一種低硅低溫含釩鐵水轉爐提釩工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種低硅低溫含釩鐵水轉爐提釩工藝，該工藝包括將低硅低溫含釩鐵水在轉爐中進行吹煉，并在吹煉的過程中加入冷卻劑，其中，控制吹煉終點的溫度為1340-1370℃；所述冷卻劑的用量為5-24kg/t低硅低溫含釩鐵水；吹煉的過程分為三個階段：從開始吹氧到吹氧至吹氧總量的9-12%的第一階段，控制吹煉過程中的槍位為1.6-1.8m；從第一階段以后到吹氧至吹氧總量的85-90%的第二階段，控制吹煉過程中的槍位為1.9-2.1m；從第二階段以后到結束吹氧的階段，控制吹煉過程中的槍位為1.6-1.8m。本發明獲得的釩渣的品位高，獲得的半鋼的C含量較高，較好地實現了“去釩保碳”的目的。
【專利說明】一種低硅低溫含釩鐵水轉爐提釩工藝

【技術領域】
[0001] 本發明屬于轉爐提釩【技術領域】，涉及一種低硅低溫含釩鐵水轉爐提釩方法。

【背景技術】
[0002] 釩屬于貴重金屬，應用范圍廣，經濟價值高，是一種極為重要的工業原料，可廣泛 應用于鋼鐵、化工、航空航天、電子工業、生物和農業領域。釩在自然界中的分布很廣，約占 地殼質量的〇. 02% ;但其分布極為分散，常與其它金屬礦共生，所以在開米與加工這些礦石 時，釩作為共生產品或副產品予以回收。釩鈦磁鐵礦是釩的主要礦物資源，釩、鐵、鈦共生， 一般將其冶煉成鐵水后，再氧化吹煉得到釩渣作為生產釩產品的主要原料。生產釩渣的過 程稱作提釩，目前我國生產釩渣的工廠主要有攀鋼和承鋼。生產釩渣的工藝都是采用氧氣 轉爐提釩工藝，氧氣轉爐提釩工藝主要是通過供氧，形成釩的氧化物進入渣中。
[0003] 轉爐提釩與轉爐煉鋼工藝的主要區別在于轉爐提釩的主要任務是"提釩保碳"，在 整個提釩過程中必須將溫度控制在一定的范圍。釩是極易氧化的元素，與Si、Mn、V氧化物 分解壓相差不多。供氧后，鐵水中的Mn、Si、Cr、Fe和少量的C同時被氧化進入釩渣中，除 了 V元素，其余元素中Si元素的氧化放熱在各個元素氧化過程中對轉爐熱量影響最大。一 般通過冷卻劑加入量來控制熔池溫度，抑制碳氧反應，讓鐵水中的釩快速且完全氧化進入 渣中，而鐵水中的碳盡量少氧化，以保證煉鋼時碳氧化提供足夠的熱量來升溫。
[0004] CN102251070A介紹了一種利用C02解決提釩轉爐冶煉過程控溫難、攪拌能力弱導 致釩的氧化轉化率低等技術問題，實現轉爐高效提釩的方法，此發明在提釩過程中向轉爐 內采用分時段控制co 2的供入量，co2參與熔池反應的控溫作用和強攪拌作用，控制提釩反 應過程熔池溫度在1350-140(TC，加強熔池攪拌，提高爐內C0分壓，抑制脫碳反應，促進提 釩保碳，提高釩的氧化轉化率和釩渣品位。介紹說此發明屬于綠色提釩工藝，適用于30-300 噸提釩轉爐，噸鋼C0 2消耗量為5-50kg/t。采用此發明可提高轉爐提釩率3-15%，釩渣品位 提高1%以上，實現轉爐高效提釩的目的。但此方法尚處于實驗室研究階段，并未查到有工 業應用。
[0005] CN102127614A介紹了采用爐氣分析法，并將C0和02濃度曲線信號連接到計算機 上，形成連續性曲線；根據爐氣中C0含量的變化確定提釩吹煉過程冷卻劑的加入時機，吹 煉過程延長釩氧化的最佳溫度區間，與提釩模型中氧耗量相結合判斷提釩終點。在同等鐵 水條件下，介紹說此發明半鋼碳可穩定控制在3. 70-3. 90%，平均值為3. 86%，提高0. 14個百 分點，為下道煉鋼工序提供穩定的半鋼條件，有效杜絕因半鋼煉鋼熱量不足造成的終點后 吹現象，以及因嚴重后吹引起的鋼水質量問題；余釩控制在0. 030-0. 050%之間，平均余釩 達到0. 039%，余釩降低0. 004個百分點，釩氧化率達81-92%，平均值為85%，較【背景技術】提高 2個百分點，釩的回收率也相應增加，進一步提高提釩的主要技術指標。但此方法采用的煙 氣分析方法間接對轉爐冶煉過程進行預報，在現階段煉鋼技術的應用上還未見成功應用， 實際應用效果還有待進一步考證和完善。
[0006] 文章" 150t轉爐提釩加料模式研究"為提高轉爐冶煉過程中釩的收得率，對鐵礦粉 的加入方式及供氣模式進行了探索性研究。但此研究是在實驗室條件下進行的研究，對工 業生產有一定的指導意義，但實際應用效果還有待進一步考證和完善。


【發明內容】

[0007] 本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種針對低硅低溫含釩鐵水并能夠保 證獲得的釩渣的品位且半鋼C含量高的轉爐提釩工藝。
[0008] 為了實現上述目的，本發明的發明人進行了大量的實驗，結果發現，控制吹煉終點 的溫度、冷卻劑的用量和槍位在一定范圍內能夠很好地實現低硅低溫含釩鐵水的轉爐提 釩。因此，為了實現上述目的，本發明提供了一種低硅低溫含釩鐵水轉爐提釩工藝，該工藝 包括：將低硅低溫含釩鐵水在轉爐中進行吹煉，并在吹煉的過程中加入冷卻劑，其特征在 于，控制吹煉終點的溫度為1340-1370°C ;所述冷卻劑的用量為5-24kg/t低硅低溫含釩鐵 水；吹煉的過程分為三個階段，各個階段的槍位與吹氧量如下：
[0009] 第一階段：從開始吹氧到吹氧至吹氧總量的9-12%的階段，控制吹煉過程中的槍 位為 1. 6-1. 8m ;
[0010] 第二階段：從第一階段以后到吹氧至吹氧總量的85-90%的階段，控制吹煉過程中 的槍位為1. 9-2. lm ; toon] 第三階段：從第二階段以后到結束吹氧的階段，控制吹煉過程中的槍位為 L 6-1. 8m〇
[0012] 通過上述技術方案，本發明獲得的釩渣的品位高（即釩含量高且TFe含量低)，而 且，經本發明方法轉爐提釩后獲得的半鋼的C含量較高(在3. 7-4. 1重量％范圍內），較好地 實現了 "去釩保碳"的目的，且半鋼的溫度能夠滿足后續煉鋼需求。
[0013] 本發明的其他特征和優點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。

【具體實施方式】
[0014] 以下對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。
[0015] 在本發明中，在未作相反說明的情況下，"TFe"和"TFe含量"均表示按鐵元素重量 計的總鐵含量；吹煉過程是通過氧槍向轉爐中吹入氧氣的過程，氧槍的噴嘴距離熔池面(鐵 水的最低液面）的高度被稱為槍位。
[0016] 本發明提供的低硅低溫含釩鐵水轉爐提釩工藝包括：將低硅低溫含釩鐵水在 轉爐中進行吹煉，并在吹煉的過程中加入冷卻劑，其特征在于，控制吹煉終點的溫度為 1340-1370°C，優選為1360-1370°C ;所述冷卻劑的用量為5-24kg/t低硅低溫含釩鐵水，優 選為7-22kg/t低硅低溫含釩鐵水；吹煉的過程分為三個階段，各個階段的槍位與吹氧量如 下：
[0017] 第一階段：從開始吹氧到吹氧至吹氧總量的9-12%的階段，控制吹煉過程中的槍 位為 1. 6-1. 8m ;
[0018] 第二階段：從第一階段以后到吹氧至吹氧總量的85-90%的階段，控制吹煉過程中 的槍位為1. 9-2. lm ;
[0019] 第三階段：從第二階段以后到結束吹氧的階段，控制吹煉過程中的槍位為 L 6_L 8m〇
[0020] 轉爐提釩過程中，在吹煉過程中加入冷卻劑來更好地控制溫度，以使含釩鐵水中 的釩氧化進入到釩渣中。在本發明中，對所述冷卻劑的種類及加入時機沒有特別的要求，可 以采用本領域常用的冷卻劑并采用常規方式加入，只要所述冷卻劑的用量在上述范圍內即 可，例如，可以使用氧化鐵皮作為冷卻劑。所述冷卻劑可以在吹煉l_3min內加入。優選情 況下，所述冷卻劑含有30-45重量％的Fe 203、30-45重量％的Fe0、5-10重量％的Si02、2-5 重量％的A1 203和2-5重量％的Ti02。
[0021] 根據本發明的一種優選實施方式，各個階段的槍位與吹氧量如下：
[0022] 第一階段：從開始吹氧到吹氧至吹氧總量的10%的階段，控制吹煉過程中的槍位 為 1. 6-1. 8m ;
[0023] 第二階段：從第一階段以后到吹氧至吹氧總量的88%的階段，控制吹煉過程中的 槍位為1. 9-2. lm ;
[0024] 第三階段：從第二階段以后到結束吹氧的階段，控制吹煉過程中的槍位為 L 6_L 8m〇
[0025] 本發明的發明人發現，按照以上方式控制吹煉過程中各個階段的槍位與吹氧量能 夠更好地實現本發明的目的。
[0026] 根據本發明，吹煉過程中的吹氧總量和吹煉時間無特殊要求，可以采用本領域常 規的條件，為了更好地控制吹煉終點的溫度在上述范圍內，優選地，控制吹煉過程中的吹氧 總量為l〇-15m 3/t低硅低溫含釩鐵水(更優選為10. 5-13m3/t低硅低溫含釩鐵水)。吹煉的 時間可以為4-6min (更優選為4-5min)。在吹煉過程中，氧氣的流量可以采用本領域技術 人員公知的參數，優選為15000_17000m 3/h。以所述優選的方式控制氧氣的流量可以更加精 確地控制半鋼成分和溫度。
[0027] 本發明中，控制槍位滿足上述優選條件能夠更好地實現低硅低溫含釩鐵水轉爐提 釩，即，能夠更好地實現提釩保碳的目的。此外，槍位的具體控制方法為本領域技術人員所 熟知，在此不再贅述。
[0028] 根據本發明，本發明的轉爐提釩工藝特別適用于低硅低溫含釩鐵水的轉爐提釩， 因此，優選地，所述低硅低溫含釩鐵水含有4. 1-4. 6重量％的C、0. 03-0. 1重量％的Si、 0. 2-0. 5重量％的Μη、0. 2-0. 35重量％的Ti和0. 25-0. 35重量％的V。其中，所述低硅低 溫含釩鐵水的主要成分為Fe，含量通常為93-96重量％。
[0029] 根據本發明，吹煉前，所述低硅低溫含釩鐵水的溫度優選彡1250 °C (如 1200-1250°〇〇
[0030] 以下將通過實施例對本發明進行詳細描述。"吹氧量"是指：在某時間點，往轉爐中 吹入了的氧氣的量占整個吹煉過程中的吹氧總量的百分比。
[0031] 實施例1
[0032] 往提釩轉爐中裝入140t低硅低溫含釩鐵水，入爐低硅低溫含釩鐵水含有4. 55重 量％的C、0. 05重量％的Si、0. 29重量％的Μη、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，其余為Fe。入爐低硅低溫含釩鐵水的溫度為1225°C。通 過氧槍(吹氧量〈10%時，控制槍位為1. 7m ;吹氧量=10-88%時，控制槍位為2m ;吹氧量>88% 時，控制槍位為1.7m)向轉爐中吹入氧氣進行吹煉，吹氧總量為11. 8m3/t低硅低溫含釩鐵 水，控制吹煉終點的溫度為1365°C(吹煉的時間為5min)。在吹煉lmin時加入冷卻劑(含有 30重量％的Fe203、45重量％的FeO、5重量％的Si02、2重量％的A1 203和5重量％的Ti02)， 加入量為14. 3kg/t低硅低溫含釩鐵水。吹煉后得到的半鋼中的C含量和V含量、釩渣中的 V2〇5含量和TFe含量等見表1。
[0033] 實施例2
[0034] 往提釩轉爐中裝入140t低硅低溫含釩鐵水，入爐低硅低溫含釩鐵水含有4. 45重 量％的C、0. 1重量％的Si、0. 26重量％的Μη、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，其余為Fe。入爐低硅低溫含釩鐵水的溫度為1250°C。通過 氧槍(吹氧量〈10%時，控制槍位為1. 8m ;吹氧量=10-88%時，控制槍位為2. lm ;吹氧量>88% 時，控制槍位為1.6m)向轉爐中吹入氧氣進行吹煉，吹氧總量為12. 8m3/t低硅低溫含釩鐵 水，控制吹煉終點的溫度為1360°C(吹煉的時間為4. 5min)。在吹煉lmin時加入冷卻劑(含 有40重量％的Fe203、35重量％的FeO、10重量％的Si0 2、5重量％的A1203和4重量％的 Ti02)，加入量為21. 4kg/t低硅低溫含釩鐵水。吹煉后得到的半鋼中的C含量和V含量、釩 渣中的V205含量和TFe含量等見表1。
[0035] 實施例3
[0036] 往提釩轉爐中裝入140t低硅低溫含釩鐵水，入爐低硅低溫含釩鐵水含有4. 45重 量％的C、0. 035重量％的Si、0. 30重量％的Μη、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，其余為Fe。入爐低硅低溫含釩鐵水的溫度為1205°C。通 過氧槍(吹氧量〈10%時，控制槍位為1. 7m ;吹氧量=10-88%時，控制槍位為1. 9m ;吹氧量 >88%時，控制槍位為1. 7m)向轉爐中吹入氧氣進行吹煉，吹氧總量為10. 9m3/t低硅低溫含 釩鐵水，控制吹煉終點的溫度為1370°C (吹煉的時間為4. 8min)。在吹煉lmin時加入冷卻 齊U (含有45重量％的Fe203、30重量％的Fe0、7重量％的Si02、3重量％的A1 203和2重量％ 的Ti02)，加入量為7. lkg/t低硅低溫含釩鐵水。吹煉后得到的半鋼中的C含量和V含量、 釩渣中的V205含量和TFe含量等見表1。
[0037] 實施例4
[0038] 按照實施例1的方法進行轉爐提釩，不同的是，吹氧量〈10%時，控制槍位為1. 7m ; 吹氧量=10-85%時，控制槍位為2m ;吹氧量>85%時，控制槍位為1. 7m。吹煉后得到的半鋼 中的C含量和V含量、釩渣中的V205含量和TFe含量等見表1。
[0039] 對比例1
[0040] 往提釩轉爐中裝入140t低硅低溫含釩鐵水，入爐低硅低溫含釩鐵水含有4. 50重 量％的C、0. 08重量％的Si、0. 30重量％的Μη、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，其余為Fe。入爐低硅低溫含釩鐵水的溫度為1235°C。通過氧 槍(吹氧量〈10%時，控制槍位為1. 7m ;吹氧量=10-88%時，控制槍位為2m ;吹氧量>88%時， 控制槍位為1.7m)向轉爐中吹入氧氣進行吹煉，吹氧總量為12. lm3/t低硅低溫含釩鐵水， 控制吹煉終點的溫度為1350°C (吹煉的時間為6min)。在吹煉lmin時加入冷卻劑(含有30 重量％的Fe203、45重量％的Fe0、5重量％的Si0 2、2重量％的A1203和5重量％的Ti02)，加 入量為25kg/t低硅低溫含釩鐵水。吹煉后得到的半鋼中的C含量和V含量、釩渣中的V 205 含量和TFe含量等見表1。
[0041] 對比例2
[0042] 按照實施例1的方法進行轉爐提釩，不同的是，控制吹煉終點的溫度為1430°C。吹 煉后得到的半鋼中的C含量和V含量、釩渣中的V 205含量和TFe含量等見表1。
[0043] 對比例3
[0044] 按照實施例1的方法進行轉爐提釩，不同的是，冷卻劑的加入量為28kg/t低硅低 溫含釩鐵水。吹煉后得到的半鋼中的C含量和V含量、釩渣中的V205含量和TFe含量等見 表1。
[0045] 對比例4
[0046] 按照實施例1的方法進行轉爐提釩，不同的是，吹氧量=10-88%時，控制槍位為 2. 2m。吹煉后得到的半鋼中的C含量和V含量、釩渣中的V205含量和TFe含量等見表1。
[0047] 表 1
[0048]

【權利要求】
1. 一種低硅低溫含釩鐵水轉爐提釩工藝，該工藝包括：將低硅低溫含釩鐵水在轉 爐中進行吹煉，并在吹煉的過程中加入冷卻劑，其特征在于，控制吹煉終點的溫度為 1340-1370°C ;所述冷卻劑的用量為5-24kg/t低硅低溫含釩鐵水；吹煉的過程分為三個階 段，各個階段的槍位與吹氧量如下： 第一階段：從開始吹氧到吹氧至吹氧總量的9-12%的階段，控制吹煉過程中的槍位為 1. 6-1. 8m ； 第二階段：從第一階段以后到吹氧至吹氧總量的85-90%的階段，控制吹煉過程中的槍 位為 1. 9-2. lm ; 第三階段：從第二階段以后到結束吹氧的階段，控制吹煉過程中的槍位為1. 6-1. 8m。
2. 根據權利要求1所述的工藝，其中，控制吹煉終點的溫度為1360-1370°C。
3. 根據權利要求1所述的工藝，其中，所述冷卻劑的用量為7-22kg/t低硅低溫含釩鐵 水。
4. 根據權利要求1或3所述的工藝，其中，所述冷卻劑含有30-45重量％的Fe203、30-45 重量％的Fe0、5-10重量％的Si0 2、2-5重量％的A1203和2-5重量％的Ti02。
5. 根據權利要求1所述的工藝，其中，各個階段的槍位與吹氧量如下： 第一階段：從開始吹氧到吹氧至吹氧總量的10%的階段，控制吹煉過程中的槍位為 1. 6-1. 8m ； 第二階段：從第一階段以后到吹氧至吹氧總量的88%的階段，控制吹煉過程中的槍位 為 1. 9-2. lm ; 第三階段：從第二階段以后到結束吹氧的階段，控制吹煉過程中的槍位為1. 6-1. 8m。
6. 根據權利要求1-5中任意一項所述的工藝，其中，控制吹煉過程中的吹氧總量為 10-15m3/t低硅低溫含釩鐵水。
7. 根據權利要求6所述的工藝，其中，控制吹煉過程中的吹氧總量為10. 5-13m3/t低硅 低溫含fL鐵水。
8. 根據權利要求1所述的工藝，其中，所述低硅低溫含釩鐵水含有4. 1-4. 6重量％的 C、0. 03-0. 1 重量 ％ 的 Si、0. 2-0. 5 重量 ％ 的 Μη、0. 2-0. 35 重量 ％ 的 Ti 和 0. 25-0. 35 重量 ％ 的V。
9. 根據權利要求1所述的工藝，其中，吹煉前，所述低硅低溫含釩鐵水的溫度 彡 1250°C。
【文檔編號】C21C5/32GK104060021SQ201310431942
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年9月22日 優先權日:2013年9月22日
【發明者】曾建華, 梁新騰, 陳永, 李揚洲, 楊森祥, 陳均, 陳路, 龔洪君, 喻林 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司