CN102876832A - 片状v2o5用于转炉合金化增钒的工艺 - Google Patents

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黄宣辉
陈宏豫
李澍
董诗朋
曹利
王利科
范富华
焦雪城
姚忠
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Abstract

一种片状V2O5用于转炉合金化增钒的工艺，包括如下步骤：（1）转炉炼制钢包；（2）对钢包进行脱氧、合金化：出钢过程中将脱氧剂和石灰石加入钢包，之后加入Al与片状V2O5的混合物；（3）出钢：出钢后进行钢包底吹惰性气体。本发明的的工艺采用将片状V2O5直接进行炼钢合金化，不仅可以稳定地生产含钒钢种，而且有效减少了污染、降低了能耗，提高了原料利用率，使得钒钢合金的生产成本得以下降，而且提高了生产效率。

Description

片状V2O5用于转炉合金化增钒的工艺
技术领域
本发明涉及炼钢工艺领域，特别涉及片状V2O5用于转炉合金化增钒的工艺。
背景技术
钒是一种有色金属，五氧化二钒广泛用于冶金、化工等行业，主要用于冶炼钒铁。用作合金添加剂，占五氧化二钒总消耗量的80%以上，其次是用作有机化工的催化剂，即触媒，约占总量的10%，另处用作无机化学品、化学试剂、搪瓷和磁性材料等约占总量的10%。
由于钒具有众多优异的物理性能和化学性能，因而钒的用途十分广泛，有金属“维生素”之称。钒应用于钢铁，通过细化钢的组织和晶粒，提高晶粒粗化温度，从而起到增加钢的强度、韧性和耐磨性。
目前在转炉冶炼一般含钒钢时，多采用钒铁进行钒合金化工艺，也有用钒氮合金、钒线、钒棒等含钒合金进行合金化，但用钒铁是较便宜的，因此普遍采用钒铁混合配料炼制，该方法炼制时配料容易喷溅，浪费和污染都较严重，而且用钒铁和配料炼制钒钢，势必增加炉温，不但增加了能耗，而且导致转炉寿命降低，这些都提高了炼制成本；而且在钒铁生产过程中，是将片状V2O5与生铁在电极加热作用下生产出来的，其工艺流程大体是将片状V2O5和生铁用电极或其它加热方法进行冶炼，得到钒铁后，在转炉出钢1/3-1/2时将计算好的钒铁量加入钢包中，由钢水的物理热将钒铁融化，钒融入钢水中，实现合金化，整个过程基本是物理过程，最终使钒进入钢中，该工艺耗能很大，不仅加工费用高，而且污染严重。用钒氮合金、钒线、钒棒等含钒合金进行合金化的原理基本与钒铁相同。
以上所述的实现钒钢合金化的工艺普遍能耗高，污染严重，在倡导节能减排，降低消耗和对环境污染的今天，尤其需要进行改进，因此发明人综合对多种工艺进行分析和实验，最终发明出使用片状的V2O5直接用于转炉炼钢中，实现钒钢合金化的工艺方法。
发明内容
本发明的目的在于提出一种片状V2O5直接用于转炉合金化增钒的工艺，解决了传统转炉炼钢合金化增钒工艺能耗高，污染高，导致生产成本高的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种片状V2O5用于转炉合金化增钒的工艺，包括如下步骤：
（1）转炉炼制钢包；
（2）对钢包进行脱氧、合金化：出钢过程中将脱氧剂和石灰石加入钢包，之后加入Al与片状V2O5的混合物；
（3）出钢：出钢后进行钢包底吹惰性气体。
优选的，所述步骤（2）中加入的Al与片状V2O5的混合物重量比为1:0.35—0.75。
优选的，所述步骤（2）中添加的脱氧剂可以是含Si、Mn、Al的混合，或其中任意两者的混合，或其中的一种。
优选的，在钢包底吹惰性气体的时间是2—7分钟。
优选的，所述步骤（3）中，出钢后进行钢包底吹的惰性气体可以是氖气、氩气、氙气中的任意一种。
优选的，在钢包底吹惰性气体的时间是4分钟。
优选的，还包括如下步骤：（4）将钢水送入精炼炉进行精炼。
本发明的的工艺采用将片状V2O5直接进行炼钢合金化，不仅可以稳定地生产含钒钢种，而且有效减少了污染、降低了能耗，提高了原料利用率，使得钒钢合金的生产成本得以下降，而且提高了生产效率。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1：一种片状V2O5用于转炉合金化增钒的工艺，包括如下步骤：
（1）转炉炼制钢包；
（2）对钢包进行脱氧、合金化：出钢过程中将还原性脱氧物和石灰石加入钢包，之后加入Al与片状V2O5的混合物，其中片状V2O5与Al的混合比例为1:0.35，脱氧物为Si；
（3）出钢：出钢后进行钢包底吹惰性气体，所述惰性气体为氩气，吹气时间是2分钟。
实施例2：一种片状V2O5用于转炉合金化增钒的工艺，包括如下步骤：
（1）转炉炼制钢包；
（2）对钢包进行脱氧、合金化：出钢过程中将还原性脱氧物和石灰石加入钢包，之后加入Al与片状V2O5的混合物，其中片状V2O5与Al的混合比例为1:0.35，其中还原性脱氧物为Si、Mn的混合物；
（3）出钢：出钢后进行钢包底吹惰性气体，所述惰性气体为氖气，吹气时间是4分钟。
实施例3：一种片状V2O5用于转炉合金化增钒的工艺，包括如下步骤：
（1）转炉炼制钢包；
（2）对钢包进行脱氧、合金化：出钢过程中将还原性脱氧物和石灰石加入钢包，之后加入Al与片状V2O5的混合物，其中片状V2O5与Al的混合比例为1:0.75，其中还原性脱氧物为Si、Mn、Al的混合物；
（3）出钢：出钢后进行钢包底吹惰性气体，所述惰性气体为氖气，吹气时间是7分钟。
实施例4：一种片状V2O5用于转炉合金化增钒的工艺，包括如下步骤：
（1）转炉炼制钢包；
（2）对钢包进行脱氧、合金化：出钢过程中将还原性脱氧物和石灰石加入钢包，之后加入Al与片状V2O5的混合物，其中片状V2O5与Al的混合比例为1:0.35，脱氧物为Si；
（3）出钢：出钢后进行钢包底吹惰性气体，所述惰性气体为氩气，吹气时间是2分钟；
（4）将出钢后在钢包底吹惰性气体后的钢水在精炼炉中进行精炼。
由于在生产含钒钢种过程中，Al与V2O5在钢包中发生爆发性的氧化反应放热（据资料记载在密闭容器内以上反应温度达到3000℃），故为防止喷溅事故在出钢过程加完脱氧剂、石灰后再加入计算好量的片状V2O5、铝的混合物，以促进并保证V2O5的稳定还原，达到冶炼钢种要求的钒含量和其它合金成分。该过程除物理融化过程外，还是一个化学还原反应过程，其方程式为：
3V2O5+10Al=6V+5Al2O3ΔG0=-681180+112.773T J·mol-1
本发明的的工艺采用将片状V2O5直接进行炼钢合金化，不仅可以稳定地生产含钒钢种，而且有效减少了污染、降低了能耗，提高了原料利用率，使得钒钢合金的生产成本得以下降，而且提高了生产效率。

Claims (7)

1.一种片状V2O5用于转炉合金化增钒的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
（1）转炉炼制钢包；
（2）对钢包进行脱氧、合金化：出钢过程中将脱氧剂和石灰石加入钢包，之后加入Al与片状V2O5的混合物；
（3）出钢：出钢后进行钢包底吹惰性气体。
2.根据权利要求1所述的一种片状V2O5用于转炉合金化增钒的工艺，其特征在于，所述步骤（2）中加入的片状V2O5与Al的混合物重量比为1:0.35—0.75。
3.根据权利要求1所述的一种片状V2O5用于转炉合金化增钒的工艺，其特征在于，所述步骤（2）中添加的脱氧剂可以是含Si、Mn、Al的混合，或其中任意两者的混合，或其中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种片状V2O5用于转炉合金化增钒的工艺，其特征在于，所述步骤（3）中，在钢包底吹惰性气体的时间是2—7分钟。
5.根据权利要求4所述的一种片状V2O5用于转炉合金化增钒的工艺，其特征在于，出钢后进行钢包底吹的惰性气体可以是氖气、氩气、氙气中的任意一种。
6.根据权利要求5所述的一种片状V2O5用于转炉合金化增钒的工艺，其特征在于，在钢包底吹惰性气体的时间是4分钟。
7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种片状V2O5用于转炉合金化增钒的工艺，其特征在于，还包括如下步骤：
（4）将钢水送入精炼炉进行精炼。 
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