CN103397133B

CN103397133B - 一种钒渣护炉的方法

Info

Publication number: CN103397133B
Application number: CN201310290074.9A
Authority: CN
Inventors: 陈炼; 陈永; 戈文荪; 曾建华; 王建; 蒋龙奎; 卓钧; 陈怀杰; 黄正华; 董克平
Original assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd; Pangang Group Xichang Steel and Vanadium Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd; Pangang Group Xichang Steel and Vanadium Co Ltd
Priority date: 2013-07-11
Filing date: 2013-07-11
Publication date: 2014-12-24
Anticipated expiration: 2033-07-11
Also published as: CN103397133A

Abstract

本发明提供了一种钒渣护炉的方法。所述方法包括步骤：将含钒铁水加入提钒转炉，并向含钒铁水中加入石英砂，以将钒渣中SiO₂含量调整到16～18%；吹炼开始后，加入10～25kg/tFe的镁砂，并加入25～35kg/tFe的提钒冷却剂，吹炼时间控制为5～7min，并将半钢温度控制在1400～1450℃；吹炼结束后，出钢，并使用氧枪喷吹氮气来对钒渣进行溅渣操作。本发明的优点包括：能够有效解决钒渣流动性差、难粘附的问题，进行溅渣护炉时能够改善挂渣效果，提高炉衬抗冲刷能力，有效提高提钒转炉炉衬寿命。

Description

一种钒渣护炉的方法

技术领域

本发明属于转炉提钒技术领域，具体来讲，涉及一种采用钒渣对提钒转炉进行溅渣护炉的方法。

背景技术

在现有技术中，转炉是钢铁企业生产的主体设备，其寿命直接关系到转炉的生产成本。溅渣护炉技术能够大幅度提高炼钢转炉炉龄。

目前，炼钢转炉普遍采用的是立式氧枪法。其工艺特点是：利用顶吹氧枪切换氮气，喷溅经改性的终渣，将其涂敷在转炉炉衬内壁。通过喷射角度的改变，能有目的地集中喷溅某个部位。吹炼前，加人过量的白云石与石灰，吹炼期间因过饱和的氧化镁渣相减轻了炉衬的侵蚀。此外，泡沫渣在炉衬上形成保护层。提高溅渣层与炉衬砖间二者的结合强度，是改善溅渣护炉效果的关键。

公开号为CN1158902A的专利文献公开了一种缩短转炉溅渣护炉时间的方法，该方法包括：在出钢前的吹炼过程中，向炉内分批加入轻烧白云石，其加入量为8～20公斤/吨钢，出钢后，向残留炉渣中加入调渣剂，其加入量为8～15公斤/吨钢，调渣剂的化学成分（重量%）为：镁砂20～40%，轻烧白云石30～60%，菱镁球0～30%，生白云石0～35%，加入调渣剂后，向炉渣中喷吹高压氮气，冲击炉渣，使炉渣飞溅到炉衬上，在炉衬表面形成一层抗侵蚀的保护层，保护炉衬。

公开号为CN1254018A的专利文献公开了一种对转炉炉壁溅渣护炉的方法，该方法控制喷枪高度距炉底0.7m～3.0m、气流量250～600Nm3/min，最好渣固相率为0.5～0.7，按气体喷射后残渣组成添加含MgO或CaO的渣固化剂，控制渣飞散高度和对炉壁固着量。

公开号为CN1377976A的专利文献公开了一种减少铁损的转炉溅渣护炉作业方法，该方法主要是在转炉出钢前或出钢过程中向炉内渣液表面添加含碳还原剂煤粉、焦粉或石墨粉等，以还原渣液中的(FeO)，提高炉渣粘度和熔点，达到溅渣护炉的目的。

公开号为CN101177720A的专利文献公开了一种转炉高氧化性炉渣的溅渣护炉方法，该方法包括：转炉出完钢后，在转炉内留下炉渣，用炉顶氧枪吹入氮气，在炉顶氧枪开始向炉内吹入氮气后，向转炉内加入由无烟煤与氧化镁组成的调渣剂，调渣剂的加入量为：每吨炉渣加入30～100千克调渣剂，将转炉炼钢的终点炉渣溅起粘结在炉壁上，形成溅渣层。

公开号为CN102424886A的专利文献公开了一种脱碳转炉少渣溅渣护炉工艺，该工艺包括：采用铁水脱硅、脱磷、脱硫半钢水进行转炉冶炼，不再加入废钢；控制渣中MgO含量在11%±0.5%范围内；并控制炉渣碱度在3.5≤R≤4.0，渣中TFe≤25%；采用石灰造渣，根据轻烧白云石中MgO含量配加石灰加入量的15～30%；溅渣前熔池留渣量大于保证溅渣效果的临界留渣量45～55kg/t；吹炼终点控制采用不倒炉直接出钢，直接进行溅渣；采用低枪位溅渣，开始溅渣枪位保持基本吹炼枪位1.5m，溅渣时间至50%时枪位降低至1.2m；溅渣时间3～5min；溅渣后保证留渣量5～15kg/t，并保证下炉溅渣时熔池留渣量45～65kg/t。

然而，上述现有技术均已炼钢转炉为对象，并未涉及提钒转炉溅渣护炉。对于提钒转炉而言，其生产具有特殊性，因此有必要对提钒转炉进行溅渣护炉以延长其寿命。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的不足中的至少一项。

例如，本发明的目的之一在于提供一种能够降低转炉提钒生产过程中炉衬侵蚀的方法。

本发明提供了一种钒渣护炉的方法，所述方法包括以下步骤：将含钒铁水加入提钒转炉，并向含钒铁水中加入石英砂，以将钒渣中SiO₂含量调整到16～18%；吹炼开始后，加入10～25kg/tFe的镁砂，并加入25～35kg/tFe的提钒冷却剂，吹炼时间控制为5～7min，并将半钢温度控制在1400～1450℃；吹炼结束后，出钢，并使用氧枪喷吹氮气来对钒渣进行溅渣操作。

与现有技术相比，本发明的技术效果包括：能够有效解决钒渣流动性差、难粘附的问题，进行溅渣护炉时能够改善挂渣效果，提高炉衬抗冲刷能力，有效提高提钒转炉炉衬寿命。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本发明的钒渣护炉方法。

对于提钒转炉而言，由于冶炼时间短、温度低、渣中低共熔物成分少、炉渣流动性差，在到达提钒冶炼终点之前，铁水中C与O反应并没有充分展开，炉气中PCO、PCO₂较低，而PO₂较高，炉渣粘结性差，导致镁炭砖暴露在氧气氛围中，促使C与O₂反应，铁液面以上炉衬侵蚀速率明显高于铁液面以下。铁液面以上炉衬基本上是按氧气直接脱碳→疏松脆化→冲蚀剥落→再氧化的方式反复作用，使砖体逐渐被蚀损。此外，为尽可能提高产钒率，提钒冶炼对炉温控制比较严格，通常会采用加部分生铁块的方式来辅助降温。所以，加料侧不仅受铁水的冲击，还要受到生铁块的冲击，由于炉温低，炉渣呈块状，吹炼时与铁水一起对工作层砖进行全程硬性机械冲击，故机械冲击是提钒转炉炉底和炉身下部损毁的主要原因。与炼钢转炉不同，提钒转炉生产的钒渣熔点低、含钒高、含MgO低，溅渣时挂渣困难，难度比炼钢转炉大。

在充分考虑提钒转炉的上述特点的情况下，发明人提供了一种钒渣护炉的方法。所述方法包括以下步骤：将含钒铁水加入提钒转炉，并向含钒铁水中加入石英砂，以将钒渣中SiO₂含量调整到16～18%，例如，石英砂的加入量可以为2～5kg/tFe；吹炼开始后，加入10～25kg/tFe的镁砂，并加入25～35kg/tFe的提钒冷却剂，吹炼时间控制为5～7min，并将半钢温度控制在1400～1450℃；吹炼结束后，出钢，并使用氧枪喷吹氮气来对钒渣进行溅渣操作。

在本发明的方法中，提钒冷却剂的成分按重量百分比计可以由CaO<0.5%，TFe>55%，MgO<3%，Al₂O₃<5%，SiO₂<8%，TiO₂<5%以及少量杂质组成。

在本发明的钒渣护炉方法的一个示例性实施例中，所述方法还可以包括在开吹30s的时间段（即，从开始吹炼至吹炼时间为30s的时间段）将氧枪枪位控制为1200～1500mm，在吹氧30～300s的时间段将氧枪枪位控制为1000～1200mm，在吹氧300s至吹炼结束的时间段将氧枪枪位控制为1200～1500mm。

在本发明的钒渣护炉方法的一个示例性实施例中，溅渣步骤中氧枪枪位优选为450～550mm，氮气压力优选为0.9～1.5MPa，溅渣时间优选为1～3min。

在本发明的方法中，石英砂中的SiO₂含量大于95%，镁砂中的MgO含量大于92%，二者的粒度都小于10mm。

本发明的方法所得到的钒渣的主要成分包括：V₂O₅14%～17%，SiO₂16%～18%，MgO6%～8%以及余量的铁氧化物和杂质。并且，该钒渣的半球点温度（可看成是熔点）范围为：1320～1360℃，粘度在2.0～3.5泊之间。

本发明的方法在不影响提钒转炉的正常提钒工艺的情况下，通过对钒渣进行调渣改质处理，从而降低钒渣的熔点、提高钒渣粘附性，待钒渣具有较好挂渣效果时采用氮气低枪位喷吹溅渣，钒渣粘附到炉衬上后能够起到减缓炉衬侵蚀速度的效果。

为了更好地理解本发明，下面结合具体示例进一步说明本发明的钒渣护炉的方法。

示例1

将高炉炼铁得到的含钒铁水兑入提钒转炉后，加入石英砂5kg/tFe，吹炼开始后，加入镁砂10kg/tFe，同时提钒冷却剂的加入量为35kg/TFe（即每吨铁水加入35kg）。在本示例中，提钒冷却剂的具体成分按重量计为：CaO0.5%，TFe57%，MgO2.6%，Al₂O₃3.75%，SiO₂7.33%，TiO₂4.2%以及少量杂质。

氧枪枪位采用“高-低-高”模式进行控制（即，开吹30s之内氧枪枪位为1200mm，吹氧30～300s的时间段氧枪枪位为1000mm，吹氧300s至结束前氧枪枪位为1200mm），吹炼时间控制在5min，将半钢温度控制在1400～1450℃。吹炼结束后出半钢，钒渣留在转炉内，将氧枪气体切换成氮气，再次下枪进行溅渣操作，枪位控制到500mm，氮气压力控制在1MPa，溅渣时间3min，溅渣后炉衬增厚约10mm。

本示例得到的钒渣的主要成分包括V₂O₅15.46%，SiO₂16.6%，MgO7.9%以及余量的铁氧化物和杂质。并且，钒渣的半球点温度为：1343℃，粘度2.2泊。

示例2

将高炉炼铁得到的含钒铁水兑入提钒转炉后，加入石英砂2kg/tFe，吹炼开始后，加入镁砂25kg/tFe，同时提钒冷却剂加入量为25kg/TFe。在本示例中，提钒冷却剂的具体成分按重量计为：CaO0.4%，TFe59%，MgO1.6%，Al₂O₃2.5%，SiO₂6.9%，TiO₂2.7%以及少量杂质。

氧枪枪位采用“高-低-高”模式进行控制（即，开吹30s之内氧枪枪位为1500mm，吹氧30～300s的时间段氧枪枪位为1200mm，吹氧300s至结束前氧枪枪位为1500mm），吹炼时间控制为7min，将半钢温度控制在1400～1450℃范围内。吹炼结束后出半钢，钒渣留在转炉内，将氧枪气体切换成氮气，再次下枪进行溅渣操作，枪位控制到500mm，氮气压力控制在1MPa，溅渣时间2min，溅渣后炉衬增厚约12mm。

本示例得到的钒渣的主要成分包括V₂O₅14.78%，SiO₂17.8%，MgO6.6%以及余量的铁氧化物和杂质。并且，钒渣的半球点温度为：1321℃，粘度3.1泊。

示例3

将高炉炼铁得到的含钒铁水兑入提钒转炉后，加入石英砂3kg/tFe，吹炼开始后，加入镁砂20kg/tFe，同时提钒冷却剂的加入量为30kg/TFe。在本示例中，提钒冷却剂的具体成分按重量计为：CaO0.5%，TFe62%，MgO2.2%，Al₂O₃1.4%，SiO₂7.2%，TiO₂3.8%以及少量杂质。

氧枪枪位采用“高-低-高”模式进行控制（即，开吹30s之内氧枪枪位为1300mm，吹氧30～300s的时间段氧枪枪位为1100mm，吹氧300s至结束前氧枪枪位为1400mm），吹炼时间控制在6min，将半钢温度控制在1400～1450℃。吹炼结束后出半钢，钒渣留在转炉内，将氧枪气体切换成氮气，再次下枪进行溅渣操作，枪位控制到500mm，氮气压力控制在1MPa，溅渣时间1min，溅渣后炉衬增厚约8mm。

本示例得到的钒渣的主要成分包括V₂O₅16.32%，SiO₂16.1%，MgO8.1%以及余量的铁氧化物和杂质。并且，钒渣的半球点温度为：1343℃，粘度2.2泊。

综上所述，本发明的方法能够有效解决钒渣熔化性差、难粘附的问题，进行溅渣护炉时能够改善挂渣效果，提高炉衬抗冲刷能力，有效提高提钒转炉炉衬寿命。

尽管上面已经结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。

Claims

1.一种钒渣护炉的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将含钒铁水加入提钒转炉，并向含钒铁水中加入石英砂，以将钒渣中SiO₂含量调整到16～18％；

吹炼开始后，加入10～25kg/tFe的镁砂，并加入25～35kg/tFe的提钒冷却剂，吹炼时间控制为5～7min，并将半钢温度控制在1400～1450℃，其中，所述提钒冷却剂的成分按重量百分比计由CaO<0.5％，TFe>55％，MgO<3％，Al₂O₃<5％，SiO₂<8％，TiO₂<5％以及少量杂质组成；

吹炼结束后，出钢，并使用氧枪喷吹氮气来对钒渣进行溅渣操作。

2.根据权利要求1所述的钒渣护炉的方法，其特征在于，所述加入石英砂的步骤中，石英砂的加入量为2～5kg/tFe。

3.根据权利要求1所述的钒渣护炉的方法，其特征在于，所述方法还包括在开吹30s的时间段将氧枪枪位控制为1200～1500mm，在吹氧30～300s的时间段将氧枪枪位控制为1000～1200mm，在吹氧300s至吹炼结束的时间段将氧枪枪位控制为1200～1500mm。

4.根据权利要求1所述的钒渣护炉的方法，其特征在于，所述溅渣步骤中氧枪枪位为450～550mm，氮气压力为0.9～1.5MPa，溅渣时间为1～3min。