CN101328523B - 铁水包顶底复吹提钒方法 - Google Patents

铁水包顶底复吹提钒方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种铁水包顶底复吹提钒方法。该方法的步骤包括：将含钒脱硫铁水兑入铁水包；通过从铁水包顶部吹入氧气、底部吹入惰性气体进行吹钒，其中，在供氧前期向铁水包内加入含铁氧化物物料；吹钒结束后，得到低硫半钢和钒渣。该方法能够从含钒脱硫铁水中提取钒渣并产出低硫半钢，从而保证有效地提取铁水中的有价元素—钒。

Description

铁水包顶底复吹提钒方法
技术领域
本发明涉及一种炼钢工艺中的提钒方法，具体地讲，涉及一种炼钢工艺中从铁水包中提钒的方法。
背景技术
在现有技术中，国内外生产钒渣的方法很多。例如，“通过还原炼铁，使钒随同铁进入铁水，之后吹炼成钒渣，从钒渣中提取V2O5”是综合利用钒钛矿有价元素的最好方法。长期的研究和生产实践已经证明这一工艺在经济性方面更合理。世界上大多数国家都采用这种工艺，例如，南非的摇包侧吹氧提钒工艺、新西兰的铁水包顶吹氧吹钒工艺、俄罗斯和中国的转炉顶或底吹钒工艺或者顶底复吹提钒工艺(顶吹氧气，底吹氮气)以及中国的雾化提钒工艺。在各种不同的提钒工艺中，以俄罗斯下塔吉尔钢厂转炉提钒工艺的各项经济指标最好。下塔吉尔钢厂的转炉提钒工艺由4座160t转炉进行双联提钒，提钒在炼钢500～800炉后进行，年产实物钒渣100～120kt。南非的摇包提钒工艺和新西兰的铁水包吹钒工艺的[V]半在0.06％～0.20％之间([V]半表示半钢中的钒含量)。
从上述已有技术看，转炉提钒实现产业化生产的有顶或底或顶底复吹提钒工艺(顶吹氧气、底吹氮气)，例如，第CN1757759A号发明专利申请公开了一种对转炉顶底复吹工艺的改进工艺；铁水包提钒则有侧吹氧提钒工艺、顶吹氧吹钒工艺或底吹氧吹钒工艺，例如，第CN1743488A号发明专利申请公开了一种底吹氧吹钒工艺，而铁水包顶底复吹提钒工艺(顶吹氧气，底吹氮气等其它惰性气体)则未见任何文献报道和专有技术，尚属先例。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铁水包顶底复吹提钒方法，该方法能够从含钒脱硫铁水中提取钒渣并产出低硫半钢，从而保证有效地提取铁水中的有价元素-钒。
为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种铁水包顶底复吹提钒方法，该方法的步骤包括：将含钒脱硫铁水兑入铁水包；通过对铁水包顶部吹入氧气、底部吹入惰性气体进行吹钒，并在吹钒前期向铁水包内加入含铁氧化物物料；吹钒结束后，得到低硫半钢和钒渣。
优选地，在上述方法中，供氧时间可为3～15min，并且在供氧0～3min内，加入含铁氧化物物料。含铁氧化物物料的加入量可为每吨铁水5～50kg。含铁氧化物物料为50wt％的氧化铁皮、25wt％的铁矿和25％的提钒污泥的复合材料、75wt％的氧化铁皮和25wt％的铁矿的复合材料或95wt％的氧化铁皮和5wt％的粘结剂的复合材料。
另外，部分含铁氧化物物料可与含钒脱硫铁水同时装入，剩余含铁氧化物物料可在吹钒1～3min内装入。
优选地，在吹钒过程中，供氧压力可为0.2～1.0MPa，吹入的惰性气体的压力可为0.4～0.7MPa。底部吹入的惰性气体可为氮气。
优选地，吹炼终点温度为1300～1500℃。
具体实施方式
以下，详细说明本发明的实施例。
在炼钢工艺中，通常在含钒铁水脱硫后进行提钒，得到半钢和钒渣，然后分别将半钢用于炼钢并从钒渣中提取钒。
根据本发明的从含钒脱硫铁水中提钒的方法，将含钒铁水兑入铁水包后，从铁水包顶部吹入氧气且供氧压力为0.2～1.0MPa、供氧时间为3～15min；同时，从铁水包顶部吹入气体搅拌且底部气体供应压力为0.4～0.7MPa。在供氧前期(例如，0～3min内)分两次向铁水包内加入5～50kg/t.Fe的含铁氧化物物料作为冷却剂，其中，含铁氧化物物料的第一次加入量为总量的50％-75％，这样有利于铁水提钒。吹钒结束后，得到低硫半钢和钒渣。在获得的半钢中，C含量在2.5％以上，P含量在0.050％以下，S含量在0.020％以下。获得的钒渣品位在5.0％以上，钒氧化率可达80％～90％，钒回收率可达75％～85％，并且获得的钒渣可以采用水法萃取技术生产达到国家标准的V2O5产品。
在上述工艺中，含铁氧化物物料可为“氧化铁皮(50wt％)+铁矿(25wt％)+提钒污泥(25％)”、“氧化铁皮(75wt％)+铁矿(25wt％)”或“氧化铁皮(95wt％)+粘结剂(5wt％)”的复合材料。所述含铁氧化物物料可为小球状，便于上料仓作业，减轻劳动强度并提高工作效率。
针对上述的从低硫含钒铁水中提钒的方法，下面具体示出了不同工艺条件下的四个具体实施例。
实施例1
高炉冶炼出的含钒铁水，经脱硫扒渣后得到含钒脱硫铁水，其成分为：4.23％C、0.21％V、0.010％S，余量主要为Fe；然后向30吨(t)铁水包内装入该含钒脱硫铁水28t和含铁氧化物物料400kg(大约14kg/t.Fe)，最后通过对铁水包顶吹氧(供氧压力：0.6MPa)、底吹N2(供气压力：0.4MPa)来进行吹钒；在吹钒1～3min内，再向铁水包内加入1000kg含铁氧化物物料(大约36kg/t.Fe)，供氧8min后，扒出钒渣，吹炼终点温度为1380℃。吹炼后获得的半钢成分为：3.56％C、0.008％S、0.030％V。此半钢送炼钢生产，获得的钒渣主要成分为：1.5％CaO，6％V2O5，11％SiO2，30％TFe，0.038％P，该钒渣送水法提钒厂，萃取生产出符合国标的V2O5。
实施例2
高炉冶炼出的含钒铁水，经脱硫扒渣后得到含钒脱硫铁水，其成分为：4.4％C、0.28％V、0.010％S，余量主要为Fe；然后向120t铁水包内装入该含钒脱硫铁水130t和含铁氧化物物料2000kg(大约17kg/t.Fe)，最后通过对铁水包顶吹氧(供氧压力：0.2MPa)、底吹N2(供气压力：0.7MPa)来进行吹钒；在吹钒1～3min内，再向铁水包内加入1900kg含铁氧化物物料(大约15kg/t.Fe)，供氧10min后，扒出钒渣，吹炼终点温度为1400℃。吹炼后获得的半钢成分为：4.0％C、0.01％S、0.033％V。此半钢送炼钢生产，获得的钒渣主要成分为：2.0％CaO，16％V2O5，16％SiO2，24％TFe，0.05％P，该钒渣送水法提钒厂，萃取生产出符合国标的V2O5。
实施例3
电炉冶炼出的含钒铁水，经脱硫扒渣后得到含钒脱硫铁水，其成分为：3.5％C、0.45％V、0.010％S，余量主要为Fe；然后向70t铁水包内装入该含钒脱硫铁水70t和含铁氧化物物料为500kg(大约7kg/t.Fe)，最后通过对铁水包顶吹氧(供氧压力：1.0MPa)、底吹N2(供气压力：0.4MPa)来进行吹钒；在吹钒1～3min内，再向铁水包内加入500kg含铁氧化物物料(大约7kg/t.Fe)，供氧5min后，扒出钒渣，吹炼终点温度为1360℃。吹炼后获得的半钢成分为：2.8％C、0.01％S、0.04％V，此半钢送炼钢生产，获得的钒渣主要成分为：1.0％CaO，24％V2O5，11％SiO2，28％TFe，0.038％P，该钒渣送水法提钒厂，生产出符合国标的V2O5。
实施例4
电炉冶炼出的含钒铁水，经脱硫扒渣后得到含钒脱硫铁水，其成分为：3.5％C、0.40％V、0.010％S，余量主要为Fe；然后向70t铁水包内装入该含钒脱硫铁水50t和含铁氧化物物料300kg(大约6kg/t.Fe)，最后通过对铁水包顶吹氧(供氧压力：0.6MPa)、底吹N2(供气压力：0.5MPa)来进行吹钒；在吹钒1～3min内，再向铁水包内加入300kg含铁氧化物物料(大约6kg/t.Fe)，供氧5min后，扒出钒渣，吹炼终点温度为1340℃。吹炼后获得的半钢成分为：3.2％C、0.01％S、0.04％V，此半钢送炼钢生产；获得的钒渣主要成分为：1.0％CaO，26％V2O5，10％SiO2，33％TFe，0.04％P，该钒渣送水法提钒厂，生产出符合国标的V2O5。
从实施例1至实施例4可以看出，在上述的吹钒工艺中，对铁水包同时分别从顶部和底部吹入氧气和惰性气体(例如，氮气)。
根据本发明的铁水包顶底复吹提钒方法，强化了铁水的搅拌，加快了铁水中钒的传质，促进了铁水中钒的氧化反应，从而可以缩短吹钒时间，使相应的人力物力降低，提高了提钒的效率并增大了提钒的产能。
因此，根据本发明的铁水包顶底复吹提钒方法，工艺流程短、能耗低、金属损失小以及钒氧化率高。因此，该方法既不影响钢铁生产工艺以及生产组织，也能保证将铁水中有价元素V有效的提取和回收，同时改善了半钢质量，大大减轻了炼钢工序的脱硫压力，为洁净钢、纯净钢和低硫钢生产以及水法提钒生产提供了很好的技术保证。
本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明范围的情况下，可以进行各种变形和修改。

Claims (6)

1.一种铁水包顶底复吹提钒方法，该方法的步骤包括：
将含钒脱硫铁水兑入铁水包；
通过从铁水包顶部吹入氧气、底部吹入惰性气体进行吹钒，并在供氧前期向铁水包内加入含铁氧化物物料，其中，供氧时间为3～15min，含铁氧化物物料的加入量为每吨铁水5～50kg；在吹钒过程中，供氧压力为0.2MPa～1.0MPa，吹入的惰性气体的压力为0.4MPa～0.7MPa；
吹钒结束后，得到低硫半钢和钒渣。
2.根据权利要求1所述的提钒方法，其中，所述供氧前期是指供氧0～3min内。
3.根据权利要求1所述的提钒方法，其中，如果部分含铁氧化物物料与含钒脱硫铁水同时装入，则剩余含铁氧化物物料在供氧1～3min内装入。
4.根据权利要求1所述的提钒方法，其中，底部吹入的惰性气体为氮气。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的提钒方法，其中，含铁氧化物物料为50wt％的氧化铁皮、25wt％的铁矿和25％的提钒污泥的复合材料、75wt％的氧化铁皮和25wt％的铁矿的复合材料或95wt％的氧化铁皮和5wt％的粘结剂的复合材料。
6.根据权利要求1所述的提钒方法，其中，吹炼终点温度为1300～1500℃。
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