[发明专利]一种铁水包提钒方法

说明书

技术领域

本发明属于铁水提钒技术领域，特别是提供了一种铁水包提钒方法

背景技术

铁水提钒一直以来多采用复吹转炉和铁水包吹氧方法进行，用氧气作为氧化剂，将铁水中的钒冶炼成钒渣，采用气体或摇包方法进行搅拌，通过出钢的方式进行渣钢分离，这种生产方法存在的问题是：吹入的氧气不仅与钒发生反应，还会与铁水中的铁、硅、锰发生反应，由于这些反应都是放热反应，会使熔池温度迅速升高，当熔池温度大于1500℃时，铁水中碳的氧化反应开始进行，一旦碳氧化发生则钒的氧化就被抑制或发生钒的还原反应，提钒冶炼也就无法进行了。要想解决这个问题，关键是如何控制熔池温度，使铁水中的碳不发生氧化，钒的氧化就可继续进行，最终达到提高钒氧化率的目的，根据这一原理，本发明提出了用固体提钒剂代替氧气的方法，即采用铁精粉、烧结矿、球团矿和氧化铁皮中的一种或几种的组合，这些物料既可以起到氧化提钒的作用又可以起到降温作用，从而实现对熔池温度的控制避免碳氧化反应发生，达到铁水持续提钒的目的。本发明还采用搅拌桨搅拌代替已有的气体和摇包搅拌，搅拌强度显著提高，提钒效率也随之增加，采用扒渣方法代替出钢方法实现渣钢分离，操作简单，热量损失少，成本降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铁水包提钒方法，解决了碳氧化发生则钒的氧化就被抑制或发生钒的还原反应，提钒冶炼也就无法进行的问题；实现了工业化的高效率、低成本、快节奏的铁水提钒生产。

本发明解决这个问题的关键是控制熔池温度，使铁水中的碳不发生氧化，钒的氧化就可继续进行，最终达到提高钒氧化率的目的，根据这一原理，本发明提出了用固体提钒剂代替氧气的方法，即采用铁精粉、烧结矿、球团矿和氧化铁皮中的一种或几种的组合，这些物料既可以起到氧化提钒的作用又可以起到降温作用，从而实现对熔池温度的控制避免碳氧化反应发生，达到铁水持续提钒的目的。本发明还采用搅拌桨搅拌代替已有的气体和摇包搅拌，搅拌强度显著提高，提钒效率也随之增加，采用扒渣方法代替出钢方法实现渣钢分离，操作简单，热量损失少，成本降低。具体工艺步骤如下：

采用铁水包作为铁水提钒容器，在铁水包上方增设高位料仓和铁水搅拌装置，提钒剂通过高位料仓加入铁水中，搅拌装置为插入铁水中的带有4个叶片的搅拌桨，通过搅拌桨旋转使提钒剂和铁水充分混合，提钒冶炼便开始进行，通过料仓加入的提钒剂开始与铁水中的钒发生氧化反应，钒元素被氧化为三氧化二钒或五氧化二钒，进入顶渣并与顶渣中的氧化铁等结合成复杂氧化物，实现铁水中的钒元素转移并形成钒渣，然后进行铁水包的扒渣操作，把钒渣扒入渣斗中，提钒过程就结束了。

设计采用搅拌桨对铁水实施搅拌,搅拌降插入深度为铁水液面以下200～400mm；搅拌桨的转速为50～110转/分。

提钒剂为铁精粉、烧结矿、球团矿和氧化铁皮中的一种或几种的组合，加入量为8～50kg/t，粒度为0.2～3.0mm。

提钒过程中控制铁水温度1280～1400℃。控制铁水中硅的含量小于0.15重量％，控制铁水碳含量大于4.0～4.3重量％。

与现有技术相比，本发明的技术特点

(1)采用铁水包提钒工艺，与现有工艺的最大不同是提钒与碳氧化分开进行，解决了吹氧提钒存在的碳氧化矛盾。本发明计算了钒和碳的不同氧化温度，在提钒时，由于控制熔池温度，只发生提钒反应，不发生脱碳反应，实现了提钒保碳的目的。

(2)加入的固体氧化剂如铁精粉、烧结矿、球团矿和氧化铁皮等，即作为提钒剂使用，同时还有另一个重要作用，就是利用它们的吸热反应降低熔池温度，保证熔池温度控制在脱碳反应温度以下，直至提钒反应结束。

(3)采用搅拌桨对铁水和提钒剂进行搅拌，比现有的气体搅拌和摇包法搅拌强度更大，效率更高。

(4)提钒后采用扒渣方法，实现渣钢分离，比现有倒出方法更快捷、更彻底且温度损失更少，成本更低。

具体实施方式

(1)提钒铁水的成分如表1所示，铁水温度1300℃，

(2)根据铁水的硅含量和铁水温度条件，选择铁精粉为提钒剂。其成分如表2所示。

(3)提钒剂加入量为48kg/t，粒度为0.22mm。

(4)搅拌桨插入深度为铁水液面以下200mm；搅拌桨的转速为70转/分。

(5)提钒冶炼结果如表3、表4所示。

表1含钒铁水化学成分％

表2提钒剂成分％

表3提钒后钢水成分％

表4提钒后钒渣组成％