[发明专利]一种可替代钒铁合金的复合合金及其生产工艺与应用

说明书

本发明属于炼钢技术领域，涉及钒渣在替代钒铁合金中的应用，具体涉及一种可替代钒铁合金的复合合金及其生产工艺与应用。所述复合合金包括以下原料及其质量百分比：钒渣93.0‑96.0％，石墨2.0‑3.0％,有机粘结剂2.0‑4.0％；所述生产工艺包括以下步骤：收集钒渣、石墨废弃物料，筛选、化验、配料；将钒渣、石墨和有机粘结剂各原料分别加热，混合搅拌，压球机造球，烘干，包装；钒渣、碳素石墨造球过程中钒、碳元素收得率可达99％。本发明复合合金在替代钒铁合金在炼钢中的应用。采用本发明复合合金在转炉出钢过程中对钢水进行钒合金化，合金元素收得率高，钒回收率可达93‑96％。

技术领域

本发明属于炼钢技术领域，涉及钒渣在替代钒铁合金中的应用，具体涉及一种可替代钒铁合金的复合合金及其生产工艺与应用。

背景技术

钒在冶钢中具有重要的应用，主要因为钒钢具有良好的铸造性能；对钒钢可采用低均热温度，从而充分利用能源；钒钢的轧制负荷低，生产得率高；钒钢具有耐磨性和良好的焊接热影响区韧性。

钢铁行业对钒铁合金需求量大，而钒铁合金价格昂贵，从而大大增加了钒钢的生产成本。此外，钒铁合金钒含量一般在50％左右，但部分钢种钒成份目标含量低，导致钒铁合金加入量少，现场称量精度要求高，钒成份精准控制易出波动，影响钢材质量。

中国专利申请(CN 108193011A)公开了一种含钒半钢转炉冶炼采用钒渣进行钒合金化的方法，该方法包括以下步骤：将钒渣破碎成块；转炉出钢前或出钢过程中，钢包到位后，根据转炉终点成份分析结果，将钒渣加入钢包内，并在出钢过程中加入脱氧剂与目标钢种的其他合金成分；出钢结束时控制钢包渣厚，并在渣面加入石灰和萤石。该方法所得钢种，钒的收得率稳定，工艺流程短，成本低廉，其化学成分和性能指标完全可以达到相关标准要求，为含钒钢种的生产提供了一条更经济的途径。

而本发明人在实际生产中发现，将破碎后的钒渣直接进行钒合金化炼钢，存在以下不足：破碎后的钒渣未经筛取、优选，属于粗加工产品，且钒含量波动大，每炉钢冶炼过程中钒渣加入量不统一，增加了现场操作难度；钒渣粒度大小不一、杂质含量高，加入钢水后熔化时间长，需增加吹氩时间1-2min，促使成分均匀；由于钒渣杂质含量高，加入钢包后钢水温降大，势必要提高初炼炉的出钢温度，增加了冶炼成本。

发明内容

为克服上述问题，本发明提供一种可替代钒铁合金的复合合金及其生产工艺与应用。

本发明技术方案如下：

本发明第一个方面，提供一种复合合金，所述复合合金中各元素质量百分比如下：钒 1.0-5.0％，碳1.0-5.0％，硅0.1-1.0％,磷0.0-1.0％，硫0.0-1.0％，余量为铁。

优选的，所述复合合金包括以下原料及其质量百分比：钒渣93.0-96.0％，石墨2.0-3.0％, 有机粘结剂2.0-4.0％；优选的，所述钒渣粒度≤5.0mm；优选的，所述钒渣中各元素质量百分比为：钒2.5-5.0％，碳0.1-0.2％，硅0.2-0.5％，磷0.02-0.05％，硫0.02-0.05％，铝2.0-5.0％,其余为铁。

本发明第二个方面，提供以上所述复合合金的生产工艺，所述生产包工艺括以下步骤：收集钒渣、石墨废弃物料，筛选、化验、配料；将钒渣、石墨和有机粘结剂各原料分别加热，混合搅拌，压球机造球，烘干，包装。

本发明第三个方面，提供以上所述复合合金在替代钒铁合金在炼钢中的应用。

本发明第四个方面，提供采用以上所述复合合金进行钒合金化的方法，所述方法包括以下步骤:在转炉炼钢出钢时，向钢包中加入以上所述复合合金，出钢结束后对钢水进行搅拌至均匀，取样、分析，得合格钢水。