 5Kg/t钢，以便造还原性精炼渣，使该渣覆盖整个钢包铁水面，再按O.2 I. OKg/t钢的加入量，在渣面上投放SiC或铝粒后，盖上钢包盖；C、从钢包底部用压力为O.3 O. 4MPa，流量为140 160m3/h的氩气或氮气底吹4 6分钟，控制精炼渣碱度为2. O 2. 8，氧含量为5 20 ppm,使钢水增钒至O. 010 O. 015Wt%。
全文摘要
本发明涉及一种增加钢水钒含量的方法，其特征在于出钢时，在钢水合金化过程中，按2～3kg/t钢的加入量，在钢水中加入V2O5含量为8～10wt%的钒渣；出钢后，在钢水中投入复合脱氧剂1～2kg/t钢+调渣剂0.4～0.6kg/t钢+石灰1.5～2.5kg/t钢的造渣剂，再按0.2～1.0kg/t钢的加入量，在渣面上投放SiC或铝粒后，盖上钢包盖；从钢包底部用压力为0.3～0.4MPa，流量为140～160m3/h的氩气或氮气底吹4～6分钟，控制精炼渣碱度为2.0～2.8，氧含量为5～20ppm，使钢水增钒至0.010～0.015重量%。本发明用钒渣代替钒氮合金，减少钒合金的用量，降低生产成本。
文档编号C21C7/00GK102796938SQ20121030476
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月25日 优先权日2012年8月25日
发明者邓官平, 王定树, 汪世富 申请人:武钢集团昆明钢铁股份有限公司