CN111455126A - 一种含钒铁水转炉提钒工艺 - Google Patents

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张彦恒
李明红
付新瑞
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Abstract

本发明公开了一种含钒铁水转炉提钒工艺，包括：在含钒铁水入转炉后，加入石灰石，并加入提钒冷却剂；提钒过程中向转炉内吹氧，吹氧时间范围为3‑8min，吹氧量为7‑12Nm3/吨铁，转炉熔池温度范围在1310℃‑1410℃。应用本发明提供的含钒铁水转炉提钒工艺，通过加入石灰石，可提高转炉提钒钒氧化率1‑15％，钒渣品位提高1％以上，钒渣TFe降低2％以上，实现转炉高效提钒的目的。

Description

一种含钒铁水转炉提钒工艺
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，更具体地说，涉及一种含钒铁水转炉提钒工艺。
背景技术
目前，我国赋存有大量的钒钛磁铁矿资源。例如，攀钢、承钢、昆钢、威钢等企业都是采用钒钛磁铁矿进行冶炼，钒钛磁铁矿高炉冶炼出的铁水与普通铁水相比钒含量高，而钒是一种重要的资源，因此铁水炼钢前必须提钒，制取钒渣。
含钒铁水提钒工艺主要采用转炉提钒的方法，其是含钒铁水炼钢之前先用转炉将其中的钒氧化成钒渣分离出来的铁水提钒工艺。具体的，在提钒过程中采用高速氧射流氧枪喷入氧气，同时加入冷却剂控制提钒炉内温度，从而将铁水中的钒氧化提取出来，获得粗钒渣。而加入冷却剂主要是含铁物料或含氧化铁物料，资源受限，且在提钒过程中，反应动力学条件不足，钒氧化率低，钒渣TFe高。
综上所述，如何有效地解决提钒熔池动力学条件不足造成的钒渣TFe高等问题，是目前本领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种含钒铁水转炉提钒工艺，该含钒铁水转炉提钒工艺可以有效地解决提钒熔池动力学条件不足造成的钒渣TFe高等的问题。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种含钒铁水转炉提钒工艺，包括：
在含钒铁水入转炉后，加入石灰石，并加入提钒冷却剂；
提钒过程中向转炉内吹氧，吹氧时间范围为3-8min，吹氧量为7-12Nm3/吨铁，转炉熔池温度范围在1310℃-1410℃。
优选地，上述含钒铁水转炉提钒工艺中，采用射流氧枪向所述转炉内吹氧。
优选地，上述含钒铁水转炉提钒工艺中，所述射流氧枪枪位控制在1.5-2.2米。
优选地，上述含钒铁水转炉提钒工艺中，加入的所述石灰石的质量为加入的所述提钒冷却剂的质量的2-50％。
优选地，上述含钒铁水转炉提钒工艺中，所述石灰石的加入量不大于1-20kg/吨铁。
优选地，上述含钒铁水转炉提钒工艺中，所述提钒冷却剂为含铁冷却剂，且所述含铁冷却剂的加入量范围为20-80kg/吨铁。
优选地，上述含钒铁水转炉提钒工艺中，所述含铁冷却剂为含铁球团矿、含铁冷固球，铁矿石、氧化铁皮、生铁块、含钒渣铁物料、高炉渣铁中的一种或多种。
优选地，上述含钒铁水转炉提钒工艺中，所述在含钒铁水入转炉后，加入石灰石，并加入提钒冷却剂，具体包括：
在含钒铁水入转炉后，并在提钒吹氧前加入石灰石和提钒冷却剂。
优选地，上述含钒铁水转炉提钒工艺中，所述在含钒铁水入转炉后，加入石灰石，并加入提钒冷却剂，具体包括：
在含钒铁水入转炉后，并在提钒吹氧开始的0-5min内加入石灰石和提钒冷却剂。
应用本发明提供的含钒铁水转炉提钒工艺，在含钒铁水入转炉后，加入石灰石，并加入提钒冷却剂；提钒过程中向转炉内吹氧，吹氧时间范围在3-8min，吹氧量为7-12Nm3/吨铁，转炉熔池温度范围在1310℃-1410℃。综上，本申请中，通过加入石灰石，利用石灰石反应吸热及生成的二氧化碳与熔池中[C]、[Si]、[V]、[Mn]和Fe发生氧化反应，可提高转炉提钒钒氧化率1-15％，钒渣品位提高1％以上，钒渣TFe降低2％以上，实现转炉高效提钒的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一个具体实施例的含钒铁水转炉提钒工艺的流程示意图。
具体实施方式
本发明实施例公开了一种含钒铁水转炉提钒工艺，以实现转炉高效提钒。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1为本发明一个具体实施例的含钒铁水转炉提钒工艺的流程示意图。
在一个具体实施例中，本发明提供的含钒铁水转炉提钒工艺包括以下步骤：
S1：在含钒铁水入转炉后，加入石灰石，并加入提钒冷却剂。
也就是向转炉内加入石灰石和提钒冷却剂，石灰石的主要成分碳酸钙。需要说明的是，向转炉内加入提钒冷却剂的时机，既包括在含钒铁水入转炉后，在提钒吹氧开始的0-5min内加入提钒冷却剂，也包括在含钒铁水入转炉后，提钒吹氧前加入石灰石。
S2：提钒过程中向转炉内吹氧，吹氧时间范围在3-8min，吹氧量为7-12Nm3/吨铁，转炉熔池温度范围在1310℃-1410℃。
石灰石加入炉内后，在高温下，石灰石发生如下反应：
Figure BDA0002479080680000041
上述反应为吸热反应，可有效控制炉内反应温度，使其处于有益于提钒的熔池温度范围内，即碳-钒转化温度以内(高于此温度，碳优先于钒氧化)。且石灰石发生分解反应产生大量的CO2气体，可强化炉内的反应动力学条件，有利于与钒的氧化，从而提高钒的氧化率；钒氧化率提高，生成钒渣，从而可以提高钒渣品位。
另外，CO2是弱氧化性气体，在1300℃以上，能够与熔池中的[C]、[Si]、[V]、[Mn]和Fe发生氧化反应。其中CO2可以与铁水中的钒发生如下反应：3CO2(g)+2V(l)＝V2O3+3CO(g)，从而提高钒氧化率。
再者，石灰石的加入可以降低钒渣中的TFe(包含铁氧化物和金属铁)。由于原来钒渣中的CaO含量很低，铁水中氧化的SiO2等于FeO结合硅酸盐渣系，形成高熔点的渣系，加入石灰石后，分解形成大量的CaO，在炉渣中形成硅酸钙渣系，释放出原来的FeO，形成低熔点的渣系，有利于钒渣中金属铁沉降下来，从而降低了钒渣中的TFe。
在提钒过程中，具体可以采用高速氧射流氧枪喷入氧气，同时向转炉内加入冷却剂控制提钒炉内温度，从而将铁水中的钒氧化提取出来，获得粗钒渣。需要说明的是，由于向转炉内加入石灰石的时机，既包括在含钒铁水入转炉后，在提钒吹氧开始的0-5min内加入石灰石，也包括在含钒铁水入转炉后，提钒吹氧前加入石灰石，故此处对于步骤S1及步骤S2的先后并不限定。
在一种实施方式中，本发明提供的含钒铁水转炉提钒工艺包括以下步骤：S11：在含钒铁水入转炉后，向转炉内吹氧，且在提钒吹氧开始的0-5min内加入石灰石和提钒冷却剂；吹氧时间范围在3-8min，吹氧量为7-12Nm3/吨铁，转炉熔池温度范围在1310℃-1410℃。在另一种实施方式中，本发明提供的含钒铁水转炉提钒工艺包括以下步骤：S21：在含钒铁水入转炉后，加入提钒冷却剂和石灰石；S22：而后向转炉内吹氧，吹氧时间范围在3-8min，吹氧量为7-12Nm3/吨铁，转炉熔池温度范围在1310℃-1410℃。
提钒冷却剂的作用是利用其物理降温作用，控制炉内的温度在有利于钒氧化的温度范围内。另外，加入的提钒冷却剂中含有大量的FeO，FeO是铁水提钒必不可少的氧化物质，发生反应为：2[V]+3(FeO)＝(V2O3)+3[Fe]，从而将铁水中的钒氧化出来。提钒冷却剂的加入时间通常在提钒吹氧开始0-5min内，优选为0-4.5min内加入。在加入时间上，如果太晚，炉内温度超过了适宜的提钒温度，且冷却剂中的FeO不能充分的与铁水钒反应，达不到目的。
具体的，采用射流氧枪向转炉内吹氧。射流氧枪枪位控制在1.5-2.2米。需要说明的是，此处的枪位是指射流氧枪枪头(氧气出口)距炉内铁水液面的距离。同时，结合吹氧时间、吹氧量及转炉熔池温度的控制，有效保证了提钒效果。
进一步地，上述步骤S1中，石灰石与提钒冷却剂的加入质量比为2-50％。即加入石灰石的质量是加入提钒冷却剂质量的2-50％，优选采用10-30％，即加入石灰石的质量是加入提钒冷却剂质量的10-30％。基于石灰石和提钒冷却剂与含钒铁水的作用原理，将石灰石和提钒冷却剂的加入量控制在上述范围内，能够有效控制炉内反应温度，使其处于有益于提钒的熔池温度范围内。
具体的，石灰石的加入量不大于1-20kg/吨铁。
更进一步地，含铁冷却剂为含铁球团矿、含铁冷固球，铁矿石、氧化铁皮、生铁块、含钒渣铁物料、高炉渣铁中的一种或多种。根据需要，含铁冷却剂并不局限于上述种类，也可以采用其他常规用作含铁冷却剂的物料。具体的，含铁冷却剂的加入总量控制20-80kg/吨铁范围内。
应用本发明提供的含钒铁水转炉提钒工艺，通过加入石灰石，解决了含钒铁水转炉提钒冷却剂资源不足，提钒熔池动力学条件不足，搅拌不充分，钒氧化率低，钒渣TFe高的问题，可提高转炉提钒钒氧化率1-15％，钒渣品位提高1％以上，钒渣TFe降低2％以上，实现转炉高效提钒的目的。
以下以一个具体的实施例说明。
实施例1
一种含钒铁水转炉提钒工艺，在含钒铁水入转炉后，在提钒吹氧开始0-4.5min内加入石灰石，并加入含铁冷却剂，且加入石灰石的质量是加入含铁冷却剂质量的20％。提钒过程中向转炉内吹氧，吹氧时间为5min，吹氧量为9Nm3/吨铁，转炉熔池温度为1360℃。
采用该含钒铁水转炉提钒工艺，可提高转炉提钒钒氧化率1-15％，钒渣品位提高1％以上，钒渣TFe降低2％以上。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种含钒铁水转炉提钒工艺，其特征在于，包括：
在含钒铁水入转炉后，加入石灰石，并加入提钒冷却剂；
提钒过程中向转炉内吹氧，吹氧时间范围为3-8min，吹氧量为7-12Nm3/吨铁，转炉熔池温度范围在1310℃-1410℃。
2.根据权利要求1所述的含钒铁水转炉提钒工艺，其特征在于，采用射流氧枪向所述转炉内吹氧。
3.根据权利要求2所述的含钒铁水转炉提钒工艺，其特征在于，所述射流氧枪枪位控制在1.5-2.2米。
4.根据权利要求1所述的含钒铁水转炉提钒工艺，其特征在于，加入的所述石灰石的质量为加入的所述提钒冷却剂的质量的2-50％。
5.根据权利要求1所述的含钒铁水转炉提钒工艺，其特征在于，所述石灰石的加入量不大于1-20kg/吨铁。
6.根据权利要求1所述的含钒铁水转炉提钒工艺，其特征在于，所述提钒冷却剂为含铁冷却剂，且所述含铁冷却剂的加入量范围为20-80kg/吨铁。
7.根据权利要求6所述的含钒铁水转炉提钒工艺，其特征在于，所述含铁冷却剂为含铁球团矿、含铁冷固球，铁矿石、氧化铁皮、生铁块、含钒渣铁物料、高炉渣铁中的一种或多种。
8.根据权利要求1-7任一项所述的含钒铁水转炉提钒工艺，其特征在于，所述在含钒铁水入转炉后，加入石灰石，并加入提钒冷却剂，具体包括：
在含钒铁水入转炉后，并在提钒吹氧前加入石灰石和提钒冷却剂。
9.根据权利要求1-7任一项所述的含钒铁水转炉提钒工艺，其特征在于，所述在含钒铁水入转炉后，加入石灰石，并加入提钒冷却剂，具体包括：
在含钒铁水入转炉后，并在提钒吹氧开始的0-5min内加入石灰石和提钒冷却剂。
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