CN106350633A - 提钒转炉冶炼调渣方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及提钒转炉冶炼调渣方法，属于转炉提钒技术领域。本发明解决的技术问题是提供一种能够进一步降低铁损的提钒转炉冶炼调渣方法。该方法将含钒钛铁水兑入转炉中，吹炼结束前1min内，加入刚玉渣改性剂，吹炼结束后，出钢，得半钢和钒渣。本发明在吹炼结束前，采用刚玉渣改性剂调渣，能够在转炉出钢前就将转炉钒渣成分控制在一个合适的范围，以达到降低钒渣熔点，优化钒渣渣铁分离效果、降低钢铁料消耗的目的。
Description
技术领域
本发明涉及提钒转炉冶炼调渣方法，属于转炉提钒技术领域。
背景技术
提钒的主要原理就是利用选择氧化的原理，采用高速纯氧射流在顶吹转炉中对含钒铁水进行搅拌，将铁水中的钒氧化成高价稳定的钒氧化物制取钒渣的一种物理化学反应过程。在反应过程中通过加入冷却剂控制熔池温度在碳钒转换温度以下，达到“去钒保碳”的目的。
钒的氧化反应为：
2/3[V]+1/2{O2}＝1/3(V2O3) (1)
2[V]+3(FeO)＝(V2O3)+3[Fe] (2)
钒在吹氧条件下，有2种反应，一是铁水中的[V]与氧气直接氧化反应，另一种是氧气与铁反应生成FeO，FeO再与V反应生成V2O3，铁水中的铁在吹钒初期强烈氧化并形成铁质初渣，当铁质渣出现在表面上以后，由于其具有氧化性，在金属-渣界面上随即进行反应(2)，其中反应(2)是主要反应，因为铁水中Fe的质量分数明显大于铁水中V的质量分数，其中Fe在90％以上，大量的Fe与氧气接触，生成FeO，只有少量的V与氧气直接发生氧化反应。由于提钒反应主要是在铁质初渣与铁水液面之间进行反应。钒氧化主要是以反应(2)的方式进行，为促进钒的氧化，提钒吹氧结束渣中含有大量的FeO，同时由于高速氧气射流的搅拌，大量细小铁珠裹夹在钒渣中。此时，如果提钒吹氧结束，直接倒炉出钢、倒出钒渣，大量的金属铁会随钒渣倒出而流失。
为克服以上缺陷，目前常用的方法是碳质还原剂或者加入硅铁来还原FeO，降低铁损。由于提钒终点转炉内温度相对较低，一般在1350～1400℃，在此温度下，常规的碳质还原剂无法熔化于半钢中或钒渣中，因此作用有限。
专利CN104195283A公开了一种转炉提钒的钒渣改性剂及转炉提钒冶炼方法。钒渣改性剂为由65～70重量份的Si和30～35重量份的Fe构成的硅铁颗粒。转炉提钒冶炼方法包括：在转炉提钒吹氧结束后，在转炉炉渣面上投入硅铁颗粒，静置，然后倒炉出半钢和钒渣，其中，所述硅铁颗粒的粒径不大于3mm。所述硅铁颗粒的加入量为0.1～0.2kg/吨钢。通过该钒渣改性剂的使用，能够降低钒渣中全铁含量，并能够确保或提高钒渣品位。
但是，采用硅铁作为钒渣改性剂，会增加钢水中的硅含量，增加热量，且使用后，虽然能一定程度的降低钒渣中的全铁含量，但钒渣中的全铁含量依旧较高，需要进一步的降低。硅铁虽然在降低钒渣氧化性，促进渣铁分离效果比较好，但是硅铁价格较为昂贵，一般为6000元/t左右，成本较高。
发明内容
针对以上问题，本发明解决的技术问题是提供一种能够进一步降低铁损的提钒转炉冶炼调渣方法。
本发明提钒转炉冶炼调渣方法，将含钒钛铁水兑入转炉中，吹炼结束前1min内，加入刚玉渣改性剂，吹炼结束后，出钢，得半钢和钒渣；
其中，所述刚玉渣改性剂由以下重量百分比的组分组成：刚玉渣为95～98％，其余为粘结剂。
其中，所述含钒钛铁水的化学成分为C：3.5～4.8％、Si：0.1～1.0％、Mn：0.1～1.0％、V：0.05～0.4％、Ti：0.05～0.5％、其余为TFe。
优选的，根据铁水Si含量来确定刚玉渣改性剂的加入量。当铁水Si含量≤0.04％时，刚玉渣改性剂的加入量为1.7～2.0kg/t铁；当0.04％＜铁水Si含量≤0.07％时，刚玉渣改性剂的加入量为1.3～1.5kg/t铁；当0.07％＜铁水Si含量≤0.11％时，刚玉渣改性剂的加入量为1.0～1.2kg/t铁，铁水Si含量＞0.11％，则不加刚玉渣改性剂。
进一步的，优选所述刚玉渣改性剂为球形，粒径为30～50mm。
进一步的，优选所述刚玉渣的化学成分为：Al2O3：55～65％、MgO：20～30％、CaO：5～10％、V2O5：5～10％。
优选的，所述刚玉渣的粒度为1～3mm。
优选的，所述粘结剂为高强水泥。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明在吹炼结束前，采用刚玉渣改性剂调渣，能够在转炉出钢前就将转炉钒渣成分控制在一个合适的范围，以达到降低钒渣熔点，优化钒渣渣铁分离效果、降低钢铁料消耗的目的。采用本发明的方法，能够在不影响半钢成分以及钒渣质量的前提下，将钒渣中的TFe含量降低到15％以下。本发明采用的刚玉渣价格一般在2000元/t以内，具有明显的价格优势。
具体实施方式
本发明提钒转炉冶炼调渣方法，将含钒钛铁水兑入转炉中，吹炼结束前1min内，加入刚玉渣改性剂，吹炼结束后，出钢，得半钢和钒渣；
其中，所述刚玉渣改性剂由以下重量百分比的组分组成：湿法冶金后的副产品刚玉渣为95～98％，其余为粘结剂。刚玉渣一般情况是大块的，在块度减小的过程会有许多细小的粉末，为了方便进料仓，同时保证料仓下料顺畅，最好压制成粒度基本相当的球形。
其中，所述含钒钛铁水的化学成分为C：3.5～4.8％、Si：0.1～1.0％、Mn：0.1～1.0％、V：0.05～0.4％、Ti：0.05～0.5％、其余为TFe(全铁)。
含钒钛铁水的温度为1250～1390℃。
本发明方法适用于吹炼后铁水硅含量≤0.11％的情况。优选的，根据铁水Si含量来确定刚玉渣改性剂的加入量。当铁水Si含量≤0.04％时，刚玉渣改性剂的加入量为1.7～2.0kg/t铁；当0.04％＜铁水Si含量≤0.07％时，刚玉渣改性剂的加入量为1.3～1.5kg/t铁；当0.07％＜铁水Si含量≤0.11％时，刚玉渣改性剂的加入量为1.0～1.2kg/t铁，铁水Si含量＞0.11％，则不加刚玉渣改性剂。
进一步的，优选所述刚玉渣改性剂为球形，粒径为30～50mm。
进一步的，优选所述刚玉渣为湿法冶金后的副产品，其化学成分优选为：Al2O3：55～65％、MgO：20～30％、CaO：5～10％、V2O5：5～10％。
优选的，所述刚玉渣的粒度为1～3mm。
本领域常用的粘结剂均适用于本发明。优选的，所述粘结剂为高强水泥。
本发明的刚玉渣改性剂优选采用如下方法制备得到：刚玉渣颗粒与粘结剂充分混合后，经过压球机机械压制成30～50mm的小球，然后经烘烤去除水分后，得到刚玉渣改性剂。
本发明未提到的转炉提钒操作均为本领域现有技术，在此不做赘述。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
将刚玉渣、高强水泥按以下配比加水进行充分混合：刚玉渣：95％，高强水泥：5％，利用压球机压制成直径为35mm的球团，经过烘烤去水后制成刚玉渣改性剂成品，其中，刚玉渣的成分为Al2O3：60％、MgO：25％、CaO：7.5％、V2O5：7.5％。
在某钢厂120吨转炉，其半钢钢水出入量为133t。在转炉吹炼结束前1min，测定铁水中的Si含量为0.04％，加入此种刚玉渣改性剂成品1.8kg/t钢，吹炼结束后，出钢。经取样分析，钒渣中TFe含量由原来的37％降至14％，钒渣TFe得到有效的降低。
实施例2
将刚玉渣、高强水泥按以下配比加水进行充分混合：刚玉渣：98％，高强水泥：2％，利用压球机压制成直径为50mm的球团，经过烘烤去水后制成刚玉渣改性剂成品，其中，其中，刚玉渣的成分为Al2O3：60％、MgO：25％、CaO：7.5％、V2O5：7.5％。
在某钢厂120吨转炉，其半钢钢水出入量为135t。在转炉吹炼结束前1min，测定铁水中的Si含量为0.05％，加入此种刚玉渣改性剂成品1.4kg/t钢，吹炼结束后，出钢。经取样分析，钒渣中TFe含量由原来的38％降至13％，钒渣TFe得到有效的降低。
实施例3
将刚玉渣、高强水泥按以下配比加水进行充分混合：刚玉渣：95％，高强水泥：5％，利用压球机压制成直径为30mm的球团，经过烘烤去水后制成刚玉渣改性剂成品，其中，其中，刚玉渣的成分为Al2O3：60％、MgO：25％、CaO：7.5％、V2O5：7.5％。
在某钢厂120吨转炉，其半钢钢水出入量为133t。在转炉吹炼结束前1min，测定铁水中的Si含量为0.08％，加入此种钒渣改性剂成品1.1kg/t钢，吹炼结束后，出钢。经取样分析，钒渣中TFe含量由原来的38％降至13％，钒渣TFe得到有效的降低。
对比例1
在某钢厂120吨转炉，其半钢钢水出入量为130t，在转炉吹炼结束，未加任何调渣材料即倒炉出钢。经取样分析，炉渣中TFe含量高达40％，钒渣中TFe含量较高、渣铁不分，提钒成本显著增加。
对比例2
在某钢厂120吨转炉，其半钢钢水出入量为133t。在转炉吹炼结束前1min，测定铁水中的Si含量为0.08％，加入硅铁颗粒(该硅铁颗粒的成分与CN104195283A中示例1中的硅铁颗粒相同)1.1kg/t钢，吹炼结束后，出钢。经取样分析，钒渣中TFe含量由原来的36％降至19％，钒渣TFe得到有效的降低，但是毫无疑问增加了冶炼的成本。
Claims (7)
1.提钒转炉冶炼调渣方法，其特征在于，包括如下步骤：将含钒钛铁水兑入转炉中，吹炼结束前1min内，加入刚玉渣改性剂，吹炼结束后，出钢，得半钢和钒渣；
其中，所述刚玉渣改性剂由以下重量百分比的组分组成：刚玉渣为95～98％，其余为粘结剂。
2.根据权利要求1所述的提钒转炉冶炼调渣方法，其特征在于：所述含钒钛铁水的化学成分为C：3.5～4.8％、Si：0.1～1.0％、Mn：0.1～1.0％、V：0.05～0.4％、Ti：0.05～0.5％、其余为TFe。
3.根据权利要求1或2所述的提钒转炉冶炼调渣方法，其特征在于：根据铁水Si含量来确定刚玉渣改性剂的加入量，当铁水中Si含量≤0.04％时，刚玉渣改性剂的加入量为1.7～2.0kg/t铁；当0.04％＜铁水Si含量≤0.07％时，刚玉渣改性剂的加入量为1.3～1.5kg/t铁；当0.07％＜铁水Si含量≤0.11％时，刚玉渣改性剂的加入量为1.0～1.2kg/t铁，铁水Si含量＞0.11％，则不加刚玉渣改性剂。
4.根据权利要求1～3任一项所述的提钒转炉冶炼调渣方法，其特征在于：所述刚玉渣改性剂为球形，粒径为30～50mm。
5.根据权利要求1～4任一项所述的提钒转炉冶炼调渣方法，其特征在于：所述刚玉渣的化学成分为：Al2O3：55～65％、MgO：20～30％、CaO：5～10％、V2O5：5～10％。
6.根据权利要求1～5任一项所述的提钒转炉冶炼调渣方法，其特征在于：所述刚玉渣的粒度为1～3mm。
7.根据权利要求1～6任一项所述的提钒转炉冶炼调渣方法，其特征在于：所述粘结剂为水泥。
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