工业炼钢中可以加入多少钒来提高钢的韧性?
目前国内钒氮合金生产企业不多,主要是攀枝花钢铁集团和安阳市宇千鑫冶金耐火材料有限责任公司.
钒氮合金是一种新型合金添加剂,在微合金钢生产中可替代钒铁。在钢中加入氮化钒,可以提高钢的强度、韧性、延展性、抗热疲劳性等综合力学性能,使钢具有良好的可焊性。在相同强度下,加入氮化钒可节省30-40%的钒加入量,从而降低成本。
以建筑行业为例,采用钒氮合金化技术生产的新型三级钢筋,不仅增强了建筑物的安全性和抗震能力,而且比二级钢筋节约钢材10% ~ 15%。仅此一项,我国每年可节约钢筋约750万吨,铁精矿654.38+02.4万吨,煤炭660万吨,相关辅助材料330万吨。同时可以大大减少二氧化碳、二氧化硫等废气的排放,收到节约资源和保护环境的双重效益。
钒氮合金可用于结构钢、工具钢、管线钢、钢棒和铸铁。钒氮合金在高强度低合金钢中的应用,可以有效地同时微合金化钒和氮,促进钢中碳、钒、氮化合物的析出,起到更有效的沉淀强化和晶粒细化作用。
钒氮合金的特性:
钒氮合金比钒铁具有更有效的强化和细化晶粒的作用。
使用钒氮合金可以节约钒的加入量,在相同强度条件下,钒氮合金比钒铁节约钒20-40%。
使用钒氮合金更有利于钒氮收得率的稳定,减少钢性能的波动。
钒氮合金的使用特别方便,损耗少。采用高强度防潮包装,可直接放入炉内。
钒氮合金属于冶金行业尖端技术,开发难度大。目前美国只有VAMETCO和攀枝花钢铁公司能生产。攀钢通过科研攻关,首创了比国外先进的“非真空连续生产”技术,填补了我国钒氮合金生产领域的空白。
1998年,美国钒公司首次来华推广钒氮合金。在攀钢考察时强调,“20多年来,德国、俄罗斯、日本都在研究钒氮合金,都声称自己开发了钒氮合金的生产技术,但20多年过去了,都没能大量生产。钒氮合金的生产有很多学问,真正能商业化生产的只有我们。”同时对攀钢提出的技术合作意愿坚决拒绝,并挑战“你开发我就买你的”。经过多年的攻关,从65438到1996年9月,攀钢启动了“用V2O3制备碳化钒和氮化钒的研究”项目,并通过了国家九五科技攻关项目的验收。经过几年的艰苦探索,终于取得了钒氮合金产业化的技术成功。这项技术在攀钢的成功,不仅突破了美国在世界上的独家垄断,而且技术先进,达到国际领先水平,形成了具有自主知识产权的专利技术。攀钢钒氮合金产业化技术全面超过美国Vametoco公司同类技术,主要表现在以下几个方面:一是攀钢可以在非真空环境下生产,而不是Vametoco公司必须的高真空环境,设备简单,要求较低,稳定性强,设备投资少;其次,攀钢可以连续生产,降低能耗,显著提高劳动生产率;第三,在攀钢,碳化和氮化反应同时进行,工艺流程简单,操作周期短。
从2002年到2004年,攀钢用三年时间迅速达到了年产2000吨钒氮合金的产能。2002年6月,攀钢300 t/a工业试验推钢窑建成投产。2003年,由于300 t/a工业试验推钢窑关键技术的突破,攀钢决定正式实现工业化生产,产业化项目得到国家支持,被列为国家高技术产业化项目。2003年8月,攀钢第二、三套300 t/a工业装置相继建成投产,产能扩大到1000t/a;2004年6月和7月,三套新建的300 t/a工业装置相继投产,使攀钢钒氮合金总产能达到2000 t/a规模。