CN107586912B - 一种v2o5直接还原合金化的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种V2O5直接还原合金化的方法，在LF炉还原顶渣前期在渣面上铺洒V2O5和铝粒的混合物，随即往渣面上铺洒石灰，经造白渣、脱硫、微调成分、调温工艺至LF炉工序结束。该方法使用工业级的V2O5在LF炉工序对钢水增V，充分利用了LF炉工序的还原性条件，操作简单，在V2O5和铝粒加入后，由于两者的熔点均在700℃以下，加入之后两者会迅速熔化并发生氧化还原反应，具有很高的收得率。该氧化还原反应不会对钢水温度造成不利的影响，同时还原产物为Al2O3，其有利于快速成渣，减少了精炼渣的使用，充分利用了所加入的原料。

Description

一种V2O5直接还原合金化的方法
技术领域
本发明属于钢水合金化领域，具体涉及一种V2O5直接还原合金化的方法。
背景技术
目前V2O5直接合金化方式主要有以下两种：一是使用钒渣或含钒污泥；二是将V2O5、还原剂以及粘结剂压块使用。这两种方式主要存在以下几点问题：1、直接合金化产生的还原产物没有被利用，同时还原产物进入渣中，增加的渣量，增加了钢铁量消耗；2、使用V2O5含量不高的钒渣和含钒污泥，用于高钒钢种直接合金化增V时，钒渣和含钒污泥的加入量比较大，渣量明显增加、钢铁量消耗增大，带入其它杂质的概率大大增加，同时还会造成某些有害元素的带入，如P、S等；3、增钒剂的压块或者压球会在成本上有所提高；4、由于增钒剂中除还原剂和含钒物质外，含有较高比例的其它物质，在大量使用时会带来钢水温降大，钢铁量消耗高的问题；5、增钒剂的使用过程存在影响钢水质量的问题 (扒渣等操作)。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种V2O5直接还原合金化的方法，在几乎不带来负面效应的同时，经济的使用工艺级V2O5代替含钒合金对钢水进行合金化，降低钢水增V成本，同时充分利用了还原产物(Al2O3)，有利于快速成渣，减少了精炼渣的使用，降低成本。
本发明提供的技术方案为：
一种V2O5直接还原合金化的方法，在LF炉还原顶渣前期在渣面上铺洒 V2O5和铝粒的混合物，立即往渣面上铺洒石灰，经造白渣、脱硫、微调成分、调温工艺至LF炉工序结束。
所述V2O5和铝粒的质量之比为2：1～1.2。
所述V2O5和铝粒的混合物的用量范围是(1.0-8.0)kg/吨钢。
所述V2O5为工业级，V2O5的纯度不小于90％，粒度为10～30mm。
所述铝粒为工业级，铝粒的纯度不小于95％，粒度为5～25mm。
所述石灰的质量为V2O5和铝粒质量之和的25％-35％。
所述石灰的氧化钙含量不小于96％，粒度不大于5mm。
其中为能够使V2O5充分直接合金化，V2O5和铝粒的质量之比需控制在 2:1～1.2的范围内；从整个合金化的反应速率角度考虑，根据工艺操作的环境条件按照未反应核模型计算反应速率，确定合适的V2O5、铝粒、石灰粒度，以保证整个合金化过程以适当的速率进行；从LF炉渣量和炉渣成分控制角度考虑，为保证LF炉顶渣渣量合适，不带来过高的消耗，在满足V2O5和铝粒的混合物的用量范围在(1.0-8.0)kg/吨钢的条件下，根据钢种对V元素的要求确定具体用量；为保证LF炉渣具有合适的Ca/Al比，具有良好的脱硫去夹杂的功能，石灰的加入量应为V2O5和铝粒质量之和的25％-35％，此外石灰需要在V2O5和铝粒的混合物加入后立即加入，避免部分V2O5挥发，减少浪费。
本发明公开的V2O5直接还原合金化的方法，使用工业级的V2O5在LF炉工序对钢水增V，充分利用了LF炉工序的还原性条件，操作简单，在V2O5和铝粒加入后，由于两者的熔点均在700℃以下，加入之后两者会迅速熔化并发生氧化还原反应，具有很高的收得率。该氧化还原反应不会对钢水温度造成不利的影响，同时充分利用了还原产物(Al2O3)，其有利于快速成渣，减少了含Al2O3精炼渣的使用，充分利用了所加入的原料。
同时，本发明的公开的V2O5直接还原合金化的方法中，经济的使用工艺级 V2O5代替含钒合金对钢水进行合金化，降低钢水增V成本，降低含钒合金和含铝精炼渣的使用量，从而减少含钒合金和含铝精炼渣生产时所带来的能源消耗和环境污染，有良好的经济效益和社会效益。
相对于现有技术，本发明具备以下优点：
1.直接合金化产生的还原产物Al2O3被充分利用，其有利于快速成渣，减少了含Al2O3精炼渣的使用，充分利用了所加入的原料，不带来额外消耗；
2.使用V2O5、铝粒作为增V的原料，渣量小、消耗低，不会出现带入杂质元素量的问题；
3.在原料加入之前，无需扒渣等操作进而影响钢水质量的问题；
4.增V的同时不会对钢水温度造成不利的影响。
具体实施方式
一种V2O5直接还原合金化的方法，包括如下步骤：在LF炉还原顶渣前期，在渣面上铺洒V2O5和铝粒的混合物，立即往渣面上铺洒石灰，经造白渣、脱硫、微调成分、调温工艺至LF炉工序结束。
所述V2O5和铝粒的质量之比为2：(1～1.2)；所述V2O5和铝粒的混合物的用量范围是(1.0-8.0)kg/吨钢；所述V2O5和铝粒均为工业级，V2O5的纯度不小于90％，粒度为10～30mm，铝粒的纯度不小于95％，粒度为5～25mm；所述石灰的质量为V2O5和铝粒质量之和的25％-35％；所述石灰的氧化钙含量不小于 96％，粒度不大于5mm。
下面结合实施例1～5及比较例1～4对本发明进行详细说明。
实施例1～5
某厂85吨LF炉，在LF炉还原顶渣前期先铺洒一定质量的V2O5和铝粒，之后立即铺洒一定质量的石灰，其中V2O5、铝粒和石灰的粒度要求分别为： 10～30mm、5～25mm、＞5mm，V2O5的纯度为93％，然后正常造白渣、脱硫、微调成分和温度，直到LF炉工序结束。此方法可用于所有含钒合金钢用来全部增钒或者部分增钒。其中钢水质量以及各个物质加入量来自于现场称量数据，钢水中V含量来自于现场检查数据。
其具体试验操作以及结果情况如下表1所示：
表1
比较例1～4
某厂85吨LF炉，在LF炉还原顶渣前期先铺洒一定质量的V2O5和铝粒，之后再铺洒一定质量的石灰，其中V2O5、铝粒和石灰的粒度要求分别为： 10～30mm、5～25mm、＞5mm，V2O5的纯度为95％左右，然后正常造白渣、脱硫、微调成分和温度，直到LF炉工序结束。
其具体试验操作以及结果情况如下表2所示：
表2
上述参照实施例对一种V2O5直接还原合金化的方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种V2O5直接还原合金化的方法，其特征在于，在LF炉还原顶渣前期在渣面上铺洒V2O5和铝粒的混合物，立即往渣面上铺洒石灰，经造白渣、脱硫、微调成分、调温工艺至LF炉工序结束；
所述V2O5和铝粒的混合物的用量范围是(1.0-8.0)kg/吨钢；
所述石灰的质量为V2O5和铝粒质量之和的25%-35%。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述V2O5和铝粒的质量之比为2:1~1.2。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述V2O5为工业级，V2O5的纯度不小于90%，粒度为10~30mm。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述铝粒为工业级，铝粒的纯度不小于95%，粒度为5~25mm。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述石灰的氧化钙含量不小于96%，粒度不大于5mm。
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