CN107858475A - 一种提钒转炉终点精准控制的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提钒转炉终点精准控制的方法，其将铁水包内的铁水加入转炉内进行吹炼，所述铁水包内的铁水温度＞1340℃时，在铁水包内加入冷料使铁水降温至≤1340℃；所述吹炼过程中，加入冷料到提钒转炉炉内，防止吹炼过程中熔池温度升温过快。本方法针对入炉前高温铁水采用炼钢废料直接加入铁水包，利用物理原理降低铁水温度，为提钒工序提供了良好的条件，解决了吹炼过程中需要加入大量提钒冷料降温的问题，同时除了炼钢还在提钒环节增加了废钢消耗，对整体炼钢钢铁料成本的降低起到了促进的作用。本方法能够提高转炉双联工艺提钒过程中钒元素的回收率，提高钒渣产量，解决高温铁水熔池温度控制不稳定提钒困难的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种提钒转炉冶炼方法，尤其是一种提钒转炉终点精准控制的方法。
背景技术
目前，某些钢铁企业转炉提钒-炼钢双联生产工艺，炼钢工序承担着提钒与炼钢的双重任务。钒渣做为炼钢副产品，不仅是企业的重要增效点，而且是下一步生产钒产品的主要原料，而在钒渣提取过程中，含钒铁水会受多种因素影响，终点成分及温度不稳定。提钒就是利用选择氧化的原理，在反应过程中加入冷料控制熔池温度在碳钒转换温度以下，达到“去钒保碳”的目的，需要在在提钒过程中加入适当的冷料调温，保证钒反应的最佳区间。若铁水入炉温度过高，提钒过程中需要加入大量冷料降温，会使钒渣中的氧化铁显著增高，影响钒渣品位。若吹炼过程控制温度偏高，铁水碳优于钒氧化，影响钒元素提取。因此，有必要发明一种精准控制提钒终点的冷料加入方法，满足不同铁水条件的提钒需求，确保吹炼过程熔池温度平稳上升，促进铁水钒元素氧化，提高转炉钒回收率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种效果好的提钒转炉终点精准控制的方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：对铁水进行测温，当铁水温度＞1340℃时，在铁水包内加入冷料使铁水降温至≤1340℃；再兑入转炉进行吹炼，吹炼过程中加入冷料至提钒转炉炉内，控制吹炼过程温度。
本发明所述铁水包内加入的冷料采用炼钢废料。
本发明所述吹炼过程加入冷料以控制吹炼过程温度在1360～1420℃。
本发明所述吹炼过程加入的冷料采用球团矿、氧化铁皮球和热压铁粉球。所述吹炼过程加入的冷料为球团矿时，当铁水中Si+Ti≤0.3%时，球团矿加入量为0～20kg/t；当铁水中0.3%＜Si+Ti≤0.5%时，球团矿加入量为20～30kg/t；当铁水中0.5%＜Si+Ti≤0.7%时，球团矿加入量为30～40kg/t；当铁水中Si+Ti＞0.7%时，球团矿加入量为40～45kg/t。
本发明所述吹炼过程中冷料分批次加入，第一批次加入量≤1000kg，其余批次加入量≤500kg，单炉最大加入量不超过6000kg/炉。
本发明所述吹炼过程中，停止供氧后搅拌1分钟及以上。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明中冷料加入方式分为铁水入炉前和铁水入炉后两个步骤，针对入炉前高温铁水采用炼钢废料直接加入铁水包，利用物理原理降低铁水温度，为提钒工序提供了良好的条件，解决了吹炼过程中需要加入大量提钒冷料降温的问题，同时除了炼钢还在提钒环节增加了废钢消耗，对整体炼钢钢铁料成本的降低起到了促进的作用。本发明能够提高转炉双联工艺提钒过程中钒元素的回收率，提高钒渣产量，解决了高温铁水熔池温度控制不稳定提钒困难的问题。本发明稳定了提钒入炉条件，确保吹炼过程熔池温度平稳上升，促进铁水钒元素氧化，达到“去钒保碳”以及稳定终点成分的目的，有效、精准的控制了提钒终点。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本提钒转炉终点精准控制的方法将冷料分两部分加入，分别用于炉外和炉内控温；一是铁水入炉前，加入冷料降低入炉铁水温度；二是吹炼过程中，加入冷料到提钒转炉炉内，防止吹炼过程中熔池温度升温过快。本方法的工艺过程如下所述：
1、测温：含钒铁水进厂后，由天车吊起整包铁水直至岗位人员测温工位，先将测温表回零再将测温枪***钢液400mm以下，***后单手持枪。出测温结果后，迅速将测温枪取出。
2、若铁水入炉铁水温度（铁水包内测温）＞1340℃时，组织加入冷料对铁水降温，所述冷料为炼钢废料，包括Φ12mm、Φ14mm、Φ16mm的废钢筋切头，其长度为300～500mm。炼钢废料的加入量按1kg冷料平均温降为1.05℃/t铁水计算，根据铁水实际温度制定计划加入量，使铁水温度降至≤1340℃。若铁水入炉铁水温度（铁水包内测温）小于等于1340℃时，可直接组织铁水兑入提钒炉内，正常吹炼。在炉前加入冷料能达到降低铁水温度和降低钢铁料消耗的双重作用。
3、兑铁入炉：将温度符合要求的铁水兑入转炉，进行吹炼操作。
4、吹炼：下降氧枪进行吹炼，氧枪供气总流量控制在17000m3/h～23000m3/h，氧枪采用变压变枪操作，吹炼过程密切关注火焰变化情况，随着吹炼过程中碳氧反应剧烈，火焰白亮有张力，长度增加时，熔池温度升高，此时加入冷料控制升温，温度控制在1360～1420℃。冷料采用球团矿、氧化铁皮球和热压铁粉球。
5、采用球团矿作为冷料时，球团矿的加入量根据铁水Si+Ti调整，加入量值推荐见表1。
表1：球团矿做冷料时的加入量
注：表1中的加入量是按（铁水+炼钢废料量）计算。
若使用其他冷料代替球团矿时，其加入量的换算值推荐见表2。
表2：其它冷料与球团矿的换算推荐值
以铁水Si+Ti值为0.3%＜Si+Ti≤0.5%为例进行说明：采用球团矿时，加入量为20～30kg/t；采用氧化铁皮球时，加入量为20～30kg/t铁水；采用热压铁粉球时，加入量为12～30kg/t。
表2中，在铁水入炉后吹炼过程中，根据不同的铁水Si+Ti条件，明确给出了使用其它冷料代替球团矿的换算加入量，对实际操作起到了指导性作用，降低了冷料加入量过大对钒渣质量和炉衬的寿命的不良影响，提高铁水中钒元素回收利用率。
6、吹炼过程中，冷料在第一批在开吹后加入，加入量≤1000kg，其余在吹炼过程中分批次加入，每批最大加入量≤500kg，要求加入均匀，严禁集中加入，单炉最大加入量不超过6000kg/炉；停止供氧后必须有1分钟及以上的搅拌时间。
实施例1：本钒转炉终点精准控制的方法采用下述具体工艺。
进厂铁水包内测温，含钒铁水Si+Ti 0.25%、V 0.210%，温度为1322℃，不符合炉外加炼钢废料降温条件1340℃。直接将铁水兑入转炉进行吹炼，下枪开始吹炼，氧枪供气总流量控制在17000m3/h～23000m3/h，供氧采用变压变枪操作，吹炼过程密切关注火焰变化情况，当有温度急剧上升趋势时，由高位料仓加入球团矿，控制升温速度，分4次加入球团矿，每次400kg，铁水装入量为100吨，球团矿加入量为16kg/t铁水。控制吹炼过程温度在1360～1390℃，吹炼至3分50秒时全部加完，继续供氧1分钟，吹炼结束，供氧时间共计4分50秒；停止供氧后切换氮气搅拌1分钟；测温取样，半钢终点温度1362℃，半钢C 3.78%、V 0.030%，终点成分及温度均符合技术要求，本炉收得钒渣2.8吨，钒回收率=钒渣产量/182×102×10%/（提钒铁水量×铁水含钒/100）×100，计算该炉钒回收率达到74.72%。
实施例2：本钒转炉终点精准控制的方法采用下述具体工艺。
进厂铁水包内测温，含钒铁水Si+Ti 0.42%、V 0.202%，温度为1385℃，大于铁水入炉基本条件1340℃。组织加入炼钢废料给铁水降温，加入冷料种类为Φ16mm钢筋切头，长度为300～500mm，加入量为5吨，待钢筋融化后测温，包内铁水温度1338℃。兑入转炉进行吹炼，氧枪供气总流量控制在17000m3/h～23000m3/h，供氧采用变压变枪操作，吹炼过程密切关注火焰变化情况，当有温度急剧上升趋势时，由高位料仓加入球团矿，控制升温速度，开吹后第一批料加入500kg，剩余分4批次加入，每次500kg，铁水+炼钢废料装入量为110吨，球团矿加入量为2500/110=22.72kg/t铁水。控制吹炼过程温度在1390～1420℃，吹炼至4分25秒时全部加完，继续供氧1分20秒，吹炼结束，供氧时间共计5分45秒；停止供氧后切换氮气搅拌1.5分钟；测温取样，半钢终点温度1395℃，半钢C 3.98%、V 0.032%，终点成分及温度均符合技术要求，本炉收得钒渣2.75吨，计算该炉钒回收率达到69.36%。
实施例3：本钒转炉终点精准控制的方法采用下述具体工艺。
进厂铁水包内测温，含钒铁水Si+Ti 0.73%、V 0.192%，温度为1396℃，大于铁水入炉基本条件1340℃。组织加入炼钢废料给铁水降温，加入冷料种类为Φ14mm钢筋切头，长度为300～500mm，加入量为6吨，待钢筋融化后测温，包内铁水温度1332℃。兑入转炉进行吹炼，氧枪供气总流量控制在17000m3/h～23000m3/h，供氧采用变压变枪操作，吹炼过程密切关注火焰变化情况，当有温度急剧上升趋势时，由高位料仓加入球团矿，控制升温速度，开吹后第一批料加入1000kg，剩余分8批次加入，每次500kg，铁水量+炼钢废料量为116吨，球团矿加入量为43.10kg/t铁水。控制吹炼过程温度在1360～1390℃，吹炼至6分50秒时全部加完，继续供氧1分10秒，吹炼结束，供氧时间共计7分；停止供氧后切换氮气搅拌1.2分钟；测温取样，半钢终点温度1361℃，半钢C 3.78%、V 0.032%，终点成分及温度均符合技术要求，本炉收得钒渣2.74吨，计算该炉钒回收率达到68.94%。
实施例4：本钒转炉终点精准控制的方法采用下述具体工艺。
进厂铁水包内测温，含钒铁水Si+Ti 0.64%、V 0.190%，温度为1368℃，大于铁水入炉基本条件1340℃。组织加入炼钢废料给铁水降温，加入冷料种类为Φ12mm钢筋切头，长度为300～500mm，加入量为6吨，待钢筋融化后测温，包内铁水温度1337℃。兑入转炉进行吹炼，氧枪供气总流量控制在17000m3/h～20000m3/h，供氧采用变压变枪操作，吹炼过程密切关注火焰变化情况，当有温度急剧上升趋势时，由高位料仓加入球团矿，控制升温速度，开吹后第一批料加入800kg，剩余按每批次500kg加入，铁水量+炼钢废料量为110吨，球团矿加入量为30kg/t铁水。控制吹炼过程温度在1380～1410℃；停止供氧后切换氮气搅拌1.5分钟；测温取样，半钢终点温度1377℃，半钢C 3.82%、V 0.031%，终点成分及温度均符合技术要求，本炉收得钒渣2.6吨，计算该炉钒回收率达到69.71%。
实施例5：本钒转炉终点精准控制的方法采用下述具体工艺。
进厂铁水包内测温，含钒铁水Si+Ti 0.22%、V 0.188%，温度为1379℃，大于铁水入炉基本条件1340℃。组织加入炼钢废料给铁水降温，加入冷料种类为Φ12mm和Φ14mm钢筋切头，长度为300～500mm，加入量为6吨，待钢筋融化后测温，包内铁水温度1335℃。兑入转炉进行吹炼，氧枪供气总流量控制在20000m3/h～23000m3/h，供氧采用变压变枪操作；铁水量+炼钢废料量为116吨，球团矿加入量为18kg/t铁水。停止供氧后切换氮气搅拌1分钟；测温取样，半钢终点温度1383℃，半钢C 3.79%、V 0.029%，终点成分及温度均符合技术要求，本炉收得钒渣2.75吨，计算该炉钒回收率达到70.46%。
实施例6：本钒转炉终点精准控制的方法采用下述具体工艺。
进厂铁水包内测温，含钒铁水Si+Ti 0.70%、V 0.190%，温度为1347℃，大于铁水入炉基本条件1340℃。组织加入炼钢废料给铁水降温，加入冷料种类为Φ12mm、Φ14mm和Φ16mm钢筋切头，长度为300～500mm，加入量为6吨，待钢筋融化后测温，包内铁水温度1336℃。兑入转炉进行吹炼，氧枪供气总流量控制在18000m3/h～20000m3/h，供氧采用变压变枪操作，吹炼过程密切关注火焰变化情况，当有温度急剧上升趋势时，由高位料仓加入球团矿，控制升温速度，按每批次500kg加入，铁水量+炼钢废料量为110吨，加入总量为40kg/t，控制吹炼过程温度在1370～1400℃；停止供氧后切换氮气搅拌1.5分钟；测温取样，半钢终点温度1369℃，半钢C 3.84%、V 0.032%，终点成分及温度均符合技术要求，本炉收得钒渣2.65吨，计算该炉钒回收率达到71.06%。
实施例7：本钒转炉终点精准控制的方法采用下述具体工艺。
进厂铁水包内测温，含钒铁水Si+Ti 0.30%、V 0.190%，温度为1358℃，大于铁水入炉基本条件1340℃。组织加入炼钢废料给铁水降温，加入冷料种类为Φ12mm、Φ14mm和Φ16mm钢筋切头，长度为300～500mm，加入量为6吨，待钢筋融化后测温，包内铁水温度1340℃。兑入转炉进行吹炼，氧枪供气总流量控制在19000m3/h～21000m3/h，供氧采用变压变枪操作，吹炼过程密切关注火焰变化情况，当有温度急剧上升趋势时，由高位料仓加入球团矿，控制升温速度，按每批次500kg加入，铁水量+炼钢废料量为110吨，加入总量为20kg/t，控制吹炼过程温度在1360～1390℃；停止供氧后切换氮气搅拌1.5分钟；测温取样，半钢终点温度1372℃，半钢C 3.81%、V 0.030%，终点成分及温度均符合技术要求，本炉收得钒渣2.67吨，计算该炉钒回收率达到71.59%。
实施例8：本钒转炉终点精准控制的方法采用下述具体工艺。
进厂铁水包内测温，含钒铁水Si+Ti 0.38%、V 0.186%，温度为1362℃，大于铁水入炉基本条件1340℃。组织加入炼钢废料给铁水降温，加入冷料种类为Φ14mm和Φ16mm钢筋切头，长度为300～500mm，加入量为6吨，待钢筋融化后测温，包内铁水温度1337℃。兑入转炉进行吹炼，氧枪供气总流量控制在19000m3/h～21000m3/h，供氧采用变压变枪操作，吹炼过程密切关注火焰变化情况，当有温度急剧上升趋势时，由高位料仓加入球团矿，控制升温速度，按每批次500kg加入，铁水量+炼钢废料量为116吨，加入总量为20kg/t，控制吹炼过程温度在1390～1420℃；停止供氧后切换氮气搅拌1.5分钟；测温取样，半钢终点温度1366℃，半钢C 3.75%、V 0.028%，终点成分及温度均符合技术要求，本炉收得钒渣2.75吨，计算该炉钒回收率达到71.69%。
实施例9：本钒转炉终点精准控制的方法采用下述具体工艺。
进厂铁水包内测温，含钒铁水Si+Ti 0.50%、V 0.191%，温度为1338℃，不符合炉外加炼钢废料降温条件1340℃。直接将铁水兑入转炉进行吹炼，下枪开始吹炼，氧枪供气总流量控制在18000m3/h～20000m3/h，供氧采用变压变枪操作，吹炼过程密切关注火焰变化情况，当有温度急剧上升趋势时，由高位料仓加入球团矿，控制升温速度，按每批次500kg加入，加入总量为30kg/t，控制吹炼过程温度在1360～1380℃；停止供氧后切换氮气搅拌1.5分钟；测温取样，半钢终点温度1371℃，半钢C 3.79%、V 0.033%，终点成分及温度均符合技术要求，本炉收得钒渣2.76吨，计算该炉钒回收率达到68.89%。
实施例10：本钒转炉终点精准控制的方法采用下述具体工艺。
进厂铁水包内测温，含钒铁水Si+Ti 0.75%、V 0.187%，温度为1366℃，大于铁水入炉基本条件1340℃。组织加入炼钢废料给铁水降温，加入冷料种类为Φ12mm、Φ14mm和Φ16mm钢筋切头，长度为300～500mm，加入量为6吨，待钢筋融化后测温，包内铁水温度1339℃。兑入转炉进行吹炼，氧枪供气总流量控制在19000m3/h～21000m3/h，供氧采用变压变枪操作，吹炼过程密切关注火焰变化情况，当有温度急剧上升趋势时，由高位料仓加入球团矿，控制升温速度，按每批次500kg加入，铁水量+炼钢废料量为110吨，加入总量为45kg/t，控制吹炼过程温度在1370～1400℃；停止供氧后切换氮气搅拌1.2分钟；测温取样，半钢终点温度1374℃，半钢C 3.77%、V 0.031%，终点成分及温度均符合技术要求，本炉收得钒渣2.61吨，计算该炉钒回收率达到71.11%。
实施例11：本钒转炉终点精准控制的方法采用下述具体工艺。
进厂铁水包内测温，含钒铁水Si+Ti 0.72%、V 0.187%，温度为1382℃，大于铁水入炉基本条件1340℃。组织加入炼钢废料给铁水降温，加入冷料种类为Φ12mm、Φ14mm和Φ16mm钢筋切头，长度为300～500mm，加入量为6吨，待钢筋融化后测温，包内铁水温度1337℃。兑入转炉进行吹炼，氧枪供气总流量控制在20000m3/h～22000m3/h，供氧采用变压变枪操作，吹炼过程密切关注火焰变化情况，当有温度急剧上升趋势时，由高位料仓加入球团矿，控制升温速度，第一批次加入量1000kg，后续按每批次450kg加入，铁水量+炼钢废料量为110吨，加入总量为40kg/t，控制吹炼过程温度在1380～1410℃；停止供氧后切换氮气搅拌1分钟；测温取样，半钢终点温度1371℃，半钢C 3.68%、V 0.030%，终点成分及温度均符合技术要求，本炉收得钒渣2.59吨，计算该炉钒回收率达到70.56%。
对比例：为进一步说明本发明的有益效果，对常规冶炼和采用本方法冶炼的终点情况进行了对比，结果见表3。
表3：使用本方法与常规方法终点情况对比
在基本条件相同的情况下，与常规方法比较，本方法冶炼终点成分范围明显变窄，同时，余钒明显平均降低了0.010%，钒回收率提高1.1%。
Claims (7)
1.一种提钒转炉终点精准控制的方法，其特征在于：对铁水进行测温，当铁水温度＞1340℃时，在铁水包内加入冷料使铁水降温至≤1340℃；再兑入转炉进行吹炼，吹炼过程中加入冷料至提钒转炉炉内，以控制吹炼过程温度。
2.根据权利要求1所述的一种提钒转炉终点精准控制的方法，其特征在于：所述铁水包内加入的冷料采用炼钢废料。
3.根据权利要求1所述的一种提钒转炉终点精准控制的方法，其特征在于：所述吹炼过程加入冷料以控制吹炼过程温度在1360～1420℃。
4.根据权利要求1所述的一种提钒转炉终点精准控制的方法，其特征在于：所述吹炼过程加入的冷料采用球团矿、氧化铁皮球和热压铁粉球。
5.根据权利要求4所述的一种提钒转炉终点精准控制的方法，其特征在于：所述吹炼过程加入的冷料为球团矿；当铁水中Si+Ti≤0.3%时，球团矿加入量为0～20kg/t；当铁水中0.3%＜Si+Ti≤0.5%时，球团矿加入量为20～30kg/t；当铁水中0.5%＜Si+Ti≤0.7%时，球团矿加入量为30～40kg/t；当铁水中Si+Ti＞0.7%时，球团矿加入量为40～45kg/t。
6.根据权利要求1所述的一种提钒转炉终点精准控制的方法，其特征在于：所述吹炼过程中冷料分批次加入，第一批次加入量≤1000kg，其余批次加入量≤500kg，单炉最大加入量不超过6000kg/炉。
7.根据权利要求1－6任意一项所述的一种提钒转炉终点精准控制的方法，其特征在于：所述吹炼过程中，停止供氧后搅拌1分钟及以上。
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