国内每年消费各种钒原料约2860吨(按金属钒计)。其中,90%用于钢铁工业,其余10%用于催化剂、钛钒合金、颜料等领域。在钢铁工业中有1500吨左右用于特殊钢冶炼,1100吨左右用于普通钢铁厂中冶炼高强低合金钢。近年来,建筑含钒钢筋用钒明显上升。除攀钢使用FeV80外,其他中国钢铁厂都以FeV50或其它形式使用钒。
国际上通常用钒消耗强度表示钢铁业钒的应用水平。钒消耗强度按每生产1000吨钢所消耗钒的公斤数表示。从80年代以来,世界钒消耗强度已从30kg/1000t 升至1998年的50kg/1000t ,增加了67%。今后,随着对强度高、重量轻的钢材需求的增加,钒消耗强度还会进一步增加。而中国目前钒消耗强度仅为20~25kg/1000t ,其差距是显而易见的。潜力也是巨大的。
中国钒工业发展
攀钢钒产品的生产中国国内各工厂钒的提取工艺基本相同,攀钢钒氧化物生产工艺与国内同行的主要区别在于用多膛炉而不是回转窑焙烧钒渣。
钒钛磁铁矿原矿经选矿得到的含钒铁精矿送入烧结、炼铁工序,得到含钒铁水,含钒铁水经转炉提钒后得到钒渣,此时的钒回收率为46.28%,若考虑钢渣等的综合利用,实际的钒回收率略高于此数,可达到53%以上。钒渣经过焙烧、浸出和沉钒等过程获得多钒酸铵,多钒酸铵经焙烧、还原等过程得到V 2O 5或V 2O 3,进一步采用电铝热法还原V 2O 5或V 2O 3来生产钒铁。
20世纪六七十年代,一种热轧的低碳钒微合金钢(0.15%~0.20%C、0.10%~0.15%V)替代传统的正火热处理钢获得了广泛应用。60年代初期,美国伯利恒钢铁公司在C-Mn钢基础上开发了系列V-N钢,其C、Mn含量上限分别为0.22%和1.25%,屈服强度达320~460MPa,以热轧态供货使用,规格包括了板、带和型钢的所有产品。
20世纪80年代,伴随着控轧控冷工艺技术的发展,采用Ti-V微合金化设计,开发了一种新的控轧工艺路线,称为再结晶控制轧制(RCR)。通过使每道次变形后的形变奥氏体的再结晶,可以同样达到传统上低温控轧方法所能达到的晶粒细化效果。此工艺可采用较高的终轧温度,因此对轧机的轧制力要求较低,不但提高生产率,同时能在轧制力较弱的轧机上实现轧制生产。
20世纪90年代,薄板坯连铸连轧工艺得到快速发展,进一步促进了钒微合金化技术在高强度带钢产品中的应用。薄板坯连铸连轧工艺一系列冶金学特征,包括近终形的快速凝固、低的板坯加热温度、铸态组织直接轧制、机架道次大变形等,导致传统铌微合金化HSLA钢因铸坯裂纹和混晶组织问题造成了生产上的困难。通过采用V/V--N微合金化技术,人们在薄板坯连铸连轧工艺下开发出屈服强度为350~700MP的系列高强度带钢产品。
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