[发明专利]一种五氧化二钒代替钒合金冶炼含钒合金钢的方法

说明书

本发明提供一种五氧化二钒代替钒合金冶炼含钒合金钢的方法，所述方法包括：向脱氧后的钢水中加入片状五氧化二钒与铝的混合物，合金化后对钢包底吹氩，精炼以及连铸后得到所述含钒合金钢。所述方法钒的总收得率相对于传统技术提高15％左右，整体工艺节能、节材效果明显，符合钢铁行业节能降耗、循环低碳的发展方向，对促进我国钒资源高效利用和钒微合金化炼钢技术的发展具有重要意义。

技术领域

本发明属于合金钢制备领域，涉及一种含钒合金的制备方法，尤其涉及一种五氧化二钒代替钒合金冶炼含钒合金钢的方法。

背景技术

钒是钢铁生产中十分重要的合金元素，有金属“维生素”之称。在钢中加入钒，可显著改善钢的性能。实践表明，在结构钢中加入0.1％的钒，可提高强度10～20％，减轻结构重量15～25％，降低成本8～10％。若采用含钒高强度钢时，可减轻金属结构重量40～50％，比普通结构钢的成本低15～30％。近年来中国含钒钢产量不断提高，品种不断增加，特别是在建筑用钢、管线钢、重轨钢和汽车及火车结构用钢等方面，发展十分迅速。

目前在转炉冶炼一般含钒钢时，多采用钒铁进行钒合金化工艺，但冶炼钒铁的过程中会消耗大量的原料以及硅、铝等优良还原剂和大量的电量，并产生大量的烟尘污染环境。受工艺及设备的影响，原料V₂O₅中的钒不能完全进入钒铁中，会造成资源利用率和合金元素收得率不高。

也有用钒氮合金、钒线、钒棒等含钒合金进行合金化，但用钒铁比较便宜的，因此普遍采用钒铁混合配料炼制，但该方法炼制时配料容易喷溅，浪费和污染都较严重，不但增加了能耗，而且导致转炉寿命降低，这些都提高了冶炼成本；在钒铁生产过程中，其工艺流程大体是将片状V₂O₅和生铁用电极或其它加热方法进行冶炼，得到钒铁后，在转炉出钢1/3～1/2时将计算好的钒铁量加入钢包中，由钢水的物理热将钒铁融化，钒融入钢水中，实现合金化，整个过程基本是物理过程，最终使钒进入钢中。该工艺耗能很大，不仅加工费用高，而且污染严重。用钒氮合金、钒线、钒棒等含钒合金进行合金化的原理基本与钒铁相同。

CN 105369113 A公开了一种钒酸钙直接合金化冶炼含钒钢水工艺，包括以下步骤：a将钒酸钙原料加入冶炼钢水内，并加入第一批还原剂，反应5～8min；b再向钢水中加入第二批还原剂，反应5min以上；c待钢水中钒元素稳定后，加入含钒合金调节钢水中的钒含量至目标值。上述方法先加入钒酸钙再加入还原剂，还原反应稳定性差，易出现高价钒还原不完全的现象。

上述实现钒钢合金化的工艺普遍能耗高，污染严重，在倡导节能减排，降低消耗和环境污染的今天，尤其需要进行改进，因此本发明通过研究对多种工艺进行分析和实验，使用片状V₂O₅直接用于转炉炼钢中，实现钒钢合金化的工艺方法。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种五氧化二钒代替钒合金冶炼含钒合金钢的方法，所述方法钒的总收得率(钒资源利用率)相对于传统技术提高15％左右，整体工艺节能、节材效果明显，符合钢铁行业节能降耗、循环低碳的发展方向，对促进我国钒资源高效利用和钒微合金化炼钢技术的发展具有重要意义。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种五氧化二钒代替钒合金冶炼含钒合金钢的方法，所述方法包括：

向脱氧后的钢水中加入片状五氧化二钒与铝的混合物，合金化后对钢包底吹氩，精炼以及连铸后得到所述含钒合金钢。

本发明中，可在除氧后根据所铸钢材性能的需求，向钢水中加入合金对钢材的性能进行调控。