一种钒酸钙直接合金化冶炼含钒钢水工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105369113A(43)申请公布日2016.03.02(21)申请号201510768650.5(22)申请日2015.11.12(71)申请人江阴兴澄特种钢铁有限公司地址214434江苏省无锡市江阴市滨江东路297号(72)发明人刘吉刚(74)专利代理机构江阴市同盛专利事务所(普通合伙)32210代理人唐纫兰孙燕波(51)Int.Cl.C22C33/04(2006.01)C22C38/12(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称一种钒酸钙直接合金化冶炼含钒钢水工艺(57)摘要本发明涉及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。本发明采用向冶炼炉或钢水的盛装容器内加入钒酸钙原料和还原剂的方法，利用钒酸钙原料与所加入的还原剂或钢水内元素反应实现钢水钒元素的快速合金化。CN105369113ACN105369113A权利要求书1/1页1.一种钒酸钙直接合金化冶炼含钒钢水工艺，其特征在于：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待钢水中钒元素含量稳定后，加入含钒合金调节钢水中的钒含量至目标值。2.根据权利要求1所述的钒酸钙直接合金化冶炼含钒钢水工艺，其特征在于：所述钒酸钙原料中的矾酸钙为偏钒酸钙、焦钒酸钙、正钒酸钙中的至少一种。3.根据权利要求1所述的钒酸钙直接合金化冶炼含钒钢水工艺，其特征在于：所述钒酸钙原料中还可以含有钒氧化物。4.根据权利要求3所述的钒酸钙直接合金化冶炼含钒钢水工艺，其特征在于：所述钒氧化物为一氧化钒、三氧化二钒、二氧化钒、五氧化二钒中的一种或一种以上的混合。5.根据权利要求1或2或3所述的钒酸钙直接合金化冶炼含钒钢水工艺，其特征在于：所述的钒酸钙原料中还包括杂质成分，所述杂质成分为碳酸钙、碳酸铁、铁氧化物、氧化镁中的一种或一种以上的混合或化合。6.根据权利要求1所述的钒酸钙直接合金化冶炼含钒钢水工艺，其特征在于：所述矾酸钙原料为粉料、块料或球团料。7.根据权利要求1所述的矾酸钙直接合金化的含钒钢水合金化工艺，其特征在于：所述的第一批还原剂为碳粉、硅铁粉、碳化硅、碳化钙、铝中的一种或一种以上的混合，添加量为所添加V元素质量的58%～137%；所述的第二批还原剂为硅铁粉、碳化硅、碳化钙、铝中的一种或一种以上的混合，添加量为所添加V元素质量的11%～27%。8.根据权利要求1所述的钒酸钙直接合金化冶炼含钒钢水工艺，其特征在于：所述钒酸钙原料按照钢水中0.001～10%进V量添加，具体添加量的计算方法为：([V]e-[V]i)×mFe/TV；其中[V]e为钢水中V的目标质量百分含量；[V]i为加入钒酸钙原料前钢水中V的质量百分含量；mFe为加入钒酸钙原料后钢水总重量，单位是吨；TV为钒酸钙原料中钒元素质量百分含量。2CN105369113A说明书1/5页一种钒酸钙直接合金化冶炼含钒钢水工艺技术领域[0001]本发明属于合金钢冶炼技术领域，具体涉及以钒酸钙作为原料冶炼含钒钢的工艺。背景技术[0002]由于在钢铁材料中能与其它合金元素共同作用，提高钢铁材料的使用性能，钒是合金钢中常用合金元素之一。目前，大部分合金钢冶炼企业在冶炼含钒合金钢过程中，采用冶炼炉内加入钒铁合金的方法来实现钢(铁)液的钒元素合金化，而钒铁合金是通过冶炼炉内(如矿热炉、电炉)利用还原剂还原五氧化二钒来生产的，因此含钒钢种冶炼需要经过三个工艺环节，即：五氧化二钒的提取、钒铁合金冶炼和合金钢合金化冶炼，其工艺流程长，能源消耗量大，环境负荷重。[0003]21世纪初，国内科研院所联合部分钢铁企业共同开发了五氧化二钒炉内还原法直接合金化冶炼工艺(一种V2O5直接合金化冶炼合金钢工艺，授权号：CN100469932，一种采用氧化物矿冶炼高速钢的方法，申请号：2007101792614)，该冶炼方法在熔化期、氧化期、还原期(下称“老三期”)电炉冶炼工艺之氧化期结束且扒渣干净时，于钢液面加入工业V2O5、还原剂、熔剂和添加剂的混合物，利用钢液热量进行V2O5还原反应从而实现钢液的钒元素合金化。[0004]该方法虽然减省由V2O5冶炼钒铁合金环节，降低生产成本和污染排放，也实现了钒合金收得率≥95%的效果，但由于V2O5为剧毒物质，冶炼炉加入时的扬尘及挥发气体将对工人健康造成极为严重的危害，且相较于钒酸钙，V2O5即使是工业纯级，其提取工艺环节也更复杂，增加了钢厂的原料成本。发明内容[00