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铁水是液态的铁，铁的熔点为1534℃。用铁水可以浇在一个模子里，然后凝固，制成模子形状的铁器。铁水的密度＝7138kg/m3。在铁水中加入少量的铌,可显著改善铸铁的性能,少量的铌加入铝中,可改善其强度。 
含铌铁水-含铌铁水-铌渣的平衡和渣中α_(Nb_2O_5)的测定       
使用包头铁水和铌渣,测定了铁水预处理温度下的渣-铁平衡状态。同时,使用固体电解质定氧探头测定含碳铁液中α,以计算铌渣中α_(Nb_2O_5)。实验结果表明;在平衡状态下,当[Si]>0.02％,渣中SiO_2/MnO<2时,Nb_2O_5/Nb<4。因此铁水中Si能够在脱Nb之前优先去除。1350℃下的γ_(Nb_2O_5)在10~0—10~(-2)数量级范围内;渣中SiO_2/MnO对Nb的平衡分配比及γ_(Nb_2O_5)有较大影响。

含铌铁水-含铌铁水去磷保铌的热力学分析       
铁水预处理过程用BaO基脱磷剂对0．1％的含铌铁水进行去磷保铌的热力学问题。分析结果表明：BaO基脱磷剂是实现含铌铁水去磷保铌的最佳选择；铁水中碳含量越高，越有利于含铌铁水的去磷保铌；铁水中碳含量为4．0％、铌含量保持在0．1％时，与之相平衡的磷含量可降到10^-6以下。

含铌铁水-含铌铁水的历史发展       
随着技术进步，工程结构对钢材的强度、韧性和悍接性的要求越来越高。为适应这一要求，采用现代冶金工艺流程生产的高技术产品——微合金化钢近三十年在世界各国有着迅猛的发展，也成为各国是否进入钢铁强国的标志。目前中国的钢铁产量虽然位居世界第一，但品种不全，微合金钢的比重还较小，离各先进工业国家还有较大离。在二十一世纪，中国微合金化技术的开发必然要更上一层楼，赶上世界先进水平，在未来十年特别是“十五”期间，产品结构调整仍然是钢铁工业发展的主要任务。西部大开发的战略规划、“西气东输”管线工程的建设，为中国钢铁工业结构调整和向钢铁强国转变，带来了历史性的机遇，而借鉴国外先进经验，加大力度开发更多的微合金化钢则是品种结构调整的主要任务，也是实现钢铁强国的必由之路。

针对中国包头现有高炉-转炉-电炉-电炉提铌工艺存在流程长、成本高、铌损失率大且只能生产含铌13%～15%铌铁的情况,提出包头铌资源选冶新思路:用CO-CO2混合气体选择性热还原含铌铁矿,90%以上的铁矿物被还原为金属铁,铌矿物不被还原.磁选分离被还原的金属铁和其他矿物,得到含Nb2O5为6.91%的含铌氧化物,其品位较原矿富集了4倍.然后用盐酸浸洗上述含铌氧化物,90%以上的铁矿物、磷矿物以及CaO和MgO进入浸液,铌儿乎全部留在浸渣中,得到的浸渣含Nb2O5近30%,Nb/Fe＝6,Nb/P＝12,此浸渣可用于冶炼符合工业标准的铌铁(含60%～65%Nb)。

鞍钢在微合金化方面的探索经验U鞍钢作为共和国的长子，建国初期考虑到锰是中国富有的价廉的合金元素，因而在50年代末开发了一系列锰钢。如：16Mn,15Mn~12Mn,09Mn和一些中锰钢轨，但这些在国外尚属于碳素钢的范畴。60年代初，在国际封锁下，中国利用资源，开始加入稀土元素等的探索。如在内蒙包头发现了大量含稀土铌磁铁矿床，尽管品位低，但可提炼出含铌40%左右的铌铁，缺点是成本太高，不能用作普通商品材的基础元素，只有在特殊重要的合同中才不得不使用国产铌铁，具有代表性的铌钢包括：06MnNb,09MnNb,14MnNb,16MnNb,18Nb(半),18MnMoNb,10MnPNbRe,15MnVNb,12SiMoVNb,14MoVNBbTi,06AiNbCuN及都与含Cu-P-Nb钢轨等。后来又发现，攀技花和马鞍山地区拥有丰富的钒，钛资源，因而有条件为造船、汽车、石化、桥梁、热能和工程机械提供新的钢种，包括：06~21Ti、13~15MnTi、14~15MnVN、14~15MnMoVN、06MnVAl、12CrMoV、08（CU）PVRe等，当时采用过五氧化二钒或海绵钛进行直接合金化，并用稀土硅钛和硅钙粉一起喷入钢包以改善钢质。所有这些经验，均在70年代末80年代初日臻完善。80年代中，鞍钢有机会以较便宜价格进口铌铁，试制含铌尾板、含铌轻轨、汽车轮辐、双相钢丝和螺纹钢筋等，也开展了一些相应的研究工作。但是由于客观条件限制当时还缺乏真空脱氧，成份微调等精炼设备以及控轧、控冷手段，只能说是刚刚起步。根据鞍钢的经验，钢厂必须按照用户对微合金钢强度和韧性要求组织生产，并使成材最高、废品最少。一般说来，微合金元素铌、钒、钛的相对强化效应主要是碳氮含量的函数，也是加工过程的函数。由于钛易与氮、氧和硫发生强烈反应，其加入量的一部份因形成各种高温氮（氧、硫）化物而白白耗掉，对强度和韧性几乎没有作用甚至还有有害影响。对于正常残留的氮（氧、硫）含量，钛的浪费量约为0.04~0.06%，反之，对于铌和钒，其浪费量就少得多.。铌和钒的相对强化效应主要取决于碳含量：在含碳0.2%以上和正常残留氮含量下，铌和钒的相对强化效应无大差异。铌是最有效的晶粒细化元素，钒则是更有效的沉淀强化元素，对于常化方式交货的钢更是如此。不过，如果像近代超低碳微合金钢那样，采用脱氧工艺降低氮含量的话，情况就会有所改变。因为碳化钒的强化作用不如碳化铌大，如果钢中残留的氮较少，铌就变成更有效的强化元素，在常化钢中更是如此。如果钢中残留的氮较多，铌和钒就有可能形成更多的碳氮化物，更有利于析出强化。选择微含金化元素的另一因素是生产成本，它又取决于最佳成份设计、合金元素的回收率以及国际国内市场上的原料价格。一般的规律是：当设计一种新型微合金化钢时，如果界定其碳含量小于0.1%、氮含量低于80ppm时，则0.02~0.03%的铌可以置换相当于0.04~0.06%的钒或0.06~0.09%钛的强化效应。铌和钒在镇静钢中的回收率分别为90~95%和85~95%，钛则波动在60~75%之间。
国际市场上铁合金价格大致为：每公斤钛11.5美元，钒20美元（波动幅度较大），铌15美元，说明了铌铁的竞争能力。

有一段时期，鞍钢曾成为中国推广铌微合金化的领头羊，新钢种共开发共60余个。U鞍钢开发含铌微合金化钢的实例U三十多年来，鞍钢在钢铁研究总院、中信金属公司、巴西矿冶公司（CBMM）及国内外大学、研究院所的专家教授帮助下，开发出了质优、价廉、用户满意的含铌钢材，有的还获得国家、省、部级发明奖或科技进步奖。举例如下：
1.中温高压耐氢、氮、氨腐蚀用12SiMoVNb钢管，取代了美国的2.25CRIMO；
2.抗高温硫腐蚀用12SiMoVNbAl钢管，性能相当于日本进口的Cr5Mo；
3.高强度鱼尾板及轻轨56Nb，部份产品曾供合北至高雄的干线（鱼尾板）使用；
4.低碳硅铌双相钢丝及耐磨筛网，免除了生产过程中的铅浴，又提高了使用寿命；
5.高强度钢丝绳用75MnNb及95MnNb，后者曾于1994年获国家发明三等奖；
6.HQ60H高强度焊接结构钢板，超过日本的WELTEN-60，成品出口古巴、巴基斯坦及美国、澳大利亚等国；
7.高强度船体板A36、D36等，已取得CC5、ABS、GL、LR、DNV、BV及KR七国船级社认可，并出口韩国，后者并于1998取得辽宁省科技进步二等奖；
8.滚压成型汽车辐用Q06NbTi热轧板，性能超过JIS标准，疲劳台架试验达到德国水平，获用户好评；
9.40Mn2Nb线材钢，1990年获处辽宁省科技进步特等奖；
10.06NbTi辊轧成型链条钢，1992年获得辽宁省科技进步三等奖；
11.高强度冲压成型搪瓷钢板04MnTiNb，1992年获得辽宁省科技进步三等奖；
12.20Nb钢材，1994年获辽宁省科技进步三等奖；
13.16MnNbR特厚板，1998年获辽宁省科技进步三等奖；
14.钒、钛、铌等微合金化钢机理的研究，1992年获冶金工业部科技进步特等奖；

含铌铁水-含铌铁水的优点       
1.U强化效果显著U：铌的强化作用为硅的35~78倍、锰的41~87倍、铬的50~117倍、镍的87~175倍，可以顶替二倍的钒或三倍的钛，而且价格平稳、廉宜；
2.U延缓奥氏体再结晶和细化晶粒的作用强烈U：在这方面，铌的能力大于钒，更大于钛。如仅含0.03%铌的钢，在变形温度低于950度时，每道次标准变形量的轧制后不会发生再结晶。这样得到的伸长奥氏体晶粒由于形核的晶界及亚晶界面积增加，就能再结晶成细小的晶粒。因此，对于低碳锰钢来说，就可以通过加入少量的铌，用普通轧机实现控轧达到晶粒细化，这是铌的重要优点之一。
3.生产工艺比较简便：目前中国除宝钢、武钢外，大多数钢厂尚未完善真空冶炼设备，在常规冶炼条件下，钛的收得率较低，其氮、氧、硫化物残留在钢中形成非金属夹杂，而铌与氧的亲和力极小，能适应中国普通冶炼设备。但是，如果利用钛的强化学性，先加入极少量（约0.01~0.015%）与铌或和钒等复合微合金化，夺去钢中的氧和氮，并形成非常稳定的TIN、TiO质点的话，便会形成易于固溶在钢中的NbC或VC化合物，则可更有效地发挥铌及钒的晶粒细化和沉淀强化作用，并可有效地限制焊接热影响区的晶粒长大，改善其性能。此外，如在轧后予以加速冷却（湍流或水幕），可使相变开始温度降低，过冷奥氏体中形核更多，且晶粒来不及长大，就能进一步提高韧性。

含铌铁水-含铌钢强韧化机理       
研究低碳微合金化铌钢的最佳成份范围、性能与客观组织的关系以及铌的作用机理；研究按原子当量比例加入
微量铌（铌钛）及热轧条件对超低碳钢性能的影响；中碳、高碳含铌钢的探索；低碳硅铌双相钢丝强韧化机理的研究；利用计算机进行铌钛复合微合金化的设计等等。这此机理研究，曾径有效地指导了鞍钢含铌微合金化钢的开发。 
合金化铌钢

含铌铁水-开发含铌铁水的前景展望       
高强度、高韧性高可悍性管线用钢的技术要求严格，是由于国际上新型工程结构都是根据高技术产品——微合金钢的性能设计的，因之对钢厂的要求也极苛刻。满足了这些前提，就会拿到订单，就解决了钢厂的生存问题。满足了这些要求，其他行业需要的钢材，如：桥梁、立体交通枢纽、高层建筑（要求抗震、防火）、工程机械、铁道、造船、汽车、矿山用钢中大量微合金钢的生产难题也会迎刃而解。举一个例子作为教训：前苏联由于引用含钒微合金化钢较晚，80年代建造的横贯欧亚大陆的高压天然气输送管线所用的上千万吨微合金化管材，不能不给予于德国（欧洲段）和日本（亚洲段），这也促成了德、日两国制管和微合金化（通常的消耗铌铁的吨位为标尺）的飞速发展。不要忘记，当年苏联的钢铁产量也是居于世界首位。“十五”和下一个五年期间，中国天然气输送管道将形成“两横、两纵、四枢纽、五气库”的供气管网格局。这一时期，中国约需建设天然气干线9000千米，连同区域性管网共约21400千米，折合钢管1600~1800万吨，其中大口径直缝（VOE）管至少占20%，如果我们自己不去占领，这片市场是否也会像前苏联那样，由德国、日本甚至美国来填补？我们岂能甘心别人代庖？提供输油气管线钢的热点问题是：14~15兆巴输送压力下高压输送强度所引发的问题；抗氢致裂纹问题，高甲烷（富气）输送时腐蚀问题；延性断裂（塑性失稳）的止裂问题；近中性（PH）土环境的应力腐蚀问题；高强度屈强比的选择；残余应力的检测以及焊接接热影响区的强韧化问题等等。石油部要求按0.2%C钒（X52）、0.12%C铌钒(X65)、0.08%C铌钛（X70~X80）和0.03%C铌钛钼（X90~X100）为参考成份；强调“用TiO处理的钢优于TiN处理的钢”，因为TiO可协助形成更细的针状铁素体，超低碳奥反体和超级碳马亚体；要求彻底解决：
1.U超纯净钢冶炼技术U（铁水脱硫脱磷，复合炉外精炼，CA处理真空脱气等），务求全部杂质元素的总量不超过100PPM；
2.U高均匀性连铸技术U（电磁搅拌、适时轻微压下等），达到无裂纹；
3.U控轧、控冷强制加速冷却技术U（层流冷却、高压喷雾剧冷等）。这些都是我们必需面对的问题。机遇与挑战共存，压力和成就同佑。输油气管线钢能否满足用户需求，也直接带动了IF（无间隙原子）深冲汽车板、CF（无裂纹）造船与容器板、FR（耐600~650度高温）建筑型钢、Z向（要求垂直于板面的应力参数）采油平台用支撑架、高强度耐磨钢轨和高强度工程机械用钢等的生产。随着鞍钢“九五”改造工程投产，夕日鞍钢已旧貌换新颜，加速开发含铌微合金钢，推进产品结构调整，积极参与国内、外两个市场竞争，必能重塑辉煌。