CN104060015A

CN104060015A - 一种高硅含钒铁水转炉提钒工艺

Info

Publication number: CN104060015A
Application number: CN201310432214.1A
Authority: CN
Inventors: 陈永; 梁新腾; 曾建华; 李扬洲; 杨森祥; 戈文荪; 陈炼; 龚洪君; 喻林
Original assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Priority date: 2013-09-22
Filing date: 2013-09-22
Publication date: 2014-09-24
Anticipated expiration: 2033-09-22
Also published as: CN104060015B

Abstract

本发明公开了一种高硅含钒铁水转炉提钒工艺，该工艺包括：将高硅含钒铁水在转炉中进行吹炼，并在吹炼的过程中加入冷却剂，其中，控制吹炼终点的温度为1380-1420℃；所述冷却剂的用量为30-37kg/t高硅含钒铁水；控制吹炼过程中的枪位为1.5-2m。通过上述技术方案，本发明获得的钒渣的品位高（即钒含量高且TFe含量低），而且，经本发明方法转炉提钒后获得的半钢的C含量较高（在3.7-4.1重量%范围内），较好地实现了“去钒保碳”的目的，且半钢的温度能够满足后续炼钢需求。

Description

一种高硅含钒铁水转炉提钒工艺

技术领域

本发明属于转炉提钒技术领域，涉及一种高硅含钒铁水转炉提钒方法。

背景技术

钒属于贵重金属，应用范围广，经济价值高，是一种极为重要的工业原料，可广泛应用于钢铁、化工、航空航天、电子工业、生物和农业领域。钒在自然界中的分布很广，约占地壳质量的0.02%；但其分布极为分散，常与其它金属矿共生，所以在开采与加工这些矿石时，钒作为共生产品或副产品予以回收。钒钛磁铁矿是钒的主要矿物资源，钒、铁、钛共生，一般将其冶炼成铁水后，再氧化吹炼得到钒渣作为生产钒产品的主要原料。生产钒渣的过程称作提钒，目前我国生产钒渣的工厂主要有攀钢和承钢。生产钒渣的工艺都是采用氧气转炉提钒工艺，氧气转炉提钒工艺主要是通过供氧，形成钒的氧化物进入渣中。

提钒就是利用选择氧化原理，采用高速纯氧射流在转炉中对含钒铁水进行搅拌，将铁水中的钒氧化成高价稳定的钒氧化物制取钒渣的一种物理化学反应过程；在反应过程中通过加入冷却剂控制熔池温度在C、V转换温度以下，达到“去钒保碳”的目的。

提钒时含钒铁水中Si含量偏高造成熔池升温加快，抑制钒的氧化，使达到转炉提钒的C、V转换温度的时间缩短，加速了含钒铁水中C的氧化，且Si氧化成渣，使粗钒渣中SiO₂的比例上升，降低钒渣的品位。不仅如此，对高Si含钒铁水提钒容易引起钒渣中TFe含量的上升和半钢中C含量的下降。文章“攀钢铁水转炉提钒冷却制度改进措施研究”介绍了针对攀钢铁水Si含量上升（且波动大），含钒铁水中钒含量降低和转炉提钒的工艺现状，所采取的措施主要包括优化冷却剂、提高转炉复吹来达到工艺改进。但是目前还没有能够获得钒渣品位高（即钒含量高）、半钢C含量高及温度能够满足后续炼钢需求的高硅含钒铁水转炉提钒工艺。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种针对高硅含钒铁水并能够保证获得的钒渣的品位且半钢C含量高的转炉提钒工艺。

当入炉含钒铁水中的Si含量较高时，会造成转炉提钒后得到的半钢C含量低，钒渣中的TFe含量高，不利于后续转炉炼钢等步骤，为此，本发明的发明人进行了大量的实验，结果发现，控制吹炼终点的温度、冷却剂的用量和枪位在一定范围内能够很好地实现高硅含钒铁水的转炉提钒。因此，为了实现上述目的，本发明提供了一种高硅含钒铁水转炉提钒工艺，该工艺包括：将高硅含钒铁水在转炉中进行吹炼，并在吹炼的过程中加入冷却剂，其中，控制吹炼终点的温度为1380-1420℃；所述冷却剂的用量为30-37kg/t高硅含钒铁水；控制吹炼过程中的枪位为1.5-2m。

通过上述技术方案，本发明获得的钒渣的品位高（即钒含量高且TFe含量低），而且，经本发明方法转炉提钒后获得的半钢的C含量较高（在3.7-4.1重量%范围内），较好地实现了“去钒保碳”的目的，且半钢的温度能够满足后续炼钢需求。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，“TFe”和“TFe含量”均表示按铁元素重量计的总铁含量；吹炼过程是通过氧枪向转炉中吹入氧气的过程，氧枪的喷嘴距离熔池面（铁水的最低液面）的高度被称为枪位。

本发明提供的高硅含钒铁水转炉提钒工艺包括：将高硅含钒铁水在转炉中进行吹炼，并在吹炼的过程中加入冷却剂，其中，控制吹炼终点的温度为1380-1420℃，优选为1390-1410℃；所述冷却剂的用量为30-37kg/t高硅含钒铁水，优选为31.3-36.3kg/t高硅含钒铁水；控制吹炼过程中的枪位为1.5-2m，优选为1.6-1.8m。

转炉提钒过程中，在吹炼过程中加入冷却剂来更好地控制温度，以使含钒铁水中的钒氧化进入到钒渣中。在本发明中，对所述冷却剂的种类及加入时机没有特别的要求，可以采用本领域常用的冷却剂并采用常规方式加入，只要所述冷却剂的用量在上述范围内即可，例如，可以使用氧化铁皮作为冷却剂。所述冷却剂可以在吹炼1-3min内加入。优选情况下，所述冷却剂含有40-50重量%的Fe₂O₃、40-50重量%的FeO和10-20重量%的SiO₂。

根据本发明，吹炼过程中的吹氧量和吹炼时间无特殊要求，可以采用本领域常规的条件，为了更好地控制吹炼终点的温度在上述范围内，优选地，控制吹炼过程中的吹氧量为7.8-9.8m³/t高硅含钒铁水（更优选为8.5-9.6m³/t高硅含钒铁水）。吹炼的时间可以为4-6min（更优选为4-5min）。在吹炼过程中，氧气的流量可以采用本领域技术人员公知的参数，优选为15000-17000m³/h。以所述优选的方式控制氧气的流量可以更加精确地控制半钢成分和温度。

本发明中，控制枪位满足上述优选条件能够更好地实现高硅含钒铁水转炉提钒，即，能够更好地实现提钒保碳的目的。此外，枪位的具体控制方法为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。

根据本发明，本发明的转炉提钒工艺特别适用于高硅含钒铁水的转炉提钒，因此，优选地，所述高硅含钒铁水含有4.1-4.6重量%的C、0.2-0.3重量%的Si、0.2-0.5重量%的Mn、0.2-0.35重量%的Ti和0.25-0.35重量%的V。其中，所述高硅含钒铁水的主要成分为Fe，含量通常为93-96重量%。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

实施例1

往提钒转炉中装入140t高硅含钒铁水，入炉高硅含钒铁水含有4.55重量%的C、0.3重量%的Si、0.29重量%的Mn、0.26重量%的Ti、0.25重量%的V、0.064重量%的P和0.005重量%的S，其余为Fe。入炉高硅含钒铁水的温度为1280℃。通过氧枪（控制枪位为1.7m）向转炉中吹入氧气进行吹炼，吹氧总量为9.6m³/t高硅含钒铁水，控制吹炼终点的温度为1410℃（吹炼的时间为5min）。在吹炼1min时加入冷却剂（含有40重量%的Fe₂O₃、50重量的FeO、10重量%的SiO₂），加入量为35.7kg/t高硅含钒铁水。吹炼后得到的半钢中的C含量和V含量、钒渣中的V₂O₅含量和TFe含量等见表1。

实施例2

往提钒转炉中装入140t高硅含钒铁水，入炉高硅含钒铁水含有4.45重量%的C、0.2重量%的Si、0.26重量%的Mn、0.27重量%的Ti、0.28重量%的V、0.068重量%的P和0.006重量%的S，其余为Fe。入炉高硅含钒铁水的温度为1270℃。通过氧枪（控制枪位为1.75m）向转炉中吹入氧气进行吹炼，吹氧总量为8.6m³/t高硅含钒铁水，控制吹炼终点的温度为1390℃（吹炼的时间为4.5min）。在吹炼1min时加入冷却剂（含有45重量%的Fe₂O₃、40重量的FeO、15重量%的SiO₂），加入量为32.1kg/t高硅含钒铁水。吹炼后得到的半钢中的C含量和V含量、钒渣中的V₂O₅含量和TFe含量等见表1。

实施例3

往提钒转炉中装入140t高硅含钒铁水，入炉高硅含钒铁水含有4.45重量%的C、0.25重量%的Si、0.30重量%的Mn、0.28重量%的Ti、0.29重量%的V、0.069重量%的P和0.005重量%的S，其余为Fe。入炉高硅含钒铁水的温度为1275℃。通过氧枪（控制枪位为1.65m）向转炉中吹入氧气进行吹炼，吹氧总量为9.1m³/t高硅含钒铁水，控制吹炼终点的温度为1400℃（吹炼的时间为4.8min）。在吹炼1min时加入冷却剂（含有40重量%的Fe₂O₃、40重量的FeO、20重量%的SiO₂），加入量为33.9kg/t高硅含钒铁水。吹炼后得到的半钢中的C含量和V含量、钒渣中的V₂O₅含量和TFe含量等见表1。

对比例1

往提钒转炉中装入140t高硅含钒铁水，入炉高硅含钒铁水含有4.50重量%的C、0.28重量%的Si、0.30重量%的Mn、0.28重量%的Ti、0.29重量%的V、0.069重量%的P和0.005重量%的S，其余为Fe。入炉高硅含钒铁水的温度为1270℃。通过氧枪（控制枪位为1.7m）向转炉中吹入氧气进行吹炼，吹氧总量为10.4m³/t高硅含钒铁水，控制吹炼终点的温度为1420℃（吹炼的时间为6min）。在吹炼1min时加入冷却剂（含有40重量%的Fe₂O₃、50重量的FeO、10重量%的SiO₂），加入量为28.6kg/t高硅含钒铁水。吹炼后得到的半钢中的C含量和V含量、钒渣中的V₂O₅含量和TFe含量等见表1。

对比例2

按照实施例1的方法进行转炉提钒，不同的是，控制吹炼终点的温度为1430℃。吹炼后得到的半钢中的C含量和V含量、钒渣中的V₂O₅含量和TFe含量等见表1。

对比例3

按照实施例1的方法进行转炉提钒，不同的是，冷却剂的加入量为28kg/t高硅含钒铁水。吹炼后得到的半钢中的C含量和V含量、钒渣中的V₂O₅含量和TFe含量等见表1。

对比例4

按照实施例1的方法进行转炉提钒，不同的是，控制枪位为2.1m。吹炼后得到的半钢中的C含量和V含量、钒渣中的V₂O₅含量和TFe含量等见表1。

表1

从表1所示的结果可以看出，采用本发明的方法能够有效降低半钢残钒含量并有效地提高半钢碳含量，经本发明工艺提钒后，半钢的温度更适于后续炼钢的需求。而且，本发明方法得到的钒渣的品位较高。

此外，比较实施例1和对比例1-4的结果可以看出，控制吹炼终点的温度、冷却剂用量和枪位在本发明的范围内才能够实现本发明高硅含钒铁水转炉提钒的目的。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims

1.一种高硅含钒铁水转炉提钒工艺，该工艺包括：将高硅含钒铁水在转炉中进行吹炼，并在吹炼的过程中加入冷却剂，其特征在于，控制吹炼终点的温度为1380-1420℃；所述冷却剂的用量为30-37kg/t高硅含钒铁水；控制吹炼过程中的枪位为1.5-2m。

2.根据权利要求1所述的工艺，其中，控制吹炼终点的温度为1390-1410℃。

3.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述冷却剂的用量为31.3-36.3kg/t高硅含钒铁水。

4.根据权利要求1或3所述的工艺，其中，所述冷却剂含有40-50重量%的Fe₂O₃、40-50重量%的FeO和10-20重量%的SiO₂。

5.根据权利要求1所述的工艺，其中，控制吹炼过程中的枪位为1.6-1.8mm。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的工艺，其中，控制吹炼过程中的吹氧量为7.8-9.8m³/t高硅含钒铁水。

7.根据权利要求6所述的工艺，其中，控制吹炼过程中的吹氧量为8.5-9.6m³/t高硅含钒铁水。

8.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述高硅含钒铁水含有4.1-4.6重量%的C、0.2-0.3重量%的Si、0.2-0.5重量%的Mn、0.2-0.35重量%的Ti和0.25-0.35重量%的V。