[其他]铌渣合金化添加剂及其在炼钢中的应用

说明书

本发明属于铌添加剂及其在炼钢中的应用方法。

一般冶炼含铌低合金钢和合金钢主要采用各种品位的铌铁作为合金添加剂。曾经报导过应用氧化钼和氧化钨及相应的还原剂，在电炉中冶炼含钼和钨的合金钢;还有应用钒渣作合金化添加剂冶炼含钒的低合金钢，已经获得成功。美国专利提出用纯Nb₂O₅（99%）和含Nb₂O₅60%的烧绿石精矿与还原剂混合制成球团作为合金化的添加剂，将其应用于冶炼含铌低合金钢，其加入方法是在避免与渣和氧化气氛接触的条件下将该添加剂投入钢液。再有用含铌平炉渣经高炉-转炉提铌后得到的铌渣，渣中含Nb₂O₅＜10%，MnO＞40%，P₂O₅＞5%，并含有～20%的高磷铁珠，经过脱磷处理后炼制成含Nb10～15%的低级铌锰铁，也可用于炼钢。然而这种铌铁生产流程长，成本又高。在此以前，尚未见到用铌渣作为合金化添加剂冶炼含铌低合金钢的报导。应用铌铁冶炼含铌合金钢，铌的收得率稳定，应用广泛，但成本较高。采用铌精矿和纯Nb₂O₅作为合金化添加剂，也需经原料加工提纯，耗资也较高。

本发明为了降低冶炼含铌低合金钢的合金化成本，采用铌渣直接做合金化添加剂。因为铌渣中Nb₂O₅含量低，并含有大量SiO₂和MnO以及P₂O₅等其它多种氧化物，所以使用铌渣直接做合金添加剂时，不但要考虑铌的收得率，同时还需考虑渣中MnO，P₂O₅等组元的还原以及渣的冶金性能，以使钢液中各种成份均符合钢种要求。因此使用铌渣比使用铌铁或纯氧化物有其困难之处。

本发明采用通过铁水提铌或其它方法得到的含磷较低的低品位含铌渣。铌渣中含Nb₂O₅＞4%，Nb/P比大于5。还原剂是从碳粉、硅铁、碳化钙、硅钙合金、铝中选择一种或多种，按重量百分比计算，铌渣为30～90%，还原剂为10～70%。将上述配比的铌渣、还原剂混合制成团块。使用添加剂时，按碱度（CaO/SiO₂）为0.5～2配加石灰做熔剂。对于含有高磷铁珠的铌渣，其渣铁中Nb/P比总和小于5的铌渣，预先经渣铁分离和脱磷处理，再做成铌渣合金化添加剂的粉状混合物;对渣铁中Nb/P比总和大于5的铌渣，还可采用铌渣、还原剂、熔剂的散料混合物。对于含铌锡渣，可先进行脱锡处理，再做成合金化添加剂。

本发明的铌渣合金化添加剂的加入方法，可在各种炼钢过程中，将铌渣合金化添加剂加入钢液，也可在出钢前预先将该添加剂加入钢包烘烤，再出钢混冲。在炼钢过程中，将铌渣合金化添加剂加入钢液，其添加剂中Nb₂O₅被还原为铌的合金化过程中，控制钢液含硅量大于0.2%，渣中ΣFeO＜3%，碱度大于1，或者在脱氧合金化阶段加入铌渣合金化添加剂，待熔化后出钢;还可预先将钢液脱氧合金化，再将该添加剂加入钢液，也可采用喷射方法加入。采用不同加入方法时，铌渣中铌的回收率为40～85%。

在电炉冶炼过程中，氧化期末钢中碳达规格的中下限，〔P〕＜0.025%，温度合格时，扒除氧化渣，加铝0.5～1.0公斤/吨钢进行强制脱氧，造新渣，按硅含量0.2%配入硅铁并加入铌渣合金化添加剂，按重量比铌渣为70～90%，硅铁粉和碳粉10～30%，碱度大于2。再按工艺要求加入适量的扩散脱氧剂碳粉和硅铁粉，还原时间大于20分钟，渣中ΣFeO＜1%，碱度2～4，炉渣变成黄白色或白色时出钢。铌的实收率为70～85%。

实例：采用电炉冶炼工艺冶炼16MnNb钢。氧化期末钢液〔C〕≈0.15%，〔P〕＜0.025%，扒去氧化渣，加铝0.5～1.0公斤/吨钢强制脱氧，造新渣。钢中硅含量按0.2%配入硅铁（硅铁收得率按60%计算），钢中锰含量按1%配入锰铁（锰铁收得率按100%计算），加入铌渣合金化添加剂，碱度控制大于2。随后补加硅铁粉和碳粉扩散脱氧。关闭炉门15～20分钟，然后取样分析。根据分析结果补加硅铁，锰铁调正成份，并加铝0.5～1.0公斤/吨钢脱氧出钢。冶炼结果列入下表：（表见下页）

用铌渣合金化添加剂与先将铌渣炼制成低级铌铁（含Nb10～15%）或中、高品位的铌铁再作为合金加入剂应用到冶炼含铌低合金钢相比，具有以下优越性：