一种低硅铌锰球及制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种低硅铌锰球及制备方法和应用，低硅铌锰球包括按重量百分比计的如下化学成分：Nb：10～20％、Mn：50～60％，余量为Fe和不可避免的杂质。该制备方法通过收集铌铁粉、高锰铁粉以及炭粉，再经筛选后配料，然后将所述铌铁粉、高锰铁粉以及炭粉加入到粘结剂中混合均匀，之后经加热、压球以及烘干后制得低硅铌锰球。该低硅铌锰球在纯净钢冶炼使用后，可以使的钢锭中大于1μm的夹杂物密度小于20.5个/mm2，且不会发生大包堵水口和结晶器液面波动大等问题。面波动大等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种低硅铌锰球及制备方法和应用


[0001]本专利技术属于钢铁冶炼合金领域，尤其涉及一种低硅铌锰球及制备方法和应用，主要用于生产高纯净度的含铌钢。

技术介绍

[0002]铌是钢铁材料中最有效的微合金化元素，钢中添加0.001％～0.1％的铌，就可以显著改变钢的力学性能；当加入0.1％的铌元素时，钢的屈服强度可以提高118MPa；钢中加入0.03％～0.05％铌元素，钢的屈服强度便可提高30％以上；比如普通中碳钢的屈服强度一般为250MPa，加入微量铌可使强度提高到350～800MPa。铌作为微合金化元素加入钢中并不改变铁的结构，而是与钢中的碳、氮、硫结合，改变钢的显微结构；铌对钢的强化作用主要是细晶强化和弥散强化，铌能和钢中的碳氮生成稳定的碳化物和碳氮化物，而且还可以使碳化物分散并形成具有细晶化的钢；铌还可以通过诱导析出和控制冷却速度，实现析出物弥散分布；在较宽的范围内调整钢的韧性水平；加入铌不仅可以提高钢的强度，还可以提高钢的韧性、抗高温氧化性和耐蚀性，降低钢脆性转变温度，获得好的焊接性能和成型性能。
[0003]在钢铁冶炼过程中，一般使用铌铁合金来向钢中添加铌元素，铌铁合金的价格较高，约为22万/吨。由于铌铁合金一般在RH真空处理时加入，以提高收得率，所以对铌铁的粒径有一定要求，粒径太小就会被真空设备抽吸而导致收得率降低，而且铌铁合金在运输和保存过程中，会互相撞击破碎，产生很多粒径较小的颗粒，由于上述原因无法使用，造成极大的浪费，提高了钢铁冶炼成本。随着对炼钢钢质纯净度的要求越来越高，对炼钢合金的纯净度要求也随之提高，对铌锰球对钢液的氧化性也提出了更高的要求，一些铌锰球中由于原料和粘结剂选择不适当，导致铌锰球中Si含量较高，会与钢液中的铝反应，生成Al2O3，降低钢液的纯净度。
[0004]公开号110306107A公开了一种铌锰复合合金及其制备方法，利用铌铁、锰铁生产企业的含铌、锰废弃物料，经过筛选、配料、加工等工艺，生产出环保、节能新型合金：铌锰复合合金。铌锰合金复合球中铌含量控制在15～20％左右，虽然可大幅度降低合金单价，降低吨钢合金成本，通过和锰合金结合，可减少其它锰合金加入量，提高合金收得率，减少钢水温降，但该技术主要涉及铌锰球的制造，未考虑到纯净钢的冶炼要求，也未涉及铌锰球对钢水的氧化作用，在使用过程中极易出现大包堵水口，结晶器液面波动大等问题，不适用与纯净钢冶炼。
[0005]公开号CN1461680A公开了纯净钢用中间包覆盖剂及其制造方法，涉及一种纯净钢用的中间包覆盖剂制造工艺，包括经过预熔处理的熟料，未经预熔的生料和粘结剂，其中熟料用熟石灰、碳酸钙、萤石、铝矾土、石英砂、铝灰等中的几种或全部加工而成，该覆盖剂能有效抑制中间包钢水回硫，防止钢水增碳，防止覆盖剂和钢液反应污染钢液，能显著提高铸坯质量，但该专利技术用于纯净钢冶炼的是中间包覆盖剂，不涉及铌锰球合金。
[0006]鉴于上述情况，业界亟待研发一种新的低硅铌锰球及制备方法和应用，可明显减少钢种夹杂物，稳定生产出高纯净的含铌钢。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术的目的是提供一种低硅铌锰球及制备方法和应用，通过优化成分，采用低硅原料和无硅多糖类粘结剂，通过加热、压球、烘干等制备而成，该低硅铌锰球可用于纯净钢冶炼，在RH冶炼工序使用后，可以使的钢锭中大于1μm的夹杂物密度小于20.5个/mm2，且不会发生大包堵水口和结晶器液面波动大等问题。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]本专利技术的第一方面提供一种低硅铌锰球，包括按重量百分比计的如下化学成分：
[0010]Nb
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10～20％；
[0011]Mn
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50～60％；
[0012]余量为Fe和不可避免的杂质。
[0013]优选地，所述不可避免的杂质中，Si的含量≤0.5wt％。
[0014]优选地，所述低硅铌锰球的原料为铌铁粉25～35wt％、高锰铁粉65～75wt％、粘结剂0.1～0.3wt％以及炭粉0.1～0.15wt％；其中，Nb来自于所述铌铁粉，Mn来自于所述高锰铁粉，Fe来自于所述铌铁粉和所述高锰铁粉。
[0015]优选地，所述铌铁粉包含按重量百分比的如下化学成分：C：0.1～0.2％、Si：0.5～1％、Nb：50～70％、O：0.1～0.2％、N：0.03～0.04％，余量为Fe和不可避免杂质；和/或
[0016]所述铌铁粉的粒度≤10mm；和/或
[0017]所述高锰铁粉包含按重量百分比的如下化学成分：C：6～7％、Si：0.5～1％、Mn：70～80％、O：0.1～0.2％、N：0.03～0.04％，余量为Fe和不可避免杂质；和/或
[0018]所述高锰铁粉的粒度≤10mm；和/或
[0019]所述粘结剂为无硅多糖类粘结剂。
[0020]本专利技术的第二方面提供本专利技术第一方面所述的低硅铌锰球的制备方法，收集铌铁粉、高锰铁粉以及炭粉废弃物，经筛选、配料后，将所述铌铁粉、高锰铁粉以及炭粉废弃物加入到粘结剂中混合均匀，经加热、压球以及烘干后制得低硅铌锰球。
[0021]优选地，所述加热过程中加热温度为80～150℃，加热时间为1～2.5h；和/或
[0022]所述烘干过程中，烘干温度为150℃，烘干时间为1～2.5h。
[0023]优选地，所述加热过程中加热温度为80～85℃，加热时间为2～2.5h；和/或
[0024]所述烘干过程中，烘干时间为2～2.5h。
[0025]本专利技术的第三方面提供本专利技术第一方面所述的低硅铌锰球在制备纯净钢中的应用，其特征在于，在RH冶炼工序使用低硅铌锰球后，最终制备的纯净钢中大于1μm的夹杂物密度小于20.5个/mm2。
[0026]本专利技术所提供的低硅铌锰球及制备方法和应用，还具有以下几点有益效果：
[0027]1、本专利技术的低硅铌锰球及制备方法和应用，通过优化成分，采用低硅原料和无硅多糖类粘结剂，通过加热、压球、烘干等制备而成，该低硅铌锰球可用于纯净钢冶炼，在RH冶炼工序使用后，可以使的钢锭中大于1μm的夹杂物密度小于20.5个/mm2，且不会发生大包堵水口和结晶器液面波动大等问题；
[0028]2、本专利技术的低硅铌锰球，在RH冶炼工序中使用后，可明显减少钢种夹杂物，稳定生产出高纯净的含铌钢；
[0029]3、本专利技术的低硅铌锰球，采用含铌、含锰的小颗粒合金废弃物等低硅原料以及无
硅多糖类粘结剂，在降低合金成本的同时，减少了传统的含硅粘结剂对钢液的氧化，可用于纯净钢的冶炼。
具体实施方式
[0030]为了能更好地理解本专利技术的上述技术方案，下面结合实施例进一步说明本专利技术的技术方案。
[0031]本专利技术所提供的低硅铌锰球，包括按重量百分比计的如下化学成分：Nb：10～20％、Mn：50～60％，余量为Fe和不可避免的杂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低硅铌锰球，其特征在于，包括按重量百分比计的如下化学成分：Nb
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10～20％；Mn
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50～60％；余量为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的低硅铌锰球，其特征在于，所述不可避免的杂质中，Si的含量≤0.5wt％。3.根据权利要求2所述的低硅铌锰球，其特征在于，所述低硅铌锰球的原料为铌铁粉25～35wt％、高锰铁粉65～75wt％、粘结剂0.1～0.3wt％以及炭粉0.1～0.15wt％；其中，Nb来自于所述铌铁粉，Mn来自于所述高锰铁粉，Fe来自于所述铌铁粉和所述高锰铁粉。4.根据权利要求3所述的低硅铌锰球，其特征在于，所述铌铁粉包含按重量百分比的如下化学成分：C：0.1～0.2％、Si：0.5～1％、Nb：50～70％、O：0.1～0.2％、N：0.03～0.04％，余量为Fe和不可避免杂质；和/或所述铌铁粉的粒度≤10mm；和/或所述高锰铁粉包含按重量百分比的如下化学成分：C：6～7％、Si：0.5～...

【专利技术属性】
技术研发人员：王睿之，陈兆平，李洪涛，王俊凯，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：