低硅含铌铁水提铌的研究

摘要

铌是一种重要的微合金化元素,钢中加入微量的铌就能显著改善钢的强度和韧性。随着钢铁工业的发展,铌的需求量将不断提高,含铌微合金钢已经成为世界钢铁工业的主要发展方向。包头白云鄂博矿含有全国95％以上的铌储量资源,开发利用具有重要的工业价值,但由于其铌品位低及特殊的矿产资源共生关系造成铌的冶炼困难,制约了铌资源的开发利用。同时,包钢铁水中含有0.015%~0.02%铌元素,但是在转炉炼钢过程中,被氧化吹入钢渣中未能充分有效的利用。为了能够充分利用铁水中的铌资源,提出了脱硅-提铌-铌渣直接合金化方法。
　　通过采用中频感应电炉,底吹氧气并加入一定碱度的造渣剂,吹炼包钢含铌生铁,将铁水中硅含量降低到一定程度,同时抑制铌的氧化,得到低硅含铌半钢;随后,分别采用二氧化碳和四氧化三铁作为氧化剂,对低硅含铌铁水铌进行选择性氧化提铌,确保在提铌过程中铌能够氧化进入渣中而磷不氧化,以期获得收得率高,铌磷比大于20的铌渣。
　　通过一系列研究得出以下结论:
　　(1)脱硅保铌实验表明:熔池反应温度在1350℃,造渣剂的碱度1.5~2.3之间,脱硅的终点含量控制在0.15%附近进行脱硅保护铌实验,能够实现硅氧化而铌不氧化,高碱度炉渣有利用脱硅保铌,但同时抑制了锰元素的氧化。
　　(2)使用二氧化碳提铌实验表明:在中频感应炉中,二氧化碳是铁水提铌的有效氧化剂;反应温度在1350℃,初始硅含量在0.06%附近时,铌开始氧化;铌的氧化率达到82%,而磷基本不氧化,脱碳反应剧烈;铌渣中氧化铌的质量分数为4.92%,铌磷比达到49.1,提铌过程中铌渣的碱度在0.35以上铌磷比能达到20以上。
　　(3)固氧提铌实验结果表明:在真空碳管炉中,合适的Fe3O4加入量为5%~10%,合适的温度范围是1350℃~1400℃;低硅含铌铁水中初始硅含量控制在0.12%左右,铌的收得率达到95%,收得铌渣中氧化铌的质量分数为0.61%,铌磷比为2.54。

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引言

1 文献综述

1.1 铌的特性和用途

1.2 国内外铌资源及利用现状

1.3 直接合金化工艺

1.4 二氧化碳在炼钢工艺中的应用

1.5 课题研究的目的和内容

2 含铌铁水选择性氧化热力学

2.1 含铌铁水元素选择性氧化热力学

2.2 二氧化碳提铌热力学分析

3 含铌铁水脱硅保铌实验

3.1 实验目的

3.2 实验方案

3.3 操作过程

3.4 脱硅保铌实验结果

3.5 本章小结

4 二氧化碳提铌实验

4.1 实验目的

4.2 实验方法

4.3 二氧化碳提铌实验结果及分析

4.4 本章小结

5 固氧提铌实验

5.1 实验目的

5.2 实验设计

5.3 实验结果及分析

5.4 小结

结论

参考文献

在学研究成果

致谢