一种50钒铁合金及其冶炼方法技术

本发明专利技术涉及钒铁合金冶炼技术领域，尤其涉及一种50钒铁合金及其冶炼方法，该合金的化学成分如下：V：49.00％～52.00％，C≤0.40％，Si≤2.00％，P≤0.06％，S≤0.04％，Al≤0.80％，余量为Fe和不可避免的杂质。通过本发明专利技术的冶炼方法制备的50钒铁合金中V含量为49.00％～52.00％，Al含量小于或等于0.80％，合金外观洁净，无氧化色，能够满足制备轧辊的使用要求，进一步地提高了材质的力学性能和轧辊质量稳定性，具有极高的推广应用价值。具有极高的推广应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种50钒铁合金及其冶炼方法


[0001]本专利技术涉及钒铁合金冶炼
，尤其涉及一种50钒铁合金及其冶炼方法。

技术介绍

[0002]钒铁合金作为一种添加剂，主要用于钢铁冶炼过程中进行合金化，目的是提升钢材性能。钒铁合金是目前钢铁工业应用最为广泛的钒微合金化中间合金，被广泛应用于机械制造、航空航天、建筑路桥等行业。
[0003]目前经常使用的50钒铁合金的冶炼方法为电铝热还原法，电铝热还原法具有一次配料，一次反应，冶炼周期短，反应迅速，无精炼期等优点，但同时存在反应过快不能对合金成分进行有效调整，合金熔液凝固过程中，合金表面的钒元素极易与氧发生氧化反应，形成氧化面等缺点。一般情况下，50钒铁合金的技术指标只要满足GB/T4139
‑
2012中的要求即可，而若将50钒铁合金用于制备轧辊，则要求50钒铁合金不仅要满足GB/T4139
‑
2012中的要求，还要求50钒铁合金中V含量为49.00％～52.00％，Al含量小于0.80％，产品外观洁净，无氧化色，而通过现有的电铝热还原法冶炼得到的50钒铁合金并不能满足这些要求。

技术实现思路

[0004]基于现有技术中存在的以上问题，本专利技术提供了一种50钒铁合金及其冶炼方法，通过本专利技术的冶炼方法可以制备得到能够满足制备轧辊使用要求的50钒铁合金，克服了现有技术的缺陷。
[0005]为达到上述专利技术目的，本专利技术采用了如下的技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供一种50钒铁合金，化学成分如下：V：49.00％～52.00％，C≤0.40％，Si≤2.00％，P≤0.06％，S≤0.04％，Al≤0.80％，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0007]本专利技术提供的50钒铁合金通过对各化学成分进行上述限定，特别是降低了铝的含量，不仅能够满足GB/T4139
‑
2012中的要求，还能够满足制备轧辊的化学成分要求。
[0008]优选地，该50钒铁合金的冶炼方法包括如下步骤：
[0009]步骤一，将钒源、铝源、铁源和造渣剂升温至100～300℃进行烘干；其中所述钒源、铝源、铁源和造渣剂的质量比为1：0.54～0.64：0.49～0.62：0.14～0.17；
[0010]步骤二，将烘干后的物料混合均匀，加热至1800～2000℃进行冶炼，冶炼时间为8～20min；
[0011]步骤三，冶炼结束后，以30～40℃/h的速度冷却至室温，渣金分离，得所述50钒铁合金。
[0012]本专利技术提供的50钒铁合金的冶炼方法通过对作为还原剂的铝的用量进行控制，避免了过量的铝易导致合金铝含量超标的问题，通过对铝源的质量比例进行限定，既能保证物料被充分还原又能保证合金中含有适当的铝。本专利技术的冶炼方法通过对铝源和造渣剂的用量进行限定以及对冶炼温度和时间进行限定，能够保证反应在较少的铝含量的情况下依
然能够充分进行。本专利技术的冶炼方法通过对原料在100～300℃进行烘干可以减少冶炼阶段气体的产生进而减少钒元素的氧化，减少氧化面的产生；通过对冶炼后的物料的冷却速度进行限定，可以避免合金锭凝固过程中产生裂纹，防止裂纹处钒元素与氧发生反应，进而减少氧化面的产生。相比现有的50钒铁生产技术，利用本专利技术的冶炼方法制备得到的50钒铁合金中V含量为49.00％～52.00％，Al含量小于或等于0.80％，合金外观洁净，无氧化色，能够满足制备轧辊的使用要求，克服了现有技术的缺陷。
[0013]优选地，步骤一中，钒源为五氧化二钒和三氧化二钒。
[0014]优选地，步骤一中，铝源为金属铝粒，纯度≥99.00％。
[0015]优选地，步骤一中，铁源为金属铁粒。
[0016]优选地，五氧化二钒与三氧化二钒的质量比为1:0.01～0.25。
[0017]优选地，五氧化二钒的片径不大于40
×
40mm，厚度不大于5mm。
[0018]优选地，三氧化二钒的粒度≤10mm。
[0019]五氧化二钒中的化学成分如下：V2O5≥98.00％，Si≤0.25％，Fe≤0.30％，P≤0.05％，S≤0.03％。三氧化二钒中的化学成分如下：V:62.00％～66.00％，Na2O与K2O的含量小于等于1.2％，C≤0.10％，P≤0.03％，S≤0.06％。
[0020]优选地，步骤一中，造渣剂中MgO和CaO的质量含量不少于90.00％。
[0021]优选地，步骤一中，烘干至原料的含水量为0.2％～0.4％。
[0022]本专利技术的冶炼方法通过控制烘干后的原料的含水量，可以减少冶炼阶段气体的产生进而减少钒元素的氧化，减少氧化面的产生。
[0023]优选地，步骤二中，冶炼利用石墨电极引燃反应，并进行持续补热。
[0024]优选地，石墨电极的电流为7000A～10000A，补热的时间为5～15min。
[0025]通过控制石墨电极的电流和补热的时间可以使温度长时间稳定在冶炼温度的范围内，保证反应的充分进行。
[0026]本专利技术提供的50钒铁合金的冶炼方法通过对铝源的质量比例进行限定，既能保证物料被充分还原又能保证合金中含有适当的铝。该冶炼方法的步骤和对应的工艺参数不仅能够保证反应在较少的铝含量的情况下依然能够充分进行还能减少氧化面的产生。该冶炼方法操作简单，通过该冶炼方法制备得到的50钒铁合金中V含量为49.00％～52.00％，Al含量小于或等于0.80％，C含量小于或等于0.40％，Si含量小于或等于2.00％，P含量小于或等于0.06％，S含量小于或等于0.04％，且合金外观洁净，无氧化色，能够满足制备轧辊的使用要求，进一步地提高了材质的力学性能和轧辊质量稳定性，具有极高的推广应用价值。
[0027]第二方面，本专利技术实施例还提供一种轧辊，由上述50钒铁合金制备得到。将上述50钒铁合金破碎、筛分后，即可用于生产轧辊。
具体实施方式
[0028]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0029]实施例1
[0030]本实施例提供一种用于制备轧辊的50钒铁合金的冶炼方法，包括如下步骤：
[0031](1)将质量比为1：0.54：0.62：0.14的钒源、金属铝粒、金属铁粒和造渣剂升温至300℃烘干至含水量≤0.2％，烘干的时间为0.5h，钒源为质量比为1:0.25的五氧化二钒与三氧化二钒，造渣剂中MgO和CaO的含量为91.00％。
[0032](2)将烘干后的物料混合0.5h后，放入冶炼炉体中加热至2000℃进行冶炼，冶炼时间为8min，冶炼利用石墨电极引燃反应，并进行持续补热，石墨电极的电流为10000A，补热的时间为5min。
[0033](3)冶炼结束后，以40℃/h的速度冷却至室温，进行渣金分离，将得到的合金本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种50钒铁合金，其特征在于：化学成分如下：V：49.00％～52.00％，C≤0.40％，Si≤2.00％，P≤0.06％，S≤0.04％，Al≤0.80％，余量为Fe和不可避免的杂质。2.如权利要求1所述的50钒铁合金，其特征在于，其冶炼方法包括如下步骤：步骤一，将钒源、铝源、铁源和造渣剂升温至100～300℃进行烘干；其中所述钒源、铝源、铁源和造渣剂的质量比为1：0.54～0.64：0.49～0.62：0.14～0.17；步骤二，将烘干后的物料混合均匀，加热至1800～2000℃进行冶炼，冶炼时间为8～20min；步骤三，冶炼结束后，以30～40℃/h的速度冷却至室温，渣金分离，得所述50钒铁合金。3.如权利要求2所述的50钒铁合金，其特征在于：步骤一中，所述钒源为五氧化二钒和三氧化二钒；和/或所述铝源为金属铝粒，纯度≥99.00％；和/或所述铁源为金属铁...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东明，于继洋，贾立根，秦云泉，卢永杰，曲国强，
申请(专利权)人：河钢股份有限公司承德分公司河北燕山钒钛产业技术研究有限公司，
类型：发明
国别省市：