[发明专利]一种含镍铬合金钢的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及合金钢冶炼领域，具体涉及一种含有镍铬的中、低合金钢及其制备方法。

背景技术

目前，我国铁矿资源逐步减少，钢铁产能大幅度扩张，钢铁生产的铁矿资源大部分依靠进口，成本高昂。随着城市化进程的加快，建筑物的安全性越来越受到重视。国内现有的建筑行业多采用HRB335、HRB400型号的热轧带肋钢筋，但这些型号钢筋的强度、抗震型标准远远低于国外普遍使用的HRB500甚至更高的钢筋。国内关于高强度钢筋的研究主要集中在微量元素的添加上，如中国专利CN101717898A公开了一种含有硼氮微合金的HRB500E高强度抗震钢筋；中国专利CN101696484A公开了一种含有钒、铬的HRB400热轧带肋钢筋。但这些技术中需添加昂贵的合金调整钢水中微量元素的含量，而且铁矿石价格逐年攀升，导致了整个钢筋的制造成本居高不下。

红土镍矿中含有镍、铬等有价金属，其中也含有大量的铁。在国内，近年采用火法冶炼红土镍矿生产镍铁，作为炼钢的铁源开始受到重视。红土镍矿中大量的低品位和超低品位的镍矿，如含镍1.5％以下、含铁30％-50％，特别是含镍≤1％、含铁45％-50％的低品位红土镍矿，其中所含的各种元素目前还得不到综合性的利用。

发明内容

为克服现有低品位红土镍矿得不到综合利用的缺陷，本发明的目的是提供一种采用红土镍矿制备含镍铬合金钢的方法。

所述制备方法包括矿石烧结、烧结矿冶炼、精炼及铸造，所述含铁矿料按重量由10～100％的红土镍矿和0～90％的铁矿石组成；优选按重量由10～90％的红土镍矿和10～90％的铁矿石组成。

所述红土镍矿含镍≤1.5％、铁：30～50％、铬：1～2％；优选含镍≤1％、铁：45～50％、铬：1～1.5％。

所述合金钢为中、低合金钢。

所述制备方法进一步包括以下步骤：

(1)将红土镍矿进行脱水预处理；

(2)参配含铁矿料，再进行烧结得到烧结矿；

(3)将所述烧结矿经高炉冶炼得到铁水；

(4)将所述铁水通过转炉或电炉进行精炼，并调节钢水成分；

(5)将所述钢水进入连铸，铸造即得所述合金钢。

上述制备方法中，步骤(1)所述的红土镍矿脱水预处理可以采用吸水剂脱水，或通过烘干设备脱水。吸附剂可以选自生石灰、碳酸钠、碳酸氢钠、高岭土、膨润土、沸石粉等常见的工业吸水剂，加入量为红土镍矿重量的3～15％；所述烘干设备为本领域常见的烘干窑或烘干炉等。脱水可以降低红土镍矿的水分含量和粘度，使其更好地烧结。也可以将两种脱水方式相结合更加有效地进行脱水处理。

步骤(2)中含铁矿料的参配，可根据钢水中需要的镍铬量以及红土镍矿的品种，计算得出铁矿石与红土镍矿的配比量。步骤(2)中烧结的工艺、设备采用目前常规的生产工艺和设备。

步骤(4)所述的精炼过程中，可根据钢种的不同添加其他所需要的微量元素，如锰、硅、铌、钒等，由于红土镍矿中也含有如锰等元素，因此，微量元素添加的量根据钢种的碳当量以及钢水的化验成分严格控制，而钢水中镍、铬的量也可以通过常见精炼工艺进行控制，在精炼过程完毕后得到所需要的合金钢的各个成分。

步骤(3)-(5)所述冶炼、精炼、连铸的工艺和设备均采用目前常规的生产工艺和设备。

本发明还提供了一种上述制备方法中任一项技术方案制备的合金钢，按重量由以下成分组成：C：0.1～0.35％；Si：0.3～1.0％；Mn：0.8～1.6％；Ni：0.05～3.0％；Cr：0.05～6.0％；Nb或V：0.0～0.25％；P：≤0.02％；S：≤0.02％；余量为Fe和不可避免的微量杂质。

上述合金钢优选按重量由以下成分组成：C：0.15～0.3％；Si：0.3～0.5％；Mn：0.8～1.5％；Ni：0.05～3.0％；Cr：0.05～3.0％；Nb或V：0.005～0.05％；P：≤0.02％；S：≤0.02％；余量为Fe和不可避免的微量杂质。

所述不可避免的微量杂质中可以包含对合金钢性能有益的一些常见微量元素，如钛元素，通常的合金钢中都会含有微量的钛。而本发明所述的制备方法得到的合金钢中会含有红土镍矿带来的微量钛元素，进一步加强合金钢的强度等性能。

所述合金钢可以用于制造高线、螺纹钢筋、板材等。基于此，本发明进一步提供了一种合金钢钢筋，所述钢筋的制备方法为首先采用前述合金钢的制备方法制备出合金钢坯，再将所得钢坯进行轧制得到所述钢筋。