专利名称：冶炼铌钢以及冶炼钒钢的方法
技术领域：
本发明涉及一种冶炼铌钢以及冶炼钒钢的方法。
背景技术：
传统的铌钢或钢铁冶炼方法是在铁水或生铁经转炉或电炉冶炼之后，再经二次精炼，熔配法加入铌铁合金，制备含铌钢或其他钢铁产品。然而，由于白云鄂博矿不仅富含量铁、稀土等元素，而且富含丰富的铌等70多种元素，140多种矿物，其中稀土的储量为居世界第一，铌的储量为居世界第二。然而，由于白云鄂博矿铌矿物密切共生、嵌布粒度极细，可选差异性少，选别富集困难，铌资源的选矿已成为世界性的难题。目前，随着白云鄂博铁矿的开采，铁的利用率为70%，稀土的利用率仅为10%，而铌资源几乎为零。铌资源在选矿过程中部分进入尾矿，进入铁精矿中的铌资源经高炉冶炼进入铁水，含铌铁水经转炉冶炼铌被氧化进入炉渣，也未被利用。
发明内容
针对相关技术中存在的一个或多个问题，本发明的目的在于提供一种从含铌铁水中冶炼铌钢的方法，步骤如下将含铌生铁或含铌铁水，置于中频炉中，升温至选自1350°C 1600°C的设定温度，加入造渣剂；造渣剂熔化后，从铁水底部吹入工业纯氧，控制铁水温度在该设定温度± 10°C之内，供氧强度控制在O. I 10. ONmVt · min之内；在吹纯氧维持在50min 8小时之后，可选择性地对铁水进行脱碳、脱硫、脱磷的任意组合处理，然后再进行提铌或保铌；接着，根据冶炼钢种要求，依次进行脱氧、二次精炼、合金化，以冶炼含铌微合金钢。优选地，含铌铁水的成份为C质量百分比为4. O % 4. 4%、Si质量百分比为 O. 1% O. 7%、Mn 质量百分比为 O. 1% O. 6%、S 彡 O. 06%、P 彡 O. l%、Nb = O. 015% O. 1%。优选地，造渣剂包含CaO、SiO2和CaF2，根据熔渣的碱度、铁水的温度，按照一定的比例加入铁水表面，熔渣熔化后，才能进行吹入工业纯氧。本发明还提供一种从含钒铁水中冶炼钒钢的方法，步骤如下将含钒生铁或含钒铁水，置于中频炉中，升温至选自1350°C 1600°C的设定温度，加入造渣剂；造渣剂熔化后，从铁水底部吹入工业纯氧，控制铁水温度在该设定温度± 10°C之内，供氧强度控制在O. I 10. ONmVt · min之内；在吹纯氧维持在50min 8小时之后，可选择性地对铁水进行脱碳、脱硫、脱磷的任意组合处理，然后再进行提钒或保钒；
接着，根据冶炼钢种要求，依次进行脱氧、二次精炼、合金化，以冶炼含钒微合金钢。优选地，含钒铁水的成份为C质量百分比为4. 0% 4. 4%、Si质量百分比为 O. 1% O. 7%、Mn 质量百分比为 O. I % O. 6%、S≤ O. 06%、P ≤ O. I %、V = O. I % O. 5%。优选地，造渣剂的主要成份是CaO、SiO2和CaF2，根据熔渣的碱度、铁水的温度，按照一定的比例加入铁水表面，熔渣熔化后，才能进行所述的吹入工业纯氧。优选地，含铌铁水按重量百分比计包括C 4. 23%, Si 0. 33 %、Mn :0. 54%、P : O. 089%, S 0. 046%, Nb :0. 015%，将含铌铁水置于中频炉中，升温至1350°C时，加入造渣剂，造渣剂包括CaO和CaF2，其中CaO和CaF2的质量比例为90 10，并且加入的造渣剂的质量为含铌铁水的3%，待造渣剂熔化后，从含铌铁水吹氧，其中吹氧强度为O. 2Nm3/t -min, 吹炼时间为50min。优选地，含铌铁水按重量百分比计包括C :4. 13%、Si :0. 436%、Mn :0. 437%、 P 0. 097%, S 0. 051%, Nb :0. 015 %，将含铌铁水置于中频炉中，升温至1350±10°C时， 加入造渣剂，造渣剂包括CaO、SiO2以及CaF2，其中CaO、SiO2以及CaF2的质量比例为 47.5 47. 5 5，并且加入的造渣剂的质量为含铌铁水的3%，待造渣剂熔化后，从含铌铁水吹氧，其中吹氧强度为O. 5Nm3/t · min，吹炼时间为8小时。优选地，含铌铁水按重量百分比计包括C 4. 21%, Si 0. 409%, Mn :0. 443%, P O. 098%, S 0. 049%, Nb :0. 01 %，将含铌铁水置于中频炉中，升温至1475± 10°C时，加入造渣剂，造渣剂包括Ca0、Si02以及CaF2，其中Ca0、Si02以及CaF2的质量比例为60 13 27， 并且加入的造渣剂的质量为含铌铁水的3%，待造渣剂熔化后，从含铌铁水吹氧，其中吹氧强度为O. 5Nm3/t · min,吹炼时间为8小时。优选地，含钒铁水按重量百分比计包括C :4. 23%、Si 0. 31%, Mn 0. 443%, P O. 1%, S 0. 049%、V :0. 3%，将含钒铁水置于中频炉中，升温至1500±10°C时，加入造渣剂，造渣剂包括CaO、SiO2以及CaF2，其中CaO、SiO2以及CaF2的质量比例为60 15 25， 并且加入的造渣剂的质量为含钒铁水的3%，待造渣剂熔化后，从含钒铁水吹氧，其中吹氧强度为0. 3Nm3/t · min,吹炼时间为8小时。相比于现有技术而言，本发明的有益效果在于根据选择性氧化的原理，采取底吹氧气的办法吹氧，使铁水中的碳、硅等元素氧化去除、提取铁水中各种所需元素，而选择性保留铁水中的有价元素如铌或者钒元素，并使其在铁水或钢水中的含量保持在一定的范围内，根据冶炼钢种添加所需合金元素，冶炼含铌微合金钢或钒钢，另外该方法无需常规的转炉，工艺简单。
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图I是本发明的从含铌铁水中冶炼铌钢的方法流程图；图2是本发明的从含钒铁水中冶炼钒钢的方法流程图；以及图3是本发明的铁水加渣吹氧冶炼示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。如图I所示，从含铌铁水中冶炼铌钢的步骤如下将含铌生铁或含铌铁水，置于中频炉I (如图3所示)中，升温至1350°C 1600°C， 加入造洛剂；造渣剂熔化后，从铁水底部吹入工业纯氧，控制铁水温度在设定温度± 10°C之内， 供氧强度控制在O. I 10. ONm3/1 *min (标准工况下每分钟每吨吹氧O. I 10. O立方米) 之内；在吹纯氧维持在50min 8小时之后，可选择性地对铁水进行脱碳、脱硫、脱磷的任意组合处理，然后再进行提铌或保铌；接着，根据冶炼钢种要求，依次进行脱氧、二次精炼、合金化，以冶炼含铌微合金钢。其中，含铌铁水的成份为C质量百分比为4.0% 4.4%、Si质量百分比为 O. 1% O. 7%、Mn 质量百分比为 O. 1% O. 6%、S 彡 O. 06%、P 彡 O. l%、Nb = O. 015%
O.I %。造渣剂包含CaO、SiO2和CaF2，根据熔渣的碱度、铁水的温度，按照一定的比例加入铁水表面,熔渣熔化后,才能进行吹入工业纯氧。如图2所示，从含钒铁水中冶炼钒钢的步骤如下将含钒生铁或含钒铁水，置于中频炉I中，升温至1350°C 1600°C，加入造渣剂；造渣剂熔化后，从铁水底部吹入工业纯氧，控制铁水温度在设定温度± 10°C之内， 供氧强度控制在O. I 10. ONmVt · min之内；在吹纯氧维持在50min 8小时之后，可选择性地对铁水进行脱碳、脱硫、脱磷的任意组合处理，然后再进行提钒或保钒；接着，根据冶炼钢种要求，依次进行脱氧、二次精炼、合金化，以冶炼含钒微合金钢。其中，含钒铁水的成份为C质量百分比为4.0% 4. 4 %、Si质量百分比为
O.1% O. 7%、Mn 质量百分比为 O. I % O. 6%、S 彡 O. 06%、P 彡 O. I %、V = O. I %
O.5%。造渣剂的主要成份是CaO、SiO2和CaF2,根据熔渣的碱度、铁水的温度，按照一定的比例加入铁水表面，熔渣熔化后，才能进行所述的吹入工业纯氧。下面通过4个具体实施例来详细描述本发明的从含铌铁水中冶炼铌钢以及从含钒铁水中冶炼钒钢的方法。实施例I :将含铌生铁置于底吹中频炉I内，铁水成份见表1，加热熔化，温度达到 1350°C时，加入造渣剂，CaO CaF2 = 90 10，加入量为生铁质量的3%，吹氧，吹氧强度为
O.2Nm3/1 · min,吹炼时间为50min,可以选择性地脱娃和硫,铁水成份变化见表I。表I含铌铁水及吹炼前后成份(wt. % )(质量百分比)
权利要求
1.一种冶炼铌钢的方法，其特征在于将含铌生铁或含铌铁水，置于中频炉中，升温至选自1350°C 1600°C的设定温度，加入造渣剂；造渣剂熔化后，从铁水底部吹入工业纯氧，控制铁水温度在所述设定温度± 10°C之内， 供氧强度控制在O. I 10. ONmVt · min之内；在所述吹纯氧维持在50min 8小时之后，可选择性地对铁水进行脱碳、脱硫、脱磷的任意组合处理，然后再进行提铌或保铌；接着，依次进行脱氧、二次精炼、合金化，以冶炼含铌微合金钢。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于含铌铁水的成份为C质量百分比为4. O % 4. 4 %、Si质量百分比为O. I % O. 7 %、 Mn 质量百分比为 O. 1% O. 6%、S 彡 O. 06%、P 彡 O. l%、Nb = O. 015% O. 1%。
3.根据上述任一权利要求所述的冶钢方法，其特征在于所述的造渣剂包含Ca0、Si02和CaF2，根据熔渣的碱度、铁水的温度，按照一定的比例加入铁水表面，熔渣熔化后，才能进行所述的吹入工业纯氧。
4.一种冶炼钒钢的方法，其特征在于，方法步骤如下将含钒生铁或含钒铁水，置于中频炉中，升温至选自1350°C 1600°C的设定温度，加入造渣剂；造渣剂熔化后，从铁水底部吹入工业纯氧，控制铁水温度在所述设定温度± 10°C之内， 供氧强度控制在O. I 10. ONmVt · min之内；在所述吹纯氧维持在50min 8小时之后，可选择性地对铁水进行脱碳、脱硫、脱磷的任意组合处理，然后再进行提钒或保钒；接着，根据冶炼钢种要求，依次进行脱氧、二次精炼、合金化，以冶炼含钒微合金钢。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于含钒铁水的成份为C质量百分比为4. O % 4. 4 %、Si质量百分比为O. I % O. 7 %、 Mn 质量百分比为 O. 1% 0.6%、S 彡 O. 06%、P 彡 O. 1%、V = O. 1% 0.5%。
6.根据权利要求4-5中任一项所述的方法,其特征在于所述的造渣剂的主要成份是Ca0、Si02和CaF2，根据熔渣的碱度、铁水的温度，按照一定的比例加入铁水表面，熔渣熔化后，才能进行所述的吹入工业纯氧。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述含铌铁水按重量百分比计包括C 4. 23%,Si 0. 33%,Mn :0. 54%,P 0. 089%,S O. 046%, Nb :0. 015%，将所述含铌铁水置于中频炉中，升温至1350°C时，加入造渣剂，所述造渣剂包括CaO和CaF2，其中所述CaO和所述CaF2的质量比例为90 10，并且加入的所述造渣剂的质量为所述含铌铁水的3%，待所述造渣剂熔化后，从所述含铌铁水吹氧，其中吹氧强度为O. 2Nm3/1 · min,吹炼时间为50min。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述含铌铁水按重量百分比计包括C :4. 13%,Si :0. 436%,Mn :0. 437%,P :0. 097%, S :0. 051%, Nb :0. 015%，将所述含铌铁水置于中频炉中，升温至1350±10°C时，加入造渣剂，所述造渣剂包括CaO、SiO2以及CaF2，其中所述CaO、SiO2以及所述CaF2的质量比例为 47.5 : 47.5 : 5，并且加入的所述造渣剂的质量为所述含铌铁水的3%，待所述造渣剂熔化后，从所述含银铁水吹氧，其中吹氧强度为O. 5Nm3/t · min,吹炼时间为8小时。
9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述含铌铁水按重量百分比计包括C :4. 21%,Si :0. 409%,Mn :0. 443%,P :0. 098%, S :0. 049%, Nb :0. 01%，将所述含铌铁水置于中频炉中，升温至1475±10°C时，加入造渣剂，所述造渣剂包括CaO、SiO2以及CaF2，其中所述CaO、SiO2以及所述CaF2的质量比例为 60 13 27，并且加入的所述造渣剂的质量为所述含铌铁水的3%，待所述造渣剂熔化后， 从所述含铌铁水吹氧，其中吹氧强度为O. 5Nm3/t · min，吹炼时间为8小时。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述含钒铁水按重量百分比计包括C :4. 23%, Si :0. 31%, Mn :0. 443%、P :0. I %、 S :0. 049%, Nb :0. 01%，将所述含钒铁水置于中频炉中，升温至1500±10°C时，加入造渣剂，所述造渣剂包括CaO、SiO2以及CaF2，其中所述CaO、SiO2以及所述CaF2的质量比例为 60 15 25，并且加入的所述造渣剂的质量为所述含钒铁水的3%，待所述造渣剂熔化后， 从所述含钒铁水吹氧，其中吹氧强度为O. 3Nm3/t · min，吹炼时间为8小时。
全文摘要
本发明提供一种从含铌铁水中冶炼铌钢的方法，步骤如下将含铌生铁或含铌铁水，置于中频炉中，升温至选自1350℃～1600℃的设定温度，加入造渣剂；造渣剂熔化后，从铁水底部吹入工业纯氧，控制铁水温度在设定温度±10℃之内，供氧强度控制在0.1～10.0Nm3/t·min之内；在吹纯氧维持在50min～8小时之后，可选择性地对铁水进行脱碳、脱硫、脱磷的任意组合处理，然后再进行提铌或保铌。根据选择性氧化的原理，采取底吹氧气的办法吹氧，使铁水中的碳、硅等元素氧化去除、提取铁水中各种所需元素，而选择性保留铁水中的有价元素如铌、锰或者钒等元素，并使其在铁水或钢水中的含量保持在一定的范围内。
文档编号C21C7/00GK102605231SQ20111043463
公开日2012年7月25日 申请日期2011年12月22日 优先权日2011年12月22日
发明者姜银举, 徐掌印, 李保卫, 李岩, 赵增武 申请人:内蒙古科技大学