专利名称:铌渣合金化添加剂及其在炼钢中的应用的制作方法
本发明属于铌添加剂及其在炼钢中的应用方法。
一般冶炼含铌低合金钢和合金钢主要采用各种品位的铌铁作为合金添加剂。曾经报导过应用氧化钼和氧化钨及相应的还原剂，在电炉中冶炼含钼和钨的合金钢;还有应用钒渣作合金化添加剂冶炼含钒的低合金钢，已经获得成功。美国专利提出用纯Nb2O5(99%)和含Nb2O560%的烧绿石精矿与还原剂混合制成球团作为合金化的添加剂，将其应用于冶炼含铌低合金钢，其加入方法是在避免与渣和氧化气氛接触的条件下将该添加剂投入钢液。再有用含铌平炉渣经高炉-转炉提铌后得到的铌渣，渣中含Nb2O5＜10%，MnO＞40%，P2O5＞5%，并含有～20%的高磷铁珠，经过脱磷处理后炼制成含Nb10～15%的低级铌锰铁，也可用于炼钢。然而这种铌铁生产流程长，成本又高。在此以前，尚未见到用铌渣作为合金化添加剂冶炼含铌低合金钢的报导。应用铌铁冶炼含铌合金钢，铌的收得率稳定，应用广泛，但成本较高。采用铌精矿和纯Nb2O5作为合金化添加剂，也需经原料加工提纯，耗资也较高。
本发明为了降低冶炼含铌低合金钢的合金化成本，采用铌渣直接做合金化添加剂。因为铌渣中Nb2O5含量低，并含有大量SiO2和MnO以及P2O5等其它多种氧化物，所以使用铌渣直接做合金添加剂时，不但要考虑铌的收得率，同时还需考虑渣中MnO，P2O5等组元的还原以及渣的冶金性能，以使钢液中各种成份均符合钢种要求。因此使用铌渣比使用铌铁或纯氧化物有其困难之处。
本发明采用通过铁水提铌或其它方法得到的含磷较低的低品位含铌渣。铌渣中含Nb2O5＞4%，Nb/P比大于5。还原剂是从碳粉、硅铁、碳化钙、硅钙合金、铝中选择一种或多种，按重量百分比计算，铌渣为30～90%，还原剂为10～70%。将上述配比的铌渣、还原剂混合制成团块。使用添加剂时，按碱度(CaO/SiO2)为0.5～2配加石灰做熔剂。对于含有高磷铁珠的铌渣，其渣铁中Nb/P比总和小于5的铌渣，预先经渣铁分离和脱磷处理，再做成铌渣合金化添加剂的粉状混合物;对渣铁中Nb/P比总和大于5的铌渣，还可采用铌渣、还原剂、熔剂的散料混合物。对于含铌锡渣，可先进行脱锡处理，再做成合金化添加剂。
本发明的铌渣合金化添加剂的加入方法，可在各种炼钢过程中，将铌渣合金化添加剂加入钢液，也可在出钢前预先将该添加剂加入钢包烘烤，再出钢混冲。在炼钢过程中，将铌渣合金化添加剂加入钢液，其添加剂中Nb2O5被还原为铌的合金化过程中，控制钢液含硅量大于0.2%，渣中ΣFeO＜3%，碱度大于1，或者在脱氧合金化阶段加入铌渣合金化添加剂，待熔化后出钢;还可预先将钢液脱氧合金化，再将该添加剂加入钢液，也可采用喷射方法加入。采用不同加入方法时，铌渣中铌的回收率为40～85%。
在电炉冶炼过程中，氧化期末钢中碳达规格的中下限，〔P〕＜0.025%，温度合格时，扒除氧化渣，加铝0.5～1.0公斤/吨钢进行强制脱氧，造新渣，按硅含量0.2%配入硅铁并加入铌渣合金化添加剂，按重量比铌渣为70～90%，硅铁粉和碳粉10～30%，碱度大于2。再按工艺要求加入适量的扩散脱氧剂碳粉和硅铁粉，还原时间大于20分钟，渣中ΣFeO＜1%，碱度2～4，炉渣变成黄白色或白色时出钢。铌的实收率为70～85%。
实例采用电炉冶炼工艺冶炼16MnNb钢。氧化期末钢液〔C〕≈0.15%，〔P〕＜0.025%，扒去氧化渣，加铝0.5～1.0公斤/吨钢强制脱氧，造新渣。钢中硅含量按0.2%配入硅铁(硅铁收得率按60%计算)，钢中锰含量按1%配入锰铁(锰铁收得率按100%计算)，加入铌渣合金化添加剂，碱度控制大于2。随后补加硅铁粉和碳粉扩散脱氧。关闭炉门15～20分钟，然后取样分析。根据分析结果补加硅铁，锰铁调正成份，并加铝0.5～1.0公斤/吨钢脱氧出钢。冶炼结果列入下表(表见下页)
用铌渣合金化添加剂与先将铌渣炼制成低级铌铁(含Nb10～15%)或中、高品位的铌铁再作为合金加入剂应用到冶炼含铌低合金钢相比，具有以下优越性
1.冶炼每吨钢加入铌元素的成本费，铌渣法比铌铁法低30～50%。
2.铌渣法中铌的实收率比铌铁法中铌的总回收率(先炼成铌铁再加入钢中的总和)高5～10%。
3.可节省铌渣冶炼铌铁时所消耗的能源。
权利要求
1、一种用于冶炼含铌低合金钢的合金化添加剂，它含有Nb2O5和从硅钙合金或碳化钙为还原剂制成团块，其特征在于含Nb2O5＞4%，Nb/P大于5的含铌渣，按团块重量的30～90%配加，还原剂是从碳粉，硅铁粉，碳化钙，铝粉，硅钙合金粉选择，按团块的10～70%配加，再配加氧化钙使添加剂碱度(CaO/SiO2)为0.5～2，
2、根据权利要求
1所述的铌渣添加剂，其特征在于混合散料制成，
3、根据权利要求
1所述的铌渣添加剂，其特征在于以硅钙合金为还原剂，
4、根据权利要求
1所述的铌渣添加剂，其特征在于以碳化钙为还原剂，
5、根据权利要求
1所述的铌渣添加剂，其特征在于以硅铁为还原剂，
6、根据权利要求
1所述的铌渣添加剂，其特征在于以铝粉为还原剂，
7、根据权利要求
1所述的铌渣添加剂，其特征在于以硅钙合金、铝粉为还原剂，
8、根据权利要求
1所述的铌渣添加剂，其特征在于以硅钙合金、碳粉为还原剂，
9、根据权利要求
1所述的铌渣添加剂，其特征在于以硅铁粉、碳粉为还原剂，
10、根据权利要求
1所述的铌渣添加剂，其特征在于以硅铁粉、硅钙合金粉为还原剂，
11、根据权利要求
1所述的铌渣添加剂，其特征在于以碳粉、铝粉为还原剂。
12、一种冶炼含铌低合金钢的铌渣合金化添加剂的加入方法，在炼钢过程中将铌渣合金化添加剂加入钢液，其特征在于铌合金化过程中，控制钢液含硅量大于0.2%，渣中氧化铁含量小于3%，碱度大于1，
13、根据权利要求
12所述的方法，其特征在于去除氧化渣后，将铌渣合金化添加剂加入钢液，
14、根据权利要求
12所述的方法，其特征在于钢液进行脱氧合金化后，将铌渣合金化添加剂加入钢液，
15、根据权利要求
12所述的方法，其特征在于钢液进行脱氧合金化后，将铌渣合金化添加剂的粉状料喷射进入钢液，
16、根据权利要求
12所述的方法，其特征在于炼钢过程的合金化阶段，加入铌渣合金化添加剂，
17、根据权利要求
12所述的方法，其特征在于出钢过程中，加入铌渣合金化添加剂，
18、根据权利要求
17所述的方法，其特征在于将铌渣合金化添加剂加入钢液，
19、根据权利要求
17所述的方法，其特征在于将铌渣合金化添加剂先加入包内烘烤后出钢，
20、根据权利要求
12所述的方法，其特征在于电弧炉炼钢的氧化末期，钢液含磷小于0.025%时，扒去氧化渣，加0.5～1.0公斤/吨的铝脱氧，造新渣和加入铌渣合金化添加剂，
21、根据权利要求
20所述的方法，其特征在于还原时间大于20分钟，渣中ΣFeO＜1%，碱度大于2时，钢渣混出，
22、根据权利要求
12～19所述的方法，其特征在于铌渣中铌的回收率为40～85%，
23、根据权利要求
12，20，21所述的方法，其特征在于铌渣成份Nb2O5为4～10%，Nb2O5与P2O5之比为5～12，铌渣合金化添加剂按重量百分比计算，铌渣为70～90%，硅铁粉和碳粉还原剂为30～10%，碱度为2～4，铌的回收率为70～85%，
24、根据权利要求
12，13，14，15，16，18，19，21所述的方法，其特征在于进行钢包吹氩搅拌处理。
专利摘要
本发明是一种铌渣合金化添加剂。它是由(Nb2O5)＞4％、(Nb/P)＞5的铁水提铌渣、碳或硅铁等还原剂组成。按重量配比，铌渣为30～90％，还原剂为10～70％混合制成球团或散料。该添加剂用于含铌低合金钢的合金化，在冶炼中，控制钢液含硅量大于0.2％，渣中碱度大于1、氧化铁小于3％，铌的回收率为40～85％。在电炉炼钢还原期加入铌渣添加剂，铌回收率达70～85％。该法与铌铁合金化相比，铌回收率提高5～10％，成本降低30～50％，且降低电耗。
文档编号C22C33/04GK85103106SQ85103106
公开日1986年10月22日 申请日期1985年4月26日
发明者陈伟庆, 林宗彩, 周荣章, 王绍琴, 赵慧英, 黄晔 申请人:北京钢铁学院, 石家庄钢铁厂, 包头东风钢铁厂导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan