本发明属于冶金领域，具体涉及fev80合金碳含量的控制方法。
背景技术：
作为目前钢铁工业应用最为广泛的钒微合金化中间合金，传统的钒铁合金冶炼主要是以钒氧化物为原料的直筒炉一步法钒铁冶炼工艺或倾翻炉多期法冶炼工艺，采用金属铝、硅铁等还原剂对钒氧化物进行高温热还原，反应生成的金属钒迅速与熔融金属铁固溶沉降。依据gb/t4139-2004钒铁国家标准，按照还原过程配铁量/钒含量及杂质含量的不同，可以得到8个不同钒铁合金牌号。fev80合金产品由于钒含量较fev50高，要得到相同杂质组成的fev80合金，其制备过程对冶炼原料的品位要求自然也就较fev50高。碳作为fev80合金中主要的非金属杂质，它的多少直接影响合金产品的质量及其作为中间合金加入到炼钢过程中对钢水碳含量的影响，控制好fev80合金成品中碳的含量，不仅能够提高fev80的经济价值，还能满足合金制备企业对于下游客户的特殊需求。铝热法冶炼钒铁碳的来源主要包括原料(钒氧化物、铁粒、铝粒)、电极、添加剂(石灰、萤石)及炉衬耐材(镁砖、镁碳砖)。因此，如何控制好碳的来源及过程控制方法，对合金碳含量的控制显得尤为重要。
专利cn100457949提供了一种超低碳高强高韧钢碳含量的控制方法，采用半镇静钢，真空处理前钢水氧活度保持在0.0080～0.0150％、碳含量保持在0.10％以下，真空度保持在300pa以下，利用碳氧反应脱碳。采用本发明的方法控制高强高韧钢的碳含量，工艺简单、成本低、易操作、碳含量易控制；专利cn103627839a提供了一种半钢炼钢碳含量控制方法及半钢炼钢方法，将1.5～6.0kg/(t半钢)的硅铁和1.0～5.0kg/(t半钢)的碳化硅加入到钢包中；然后将半钢兑入炼钢炉中，下枪吹氧并按吹炼要求加入相关造渣材料及合金，待钢水温度达到要求后提出氧枪，停止吹炼，该发明能够缩短初期渣形成时间，提高钢水温度；专利201510740668.4公开了一种控制粉末冶金制品碳氧含量的烧结方法，所述方法为在烧结过程中将待烧结制品摆放于可吸氧的金属板围成的封闭系统中进行烧结，该方法大大降低产品的碳氧含量，保证产品良好的综合力学性能。
从上述公开的技术看，传统冶金过程(特别是炼钢过程)对于不同冶炼阶段碳含量控制具有很多的技术储备和解决手段，相关工艺比较成熟，但是对于高温钒基合金杂质成分控制技术，并未见公开报道。
技术实现要素：
本发明提供了一种fev80合金碳含量的控制方法，该方法在现有合金生产的基础上，进行原料成分控制及加入脱碳剂等手段，使得fev80合金碳含量控制在0.09％以下，成品合格率明显提高。
本发明解决上述技术问题的技术方案，包括以下步骤：将原料v2o5、铝粒、铁粒和石灰混匀，分批次加入炉内冶炼，每批次冶炼结束后出一次渣，直到全部原料入炉冶炼完毕，炉内的混合渣金倒入锭模中，冷却、破碎即可；冶炼或出炉过程需加入脱碳剂。
优选的，上述fev80合金碳含量的控制方法中，所述脱碳剂为feo或fe2o3。
优选的，上述fev80合金碳含量的控制方法中，当脱碳剂为feo时，其加入量为10～100kg/tfev80；当脱碳剂为fe2o3时，其加入量为10～60kg/tfev80。此处的fev80根据原料的加入量理论计算得到。
优选的，上述fev80合金碳含量的控制方法中，所述冶炼或出炉过程需加入脱碳剂具体为：脱碳剂与最后一批次原料混合加入进行冶炼；或者冶炼过程中不加入脱碳剂，而是直接将脱碳剂平铺于锭模底部，再将混合渣金浇注于脱碳剂上。
优选的，上述fev80合金碳含量的控制方法中，所述脱碳剂平铺于锭模底部，需额外对冶炼电炉再进行加热，加热时间5～15min，温度控制在1850～1900℃，然后再将混合渣金浇注在平铺于锭模底部的脱碳剂上。
优选的，上述fev80合金碳含量的控制方法中，所述冶炼炉体内衬材质为镁砖，镁砖厚度为30～80cm，镁质内衬的碳含量在1.0％以下。
优选的，上述fev80合金碳含量的控制方法中，所述冶炼原料v2o5、fe、al、石灰中的碳含量分别在0.10％、1.00％、0.20％、2.00％以下。
优选的，上述fev80合金碳含量的控制方法中，原料v2o5、铝粒、铁粒、石灰的质量配加比例为10︰5～12︰1～1.3︰0.5～2.5。
优选的，上述fev80合金碳含量的控制方法中，每批次冶炼渣中钒含量低于1.2％为冶炼结束。
优选的，上述fev80合金碳含量的控制方法中，出渣量为总渣量的75～85％。
本发明方法通过原料成分控制及加入脱碳剂等手段最终得到了碳含量较低的fev80合金，具有方便、快捷、易操作的优点；通过该方法，fev80合金碳含量超标率降低93％以上，且合金中al、si、s等元素也得到较好的脱除，合金a级品率提高40％以上。
具体实施方式
控制fev80合金碳含量的方法，包括以下步骤：将原料v2o5、铝粒、铁粒和石灰混匀，分批次加入炉内冶炼，每批次冶炼完成后出一次渣，最后一批次冶炼原料中混合需要量的脱碳剂一起加入冶炼炉中冶炼，冶炼结束后，将渣金倒入锭模中，缓冷至800℃以下，拆炉、水冷、破碎即可；或者将原料v2o5、铝粒、铁粒和石灰混匀，分批次加入炉内冶炼，每批次冶炼完成后出一次渣，冶炼结束后，将渣金倒入平铺有脱碳剂的锭模中，加热保温，然后缓冷至800℃以下，拆炉、水冷、破碎即可。
本发明方法中对于脱碳剂的选择，主要是基于c的氧化脱除理论，需向冶炼过程加入氧化剂。目前冶金行业最常用氧化剂包括o2、高价化合物及高价金属离子。虽然o2具有很强的氧化性，且成本低廉，但是以它作为氧化剂的氧化脱碳过程不具备选择性氧化的条件，会造成合金主成分的氧化损失，而mn/cl/cr等高价化合物的加入会导致体系引入新的杂质；最终选择金属氧化物作为氧化剂，结合合金及熔渣氧化性强弱及渣金主要成分，最终选择铁氧化物作为脱碳剂。对于脱碳剂含量的控制，主要是考虑到铁氧化物与金属合金中过剩金属al、si元素的反应后，再进行脱碳反应。其上限控制值为合金铝含量及硅含量为成分合格标准限，下限为合金al/si含量为0时完全脱除合金c的加入量。当采用feo作为脱碳剂时为10～100kg/tfev80，当采用fe2o3作为脱碳剂时为10～60kg/tfev80。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
对比例
以8tv2o5为原料进行三期冶炼，期间出渣两次。冶炼原料v2o5、fe、al、石灰的碳含量分别为0.01％、0.95％、0.13％和1.92％。不添加任何脱碳剂，进行常规冶炼，总通电时间95min。三期冶炼结束后，渣中tv含量为1.35％，fev80合金v含量为80.14％，合金碳含量为0.29％，钒铁冶炼收率为96.5％。
实施例1
以8tv2o5为原料进行三期冶炼，两次出渣。冶炼原料v2o5、fe、al、石灰的碳含量分别为0.01％、0.06％、0.13％和0.33％。进行常规冶炼，总通电时间88min。三期冶炼结束后，渣中tv含量为1.30％，钒铁冶炼收率为96.8％，合金碳含量为0.15％。
实施例2
以8tv2o5为原料进行三期冶炼，两次出渣。冶炼原料v2o5、fe、al、石灰的碳含量分别为0.01％、0.06％、0.13％和0.33％。第三期混配料中混入脱碳剂feo480kg，总通电时间95min(浇铸前额外通电7min)。冶炼结束后，渣中tv含量为1.32％，钒铁冶炼收率为96.6％，合金碳含量为0.08％。
实施例3
以3tv2o5为原料按照一步法工艺进行冶炼，冶炼完成后渣铁同出，冶炼原料v2o5、fe、al、石灰的碳含量分别为0.01％、0.06％、0.15％和0.36％。加入脱碳剂feo100kg平铺于浇铸锭模底部，总通电时间25min。冶炼结束后，渣中tv含量为1.36％，钒铁冶炼收率为96.3％，合金碳含量为0.07％。
实施例4
以8tv2o5为原料进行三期冶炼，两次出渣。冶炼原料v2o5、fe、al、石灰的碳含量分别为0.01％、0.06％、0.11％和0.37％。第三期混配料中混入脱碳剂fe2o3320kg，总通电时间96min(浇铸前额外通电8min)。冶炼结束后，渣中tv含量为1.31％，钒铁冶炼收率为96.5％，合金碳含量为0.07％。
实施例5
以8tv2o5为原料进行三期冶炼，两次出渣。冶炼原料v2o5、fe、al、石灰的碳含量分别为0.01％、0.05％、0.15％和0.41％。第三期混配料中混入脱碳剂fe2o360kg，总通电时间95min。冶炼结束后，渣中tv含量为1.29％，钒铁冶炼收率为96.7％，合金碳含量为0.06％。