[发明专利]一种冶炼钒氮合金钢水的方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种冶炼钒氮合金钢水的方法。

背景技术

钒氮合金化钢材是一种广泛使用的钢材，氮化钒又称钒氮合金，是一种新型合金添加剂，可以替代钒铁用于微合金化钢的生产；氮化钒添加于钢中能提高钢的强度、韧性、延展性及抗热疲劳性等综合机械性能，并使钢具有良好的可焊性；钒氮合金可用于结构钢，工具钢，管道钢，钢筋及铸铁中，应用于高强度低合金钢中可同时进行有效的钒、氮微合金化，促进钢中碳、钒、氮化合物的析出，更有效的发挥沉降强化和细化晶粒作用。

目前钢铁钒氮微合金化，都是通过炼钢、精炼时将钒氮合金从顶部加入钢水中，钒氮合金易进入钢渣中或烟气中，钒氮合金收得率低，均匀性差，成本高，控制难度大。

发明内容

本发明的目的是针对现有钒氮合金制取和炼钢技术中钒氮合金化成本高，收得率低，控制难度大等问题，提供一种冶炼钒氮合金钢水的方法。

本发明的方法按以下步骤进行：

1、铁水冶炼完成后在进行炼钢之前，先向铁水包内喷吹氮气6~10min，氮气供气强度为0.03~0. 05Nm³/t·min，使铁水中的氮的重量含量达到0.011~0.013%；

2、通过喷粉装置以氮气为载气将五氧化二钒粉料喷吹到铁水中，氮气同时作为反应原料和搅拌动力来源，其中五氧化二钒的喷吹量为1~2kg/t铁水，氮气供气强度为0.04~0.06Nm³/t·min；所述的五氧化二钒粉料的粒度≤0.05mm；

3、五氧化二钒粉料喷吹完后继续喷吹氮气3~5 min，氮气供气强度为0.01~0.03 Nm³/t·min，获得钒氮合金钢水。

上述的喷粉装置为底吹喷粉装置，包括喷粉罐和狭缝式喷粉透气砖，喷粉透气砖的狭缝宽度为0.15~0.24mm。

上述的方法获得的钒氮合金钢水中钒的重量百分比为0.04~0.1%。

上述方法中钒的收得率≥90%。

将上述的钒氮合金钢水按常规方式进行熔炼及精炼，获得钒氮合金钢，与传统的在钢水中加入钒氮合金冶炼同类钢材相比，本发明的产品的综合性能指标达到了相同或更好的性能效果。

本发明的方法钒的利用率高，以制备400MPa级20MnSiV钢筋为例，每吨可降低钒的用量20~50%，五氧化二钒的价格约为氮化钒的一半，与常规技术加入氮化钒进行微合金化相比能够大幅降低成品钢材的成本，且方法简单，易于实现。

具体实施方式

本发明实施例中采用的铁水原料成分按重量百分比为C3.9~4.1%, Si0.43~0.45%，Mn0.64~0.68%，P≤0.07%，S≤0.05%，N 0.006~0.01%，余量为Fe。

本发明实施例中喷吹氮气和喷吹V₂O₅粉料采用底吹喷粉装置，包括喷粉罐和狭缝式喷粉透气砖，喷粉透气砖的狭缝宽度为0.15~0.24mm。

本发明实施例中钒氮合金钢水中钒的重量百分比为0.04~0.1%。

本发明实施例中钒的收得率≥90%。

实施例1

铁水冶炼完成后在进行炼钢之前，先向铁水包内喷吹氮气6min，氮气供气强度为0.05Nm³/t·min，使铁水中的氮的重量含量达到0.011%；

通过喷粉装置以氮气为载气将五氧化二钒粉料喷吹到铁水中，氮气同时作为反应原料和搅拌动力来源，其中五氧化二钒的喷吹量为1kg/t铁水，氮气供气强度为0.06Nm³/t·min；所述的五氧化二钒粉料的粒度≤0.05mm；

五氧化二钒粉料喷吹完后继续喷吹氮气3min，氮气供气强度为0.01Nm³/t·min，获得钒氮合金钢水。

实施例2

铁水冶炼完成后在进行炼钢之前，先向铁水包内喷吹氮气8min，氮气供气强度为0.04Nm³/t·min，使铁水中的氮的重量含量达到0.012%；

通过喷粉装置以氮气为载气将五氧化二钒粉料喷吹到铁水中，氮气同时作为反应原料和搅拌动力来源，其中五氧化二钒的喷吹量为1.5kg/t铁水，氮气供气强度为0.05Nm³/t·min；所述的五氧化二钒粉料的粒度≤0.05mm；

五氧化二钒粉料喷吹完后继续喷吹氮气4min，氮气供气强度为0.02Nm³/t·min，获得钒氮合金钢水。

实施例3