專利名稱：用含釩生鐵或海綿鐵直接熔煉釩合金鋼或釩鈦合金鋼的方法
技術領域：
本發明涉及一種用含釩生鐵或海綿鐵直接熔煉成釩合金鋼或釩鈦合金鋼的方法。
背景技術：
目前，在熔煉釩合金鋼或釩鈦合金鋼時，需用釩鐵作為合金的添加劑，而釩鐵由含釩生鐵或海綿鐵經轉爐吹成釩渣，釩渣經鈉法焙燒、加水、酸浸沉淀得V2O5，再由V2O5經熔煉后成釩鐵，工藝復雜，成本較高。而目前感應爐或電弧爐煉鋼的鋼料都用低碳鋼、工業純鐵、返回料或廢鋼，配加純金屬或鐵合金合金料，沒有用生鐵或海綿鐵熔煉成鋼，因為生鐵需要氧化掉許多雜質，而要用感應爐或電弧爐氧化到鋼的程度很難達到。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是用含釩生鐵或海綿鐵直接熔煉成釩合金鋼或釩鈦合金鋼的方法，該方法工藝簡單，成本低。
本發明解決技術問題所采用的技術方案是用含釩生鐵或海綿鐵直接熔煉釩合金鋼或釩鈦合金鋼的方法，該方法包括以下步驟1)裝料先在爐底裝入全部渣料，然后裝入含釩生鐵或海綿鐵，最后裝入低碳鋼；當含釩生鐵或海綿鐵中含釩量低于所煉鋼種的含釩量時，在裝入低碳鋼前先裝入合金鋼；2)熔化；3)氧化加入V2O5或鐵礦石脫碳；4)精煉加入Si或Al脫氧劑中地一種或一種以上脫氧；加入合金剛精煉；5)澆注。
本發明的有益效果是由于本發明在感應爐或電弧爐內采用含釩生鐵或海綿鐵氧化法直接熔煉釩合金鋼或釩鈦合金鋼，一方面大大縮短了工藝流程，另一方面由于利用含釩生鐵或海綿鐵中的釩代替釩鐵進行合金化，獲得了很好的經濟效益。
具體實施例方式
海綿鐵可以通過將釩鈦磁鐵精礦還原而制成。其還原步驟為用煤作還原劑，煤與CO2反應生成CO，在煤基回轉窯內反應溫度為1100℃，礦石(Fe2O3)呈固態，CO還原Fe2O3，使礦石內部失氧，出現許多微孔，形成海綿鐵。
本發明采用含釩生鐵或海綿鐵作爐料，兩者相比，海綿鐵更具有優越性，因為海綿鐵中有害元素Sn、Sb、As、Bi、S和P含量低，對提高含釩鈦合金鋼質量有利；另一方面，海綿鐵可采用冷裝或熱裝兩種方法，冷裝時由于海綿鐵為蜂窩狀組織，熔化時受熱面積大，縮短了熔化時間，熱裝時可大大減少冶煉電耗。
本發明采用感應爐或電弧爐熔煉含釩生鐵或海綿鐵。
含釩生鐵或海綿鐵中釩以VC、V2C和V4C3形式存在，當含釩生鐵或海綿鐵熔化為鐵水時，釩從三種碳化物中分解出來，并溶于鐵水中。
本發明的方法有以下兩種情況，現分別闡述。
一、當含釩生鐵或海綿鐵中的含釩量高于所煉鋼種的含釩量的生產方法。
脫碳的目的在于碳氧化反應的產物是一氧化碳氣體，該氣體的放出劇烈地攪拌金屬熔池和爐渣，這有助于強化鋼液的熱傳導，加速反應物質的擴散傳遞，排除熔池中有害氣體和鋼液中的非金屬夾雜物以使鋼液成分均勻化，另外，脫碳還可以使鋼液中的碳降至所煉鋼種碳含量的要求。
為促進脫碳反應，可以采用吹氧的方法，也可以加入鋼中合金元素的氧化物的方法，但合金元素Mn、Si、Cr、Mo和V與氧的親和力均大于Fe，也就是說氧化鐵最容易氧化鋼中碳，因此，本發明采用鐵礦石來脫碳。
在脫氧時不但要脫掉鋼水中的氧，還要還原因含釩生鐵或海綿鐵中釩被鐵礦石氧化生成的釩氧化物。
渣中釩氧化物的還原有二種方法，一種是借助鐵水中的碳還原，即。這種化學反應是依靠鐵水中的碳擴散到鐵渣界面處后與渣中V2O5相互作用而進行的。由于碳在鐵水中擴散速度慢，使反應進行困難，一般要在熔煉溫度很高時才能加快反應，由此冶煉電耗大，坩堝壽命低。另一種還原方法是向渣中加入Si、Al脫氧劑進行擴散脫氧，這種脫氧反應主要在渣中進行，因此在通常條件下反應也快。所以本發明采用第二種還原方法。
還原時會遇到Si、Al還原劑同時還原FeO和V2O5情況。V2O5比較穩定，難還原，FeO不夠穩定易還原，在用Si、Al作還原劑還原它們時，雖都同時被還原，但是它們的還原程度是不同的。易還原的FeO還原程度大，較難還原的V2O5還原程度較小，而且它們還原的程度是按一定比例的比值K＝V2O5的還原程度/FeO的還原程度。比值K是隨Si、Al還原劑的用量增加和還原溫度的增加而增大的。
在還原時剛加入Si、Al還原劑時，因還原劑量少，FeO的還原程度大，V2O5還原程度小，即此時K值較小。當多批加入還原劑后，由于還原劑用量增加，比值K隨之增大，此時FeO還原程度增加，V2O5還原程度也增大，而且增大的程度后者比前者更大。所以增加還原劑用量，有利于氧化物的還原，尤其是難還原氧化物的還原。
提高還原溫度，K值變大，即隨還原溫度的提高，難還原的V2O5還原程度的增大比易還原的FeO還原程度的增加更大。
本發明的熔煉方法包括裝料、熔化、氧化、精煉和澆注五個步驟。
1、裝料
渣料的重量百分比組成為CaO50～70％、CaF220～30％、MgO5～20％，用量為爐料裝入量的1.5～4.0％。
裝料時首先在爐底裝入全部渣料，然后裝入含釩生鐵或海綿鐵，最后裝入低碳鋼。
2、熔化
熔化期的主要任務是使爐料迅速熔化和脫硫。為使鐵液良好脫硫，最好使熔化溫度在1520℃以上，以利于鐵水中FeS擴散至鐵渣界面和渣中CaO擴散至渣鐵界面。
3、氧化
氧化期的主要任務是去碳沸騰使碳含量達到標準要求，同時減少鋼液中的氣體和非金屬夾雜物含量；調節金屬的氧化程度以利于還原的進行。
金屬的氧化在熔化期已開始。當鋼液中加入鐵礦石后，FeO與Si、Mn、C等元素相互作用。由于FeO與Si、Mn反應為放熱反應，因此在氧化初期由于爐溫相對較低，有利于上述放熱反應的進行。鋼液中的Si不斷被氧化，以至Si的含量被完全氧化為止。反應生成的SiO2與FeO相化合，生成的硅酸鹽幾乎不溶于鋼液，因此飄浮到渣內。與Si同時氧化的Mn生成的MnO也與SiO2反應，生成的硅酸錳不溶于鋼水，因此也浮入渣內。隨著爐溫的提高，有利于C與FeO脫碳這種吸熱反應的進行，這就形成鋼液的沸騰，實現鋼的脫碳。釩與FeO反應生成的V2O5也浮入渣中。氧化期的關鍵在于控制好脫碳的速度。
脫碳的速度與下列因素有關爐渣中游離的FeO越多、爐渣流動性越好、爐溫越高、鋼水中碳含量越高，則脫碳速度越快。但為了提高脫碳速度，一次過多加入鐵礦石，會使熔池驟冷，反而降低脫碳速度。隨后當熔池溫度升高后，碳的氧化速度會突然猛烈地增加，這樣會造成爐渣及鋼水外溢。因此鐵礦石加入量一次不要太多，最好分批加入，每批加入量最好不超過爐子裝入量的2％。為避免鋼液溫度過低，操作時應等待第一批鐵礦石作用完畢后且鋼液溫度達到1520℃以上時，才加入第二批鐵礦石，這樣有利于到脫碳速度平穩下降。
4、精煉
精煉期的主要作務是完成脫氧及鋼液合金化，使鋼的化學成分達到標準要求，還要使鋼液溫度達到出鋼溫度。
精煉期需要脫氧的原因一方面由于隨熔煉的進行，鋼液溫度逐步升高，鋼水中的氧含量提高，使鋼質變壞。另一方面是為了使含釩生鐵或海綿鐵中的釩被鐵礦石氧化成的V2O5，能從渣中還原成釩進入鋼中。
要使鋼液脫氧良好，最好調整好爐渣的流動性并且熔煉溫度為1520～1600℃。增加爐渣流動性的方法是在渣中加入螢石8～12Kg。脫氧劑的使用最好先用Si脫氧劑擴散脫氧，隨后用脫氧能力很強的Al脫氧劑。Si脫氧劑可選用Si-Ca粉、Si鐵和碳粉中的一種或一種以上。Al脫氧劑可選用鋁石灰、鋁碳和鋁中的一種或一種以上。Si-Ca粉使用前最好經200～300℃烘烤四小時以上，使水份含量低于0.5％。Si鐵使用前最好也進行烘烤。鋁石灰使用前最好經700℃下烘烤八小時以上，使水份低于0.3％。脫氧劑使用總量為爐料重量的0.8～2％，脫氧劑一般分6～9批加入。
最終合金化是通過加入鐵合金將鋼液的成分達到標準要求。合金元素添加順序的原則是由元素難氧化的到易氧化的。
5、澆注
脫氧完畢后出鋼澆注。
實施例1、用含釩生鐵熔煉熱作模具鋼4Cr5MoSi
1、鋼種成分(重量百分比)
2、爐料成分(重量百分比)
3、鐵礦石成分(重量百分比)
4、合金元素回收率(％)
5、熔煉2.7噸鋼必須有的合金元素重量m的確定
計算后得(Kg)C＝10.8、Si＝30、Mn＝9.95、V＝10.5、Mo＝32.73、Cr＝137.76。
6、配料計算
(1)需含釩生鐵量
帶入量(kg)C＝80.77、Si＝4.04、Mn＝6.06、S＝2.02、P＝0.61、V＝10.5、Ti＝8.08。
(2)需鉬鐵量
帶入量(kg)C＝0.12、Si＝0.60、S＝0.06、P＝0.018、Mo＝32.37、Cu＝0.30。
(3)需中碳鉻鐵量
帶入量(kg)C＝1.65、Si＝5.51、S＝0.08、P＝0.14、Cr＝137.76。
(4)需硅鐵量式中10.39是含釩生鐵和鉻鐵帶入Si量。
帶入量(kg)Mn＝0.104、S＝0.03、P＝0.05、Cr＝0.10、Si＝19.58。
(5)需鐵礦石量由氧化釩及氧化碳所需氧含量來確定。
(a)氧化釩所需氧含量
(b)氧化碳所需氧含量90％的碳氧化成為CO，10％的碳氧化成為CO2。
碳氧化成CO需氧量式中2.0是中碳鉻鐵等帶入碳量。
碳氧化成CO2需氧量
共需氧量8.24+86.36+19.19＝113.79(Kg)
因為鐵礦石還原為鐵的百分數約80％，還原為FeO的約20％，那么一公斤鐵礦石所能提供的氧量為
由Fe2O3還原為Fe，鐵礦石所提供的氧量式中0.91是鐵礦石中Fe2O3的含量為91％。
由Fe2O3還原為FeO，鐵礦石所提供的氧量
故一公斤鐵礦石所提供的總氧量0.218+0.0364＝0.2544(Kg)
因此為了脫碳及氧化含釩生鐵中鐵所需鐵礦石量式中0.70是熔煉時鐵礦石氧化能力占70％，爐氣氧化能力占30％。
由鐵礦石還原為鐵的量
(6)需10鋼量2700-2019.23-59.5-275.52-26.1-197.3＝122.35(Kg)，帶入量(Kg)C＝0.12、Si＝0.31、Mn＝0.49、S＝0.02、P＝0.03、Ni＝0.37、Cu＝0.31、Cr＝0.18
7、2700Kg爐料配料計算平衡表
8、熔煉步驟為
1)裝料
渣料的重量百分比組成為CaO50％、CaF230％、MgO20％，用量為爐料裝入量的1.5％。
裝料時首先在感應爐的爐底裝入全部渣料，然后裝入含釩生鐵，最后裝入10鋼。
2)熔化
熔化溫度為1530℃。
3)氧化
分批加入鐵礦石脫碳，每批加入量為爐子裝入量的2％，待第一批鐵礦石作用完畢并鋼液溫度為1520℃時，加入第二批鐵礦石，以此類推，一直加完。
4)精煉
在渣中加入螢石8Kg，當熔煉溫度為1550℃，進行擴散脫氧。脫氧劑先用Si-Ca粉，隨后用鋁石灰。兩種脫氧劑使用總量為爐料重的1％，脫氧劑分6批加入。
具體加入方法是加入Si-Ca粉1批后加鉬鐵、鉻鐵，加完Si-Ca粉使渣白發泡時加入硅鐵，最終加鋁石灰脫氧。
⑤澆注
脫氧完畢后出鋼澆注。
實施例2用含釩生鐵熔煉冷作模具鋼9Mn2V
1、鋼種成分(重量百分比)
2、爐料成分(重量百分比)
3、鐵礦石成分(重量百分比)
4、合金元素回收率(％)
5、熔煉2.7噸鋼必須有的合金元素重量M的確定
計算后得(Kg)C＝24.3、Si＝7.5、Mn＝52.58、V＝5.7
6、配料計算同實施例1
7、2700Kg爐料配料計算平衡表
8、熔煉步驟為
1)裝料
渣料的重量百分比組成為CaO60％、CaF225％、MgO15％，用量為爐料裝入量的2％。
裝料時首先在感應爐的爐底裝入全部渣料，然后裝入含釩生鐵，最后裝入10鋼。
2)熔化
熔化溫度為1520℃。
3)氧化
加入鐵礦石脫碳。
4)精煉
在渣中加入螢石10Kg，當爐渣流動性良好，熔煉溫度為1570℃，進行擴散脫氧。脫氧劑先用Si鐵，隨后用脫氧能力強的鋁。兩種脫氧劑使用總量為爐料重的1％，脫氧劑分7批加入。
具體加入方法是加入Si鐵2批后加錳鐵，最終加鋁作沉淀脫氧。
5)澆注
脫氧完畢后出鋼澆注。
實施例3用海綿鐵熔煉含釩鈦結構鋼12Cr3MoVSiTiB
1、配料成分(重量百分比)
2、爐料成分(重量百分比)
3、鐵礦石成分(重量百分比)
4、合金元素回收率(％)
5、熔煉2.7噸鋼必須有的合金元素重量m的確定
計算后得(Kg)C＝3.24、Si＝19.5、Mn＝16.48、V＝10.5、Cr＝74.39、Mo＝28.64、Ti＝10.74、B＝0.217。
6、配料計算同實施例1
7、2700Kg爐料計算平衡表
8、熔煉步驟為
1)裝料
渣料的重量百分比組成為CaO70％、CaF220％、MgO10％，用量為爐料裝入量的4.0％。
裝料時首先在電弧爐的爐底裝入全部渣料，然后裝入海綿鐵，最后裝入10鋼。
2)熔化
熔化溫度為1570℃。
3)氧化
加入鐵礦石，每批加入量不超過爐子裝入量的2％，第一批鐵礦石作用大部分完畢并鋼液達1540℃高溫時，加入第二批鐵礦石。
4)精煉
在渣中加入螢石12kg，調整爐渣流動性。脫氧劑先用碳粉，隨后用脫氧能力強的鋁石灰、鋁碳和鋁。脫氧劑使用總量為爐料重的1％，脫氧劑分9批加入。
碳粉分3批加完后，加鉬鐵、微碳鉻鐵、中碳錳鐵，再加鋁石灰2批后，使渣白發泡時加入硅鐵，隨后加3批鋁碳，最后加鋁作沉淀脫氧，在出鋼前加硼鐵。
5)澆注
脫氧完畢后出鋼澆注。
二、當含釩生鐵或海綿鐵中含釩量低于所煉鋼種的含釩量的生產方法
技術領域：
本發明采用的脫碳方法是在一定條件下，將V2O5加入爐渣中脫去含釩生鐵或海綿鐵中的碳。此方法在含釩生鐵中釩不發生氧化的情況下，既能脫碳又能用V2O5合金化，達到一舉兩得的目的。
由于釩與氧的親和力很大，這種方法能否成功就決定于下列反應能否進行
從理論上分析，自由能ΔG0值是判斷標準狀態下諸物質之間反應進行方向和限度的準則。反應只能朝著自由能ΔG0為負值的方向進行。若反應自由能ΔG0為正值，則反應逆向進行。ΔG0＝0的情況表示標準狀態下反應物和反應產物之間達到平衡，這時反應就不再進行了。
根據上述原理，必須計算上列V2O5脫碳反應的自由能ΔG0，為計算方便，作定性分析時，將反應中的物質示為純物質。因此反應自由能等于反應生成物中化合物生成自由能減去反應物中化合物生成自由能，則V2O5脫碳反應的自由能而ΔG0＝ΔH0-TΔS0。
則ΔG0＝(-28600-19.85T)-1/5(-346500+75.83T)設T＝1700°K，代入上式得ΔG0＝-18800(卡)，則反應向正方向進行。設T＝9480K(V2O5熔點)，代入上式得ΔG0＝7505(卡)，則反應逆向進行。令ΔG0＝O，即(-28600-19.85T)-1/5(-346500+75.83T)＝0，求得T＝1163℃。
計算表明當熔煉溫度高于1163℃時，反應向正向進行，即碳能還原V2O5。當熔煉溫度低于1163℃時，反應逆向進行，即碳不能還原V2O5。
所以本發明的關鍵在于爐溫的控制，要使熔煉溫度盡可能高，這不但能進行鐵水的脫碳增釩，還有利于減低爐渣粘度，從而增大化學反應速度。
本發明的熔煉方法包括裝料、熔化、氧化、精煉及澆注五個步驟。
1、裝料
渣料的重量百分比組成為CaO50～70％、CaF220～30％、MgO5～20％，用量為爐料裝入量的1.5～4.0％。
裝料時最好首先在爐底裝入渣料和5～10kg脫氧劑鋁石灰，然后依次裝入含釩生鐵或海綿鐵、合金鋼和低碳鋼。加底渣的作用是熔化后及時復蓋在爐料面上，減少合金元素氧化，并起脫硫作用。加鋁石灰是及時防止含釩生鐵中釩的氧化。
2、熔化
為了減少熔化期合金元素(尤其是釩)的氧化損失，最好在渣中加入3～5kg強脫氧劑鋁石灰。
熔化期的脫硫是因鐵水中的FeS擴散到鐵渣界面后與渣中CaO相互作用，形成不溶于鐵水中的硫化鈣，熔煉結束時經排渣實現脫硫。
為使鐵液良好脫硫，最好使熔化溫度為1520℃以上，以利于鐵水中FeS擴散到鐵渣界面和渣中CaO擴散到渣鐵界面而發生脫硫反應。
3、氧化
氧化期的主要任務是去碳沸騰以減少鋼液中的氣體和非金屬夾雜物含量，調節金屬的氧化程度以利于還原期的進行以及將金屬加熱到出鋼溫度。
本發明采用V2O5脫碳的方法，由于釩與氧的親和力比鐵與氧的親和力大得多，即V2O5比FeO穩定得多，那么用V2O5脫碳比用FeO脫碳困難得多，因此為了促使V2O5的脫碳反應，最好控制較高的鐵水溫度，爐渣粘度盡可能小。因此當鐵水中鐵合金全熔化后，將溫度提高至1520℃以上，調整爐渣成分，如果渣干時可加3～7kgCaF2，使其流動性良好的情況下，向渣中加入V2O5，V2O5使用前最好在450～500℃烘烤10小時以上。V2O5最好分批加入，每批量最好加入15～25Kg，防止加入量過多，使渣溫過低，不利于脫碳反應的進行。加入每批V2O5后待鋼溫達到1520℃以上時，加入下一批V2O5。
4、精煉
精煉期的主要任務是完成脫氧及鋼液合金化，使鋼的化學成分達到標準要求，還要使鋼液溫度達到出鋼溫度。
精煉期脫氧的原因是由于隨熔煉的進行，鋼液的氧化和鋼液溫度逐步升高，鋼水中的氧含量提高，使鋼質變壞，另一方面是為了使渣中V2O5徹底還原，進一步提高釩和加入其它合金元素的回收率。
要使鋼液脫氧良好，最好調整爐渣成分，使流動性好。改善爐渣流動性的方法是在爐渣中加入3～7kg螢石。當爐渣流動性良好，熔煉溫度達到1520～1600℃時，進行擴散脫氧。脫氧劑的使用最好先用Si脫氧劑擴散脫氧，隨后用脫氧能力很強的Al脫氧劑。Si脫氧劑可選用Si-Ca粉、Si鐵和碳粉中的一種或一種以上。Al脫氧劑可選用鋁石灰、鋁碳和鋁中的一種或一種以上。Si-Ca粉使用前最好經200-300℃烘烤四小時以上，使水份含量低于0.5％。Si鐵使用前最好也進行烘烤。鋁石灰使用前最好經700℃下烘烤八小時以上，使水份低于0.3％。脫氧劑使用總量為爐料重量的0.8～2％，脫氧劑一般分6～9批加入。
在精煉期補加合金鋼是為了補充熔煉中的合金元素損失，如果熔煉中合金元素無太大損失，能滿足鋼種的成分要求，就不需要再補加合金鋼。
5)澆注
脫氧完畢后出鋼澆注。
實施例4高速工具鋼CW6MO5Cr4V31
1、鋼種成分(重量百分比)
2、爐料成分(重量百分比)
3、合金元素回收率(％)
4、熔煉2.7噸鋼必須有合金元素重量m的確定
計算后得W＝141.8、Mo＝136.4、Cr＝110.2、V＝90、Mn＝7.10、Si＝9.0、C＝32.4
5、配料計算
(1)需鎢鐵量141.8/0.70＝202(Kg)
帶入量(Kg)C＝0.40、Si＝1.00、Mn＝0.50、S＝0.16、P＝0.08、Cu＝0.30
(2)需鉬鐵量136.4/0.55＝248(Kg)
帶入量(Kg)C＝0.50、Si＝2.48、S＝0.25、P＝0.07、Cu＝1.24
(3)需碳素鉻鐵量110.2/0.60＝183.7(Kg)
帶入量(Kg)C＝11.00、Si＝5.50、S＝0.07、P＝0.13
(4)需熔化V2O5量因含釩生鐵中配入純釩為9.52Kg，則V2O5中需配純釩V＝90-9.52＝80.48(Kg)。按所用熔化V2O5中的V2O5成分為90％計算，則需配入熔化V2O5＝80.48÷0.90÷0.56＝159.68(Kg)帶入量(Kg)S＝2.40、P＝0.08。
(5)需含釩生鐵量從需帶入碳量考慮
(a)還原V2O5需碳量還原反應還原一個重量單位V2O5需
則還原159.68Kg V2O5需C＝159.68×0.33＝52.69(Kg)。
(b)本鋼號含C＝1.20％，需C＝2700×1.20％＝32.40(Kg)。則熔煉時共需C＝52.69+32.40＝85.09(Kg)，碳素鉻鐵、鎢鐵、鉬鐵帶入C＝11.90(Kg)，
帶入量(Kg)C＝3.40-11.90＝20.50、Si＝3.66、Mn＝3.66、S＝1.83、P＝0.55、V＝9.52、Ti＝7.32.
(6)需10鋼量2700-(202+248+183.7+159.68+1830)＝76.62(Kg)帶入量(Kg)C＝0.08、Si＝0.19、Mn＝0.31、S＝0.02、P＝0.02、Cu＝0.19、Ni＝0.23、Cr＝0.11.
6、2700Kg爐料配料計算平衡表
7、熔煉步驟為
1)裝料
渣料的重量百分比組成為CaO65％、CaF225％、MgO10％，用量為爐料裝入量的2.5～4.0％。
裝料時首先在感應爐的爐底裝入渣料和脫氧劑鋁石灰，然后裝入含釩生鐵、鎢鐵、鉬鐵、鉻鐵，最后裝入10鋼。
2)熔化
在渣中加入3kg強脫氧劑鋁石灰，溶化溫度是1530℃。
3)氧化
當鐵水中鐵合金全熔化后，將溫度提高至1520℃時，向渣中分批加入V2O5，在加入每批V2O5后待鋼溫達到1520℃時，再加入下一批V2O5。
4)精煉
在爐渣中加入3kg螢石，當爐渣流動性良好，熔煉溫度達到1520℃時，加入鋁石灰進行擴散脫氧，鋁石灰用量為爐料裝入量的1％，鋁石灰分6批加入。
5)澆注
脫氧完畢后出鋼澆注。
上述實施例中低碳鋼所舉的例子都是10鋼，其他低碳鋼如15鋼、20鋼、25鋼等都可以用于本發明的方法。
權利要求
1、用含釩生鐵或海綿鐵直接熔煉釩合金鋼或釩鈦合金鋼的方法，該方法包括以下步驟1)裝料先在爐底裝入全部渣料，然后裝入含釩生鐵或海綿鐵，最后裝入低碳鋼；當含釩生鐵或海綿鐵中含釩量低于所煉鋼種的含釩量時，在裝入低碳鋼前先裝入合金鋼；2)熔化；3)氧化加入V2O5或鐵礦石脫碳；4)精煉加入Si或Al脫氧劑中的一種或一種以上脫氧；加入合金剛精煉；5)澆注。
2、如權利要求1所述的用含釩生鐵或海綿鐵直接熔煉釩合金鋼或釩鈦合金鋼的方法，其特征在于步驟1所述渣料的重量百分比組成為CaO50～70％、CaF220～30％、MgO5～20％。
3、如權利要求1所述的用含釩生鐵或海綿鐵直接熔煉釩合金鋼或釩鈦合金鋼的方法，其特征在于步驟2所述熔化的溫度在1520℃以上。
4、如權利要求1所述的用含釩生鐵或海綿鐵直接熔煉釩合金鋼或釩鈦合金鋼的方法，其特征在于所述步驟2當含釩生鐵或海綿鐵中含釩量低于所煉鋼種的含釩量時，在渣中加入3～5kg鋁石灰。
5、如權利要求1所述的用含釩生鐵或海綿鐵直接熔煉釩合金鋼或釩鈦合金鋼的方法，其特征在于所述步驟3當含釩生鐵或海綿鐵中含釩量低于所煉鋼種的含釩量時，加入V2O5脫碳；反之加入鐵礦石脫碳。
6、如權利要求1或5所述的用含釩生鐵或海綿鐵直接熔煉釩合金鋼或釩鈦合金鋼的方法，其特征在于步驟3所述鐵礦石分批加入，每批加入量不超過爐子裝入量的2％，第一批鐵礦石作用完畢后且鋼液溫度達到1520℃以上時，加入第二批鐵礦石；所述V2O5分批加入，V2O5每批量加入15～25Kg，加入V2O5后且鋼液溫度達到1520℃以上時，加入第二批V2O5。
7、如權利要求6所述的用含釩生鐵或海綿鐵直接熔煉釩合金鋼或釩鈦合金鋼的方法，其特征在于所述V2O5使用前在450～500℃烘烤10小時以上。
8、如權利要求1所述的用含釩生鐵或海綿鐵直接熔煉釩合金鋼或釩鈦合金鋼的方法，其特征在于所述步驟4在渣中加入螢石8～12Kg改善爐渣流動性。
9、如權利要求1所述的用含釩生鐵或海綿鐵直接熔煉釩合金鋼或釩鈦合金鋼的方法，其特征在于步驟4所述Si脫氧劑選用Si-Ca粉、Si鐵和碳粉中的一種或一種以上，Al脫氧劑選用鋁石灰、鋁碳和鋁中的一種或一種以上。
10、如權利要求9所述的用含釩生鐵或海綿鐵直接熔煉釩合金鋼或釩鈦合金鋼的方法，其特征在于步驟4所述Si-Ca粉使用前經200-300℃烘烤四小時以上，使水份含量低于0.5％，Si鐵使用前進行烘烤，鋁石灰使用前經700℃下烘烤八小時以上，使水份低于0.3％。
全文摘要
本發明提供了一種用含釩生鐵或海綿鐵直接熔煉成釩合金鋼或釩鈦合金鋼的方法，該方法包括以下步驟1)裝料先在爐底裝入全部渣料，然后裝入含釩生鐵或海綿鐵，最后裝入低碳鋼；當含釩生鐵或海綿鐵中含釩量低于所煉鋼種的含釩量時，在裝入低碳鋼前先裝入合金鋼；2)熔化；3)氧化加入V2O5或鐵礦石脫碳；4)精煉加入Si或Al脫氧劑中的一種或一種以上脫氧；加入合金鋼精煉；5)澆注。由于本發明在感應爐或電弧爐內采用含釩生鐵或海綿鐵氧化法直接熔煉釩合金鋼或釩鈦合金鋼，一方面大大縮短了工藝流程，另一方面由于利用含釩生鐵或海綿鐵中的釩代替釩鐵進行合金化，獲得了很好的經濟效益。
文檔編號C22C1/02GK1786227SQ20051002219
公開日2006年6月14日 申請日期2005年12月2日 優先權日2005年12月2日
發明者潘明忠, 鐘鑫園, 潘東, 潘峰 申請人:攀枝花慧泰金屬新材料有限公司