含铌铁水预处理及选择性氧化冶炼铌微合金钢的研究

铌微合金钢性能优越，成本较低，是目前世界钢铁的主要发展方向之一。课题针对包钢白云鄂博矿的铌资源没有有效回收利用的状况，对包钢含铌铁水中的铌进行研究，采取含铌铁水脱硅、提铌、脱磷的方法，预处理后的铁水加入铌渣，在一定的温度下，利用铁水中的碳还原提铌的铌渣，使铌渣被还原进入铁水中，从而得到低硅、低磷、含铌的高含碳量的铁水，在一定的温度下，对这种铁水进行选择性脱碳保铌冶炼，制备含铌微合金钢，为充分利用包钢含铌铁水中的铌资源提供理论依据和技术支持。. 项目的研究关键在于包钢含铌铁水预处理过程中温度的控制、处理中渣系的选择，以及采取适当的措施对冶金反应方向和速度的控制，使包钢含铌铁水经过预处理及选择性氧化、还原转变铌微合金钢，对合理、充分利用包钢现有的铁水中的铌资源，有效解决现阶段白云鄂博铌资源的合理利用问题，提升包钢的钢铁产品的优势具有重要的意义，也对国民经济建设服务意义重大。

铌是是生产高级钢的重要元素，也是国家重要的战略物质之一。我国白云鄂博矿的铌储量居世界第二，仅次于巴西。但是，由于铌矿物与其他矿物密切共生、选别富集困难，难以获得高品位的铌精矿。尽管长期公来开展了对白云鄂博铌资源的综合回收利用，但是目前白云鄂博铌矿随着铁矿和稀土矿的开采，一部分进入尾矿，一部分进入精矿，进入铁精矿中铌矿物，随着高炉的冶炼进入铁水，形成含铌铁水，但是随转炉冶炼被氧化为渣，也未得到利用。. 本课题利用含铌铁水，研究铁水预处理及选择性氧化冶炼为含铌微合金钢的可能性。课题使用中频感应电炉、真空感应电炉、碳管炉等设备开展了含铌铁水脱硅、提铌、脱磷和铌渣合金化的研究，形成了含铌铁水高温脱碳、还原脱磷和真空深脱碳冶炼含铌微合金钢的新技术，并在实验室成功冶炼出了含铌微合金钢。.在进行含铌铁水底吹氧气脱硅过程中，铁水中含硅量下降到0.1%时，铁水中铌才开始氧化下降，用CO2提铌时，含铌渣中Nb/P达到49.20，得到了含铌量高的含铌渣；含铌铁水高温底吹氧气脱碳时，铁水中含碳量可以下降到0.66%，而其中的含铌量保特不变，进行钙基合金还原脱磷和脱硫，含磷量下降到0.04%以下、含硫量下降到0.001%以下，真空深脱碳、二次精炼，添加铁合金冶炼出含铌微合金钢。钢的抗拉强度达到510MPa. . 通过对含铌铁水预处理及选择性氧化冶炼含铌微合金钢的研究，形成了具有自主知识产权的含铌铁水高温脱碳-还原脱磷-真空深脱碳冶炼含铌微合金钢的新技术，开发了这种冶炼方法的新工艺，丰富了白云鄂博共生矿冶炼、回收利用铌资源的方法，也为铁水中钒、锰等有价元素回收利用提供了理论和实验依据，也为综合利用白云鄂博铌、铁资源奠定了基础，拓展了钢铁冶金“高温脱碳”的理论知识点。