[发明专利]一种低硅钛铁水提钒工艺

说明书

技术领域

本发明涉及转炉生产技术领域，尤其涉及一种低硅钛铁水提钒工艺。

背景技术

铁水提钒工艺方法甚多，其中有雾化提钒法、氧气顶吹转炉提钒法、空气底吹转炉提钒法、摇包法等。经实践证明氧气顶吹转炉提钒法具有诸多优点：如钒的氧化率高、钒渣质量好、金属铁损失少、半钢温度高有利于炼钢转炉冶炼。在氧气顶吹转炉提钒中只向铁水中吹入空气或氧气，使其中的钒氧化，生成的V₂O₅与铁水中Si、Ti、Mn等其他易氧化元素的氧化物一起进入渣相，获得可被利用的钒渣。铁水提钒的主要任务是将铁水中的钒最大限度地氧化成V₂O₅，获得的钒渣作为铁合金厂冶炼钒铁及生产工业V₂O₅的原料。含钒铁水提钒工艺以选择性氧化为理论基础，向铁水中吹入氧气必须使铁水中的钒迅速优先氧化，而使铁水中其它组分少氧化才能获得含V₂O₅高的钒渣，在吹炼过程中应尽量使铁水中的碳氧化最少，保证炼钢时有足够的化学热反应，使铁的损耗要降低到最低限度，使半钢收得率要高，以降低钒渣生产成本。提钒后的铁水(或称半钢)具有高的含碳量和一定的过热度，保证半钢炼钢时仍有足够的化学反应热和物理热。

高炉实施低硅钛冶炼工艺后，铁水中的Si、Ti两元素之和从原来的0.60％降到0.35％以下，特别是Si元素降到0.20％左右。铁水Si降低后，Si氧化生成SiO₂减少，使钒渣中的二氧化硅含量不够，难以形成低熔点硅酸盐相，导致钒渣的熔点升高，钒渣熔点升高后，钒渣的粘度增大，使在吹炼过程中形成的铁珠很难再次回到半钢中，造成钒渣中的金属铁含量增加，提钒的铁损增大。一方面不便于钒渣下一步深加工，另一方面增加提钒铁损，成本上升。

发明内容

本发明所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行改进，提供一种低硅钛铁水提钒工艺，解决目前技术中提钒工艺在处理低硅钛铁水时由于二氧化硅含量下降导致钒渣熔点高，粘度大，金属铁含量增加等问题。。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：

一种低硅钛铁水提钒工艺，该工艺包括：将低硅钛铁水在转炉中进行吹炼，并在吹炼过程中加入冷却剂，其特征在于，控制吹炼终点的温度为1360～1400℃，所述冷却剂包括生铁、氧化铁皮球和冷固球团，吹炼采用恒压变枪操作方式，控制提钒氧枪的枪位，第一阶段低枪位吹炼，然后第二阶段进行高枪位吹炼，最后第三阶段再进行低枪位吹炼。

含钒铁水主要组分除Fe、C、V外还有Ti、Cr、Si、Mn、P等元素，在氧化性气氛中都能被氧化生成氧化物，但在一定温度下的各组分与氧的亲和力和氧化物标准自由能是有差异的，导致各组分具有不同的氧化顺序和氧化速度。在铁水提钒过程中可以控制的主要热力学参数是温度，渣的氧化性和渣的酸碱度。温度控制，钒的氧化属放热的多相复杂反应，但其热效应值在数量上差异很大，反应产物也各不相同，提钒初期转炉熔池温度比较低约在1300℃左右，此时Ti、Si、V、Mn等组相都比碳优先氧化，这些元素氧化放出大量的热，使熔池温度迅速上升，当温度超过1361℃时碳与氧的亲和力大于钒，碳即开始大量氧化，并抑制钒的氧化，降低钒的回收率。同时碳大量氧化又使半钢中的碳含量过低，给半钢炼钢带来困难，故铁水提钒过程为了达到“提钒保碳”的目的需严格控制好熔池温度，将熔池温度控制在1400℃以下。并且本发明所述的低硅钛铁水提钒工艺采用包括生铁、氧化铁皮球和冷固球团的冷却剂控制低硅钛铁水的温度，冷却剂的加入量根据铁水温度变化进行调整，达到抑制熔池温度快速上升的目的，确保提钒终点温度、残钒、半钢碳的控制。冷固球团含SiO₂达到7％以上，弥补钒渣中SiO₂不足，冷固球团为现成的产品，不需要增加成本。

进一步的，所述的恒压变枪操作方式在第一阶段低枪位吹炼时控制枪位在1400～1500mm，第二阶段高枪位吹炼时控制枪位在1600～1700mm，第三阶段低枪位吹炼时控制枪位在1300～1500mm。

进一步的，所述的吹炼供氧时间控制在240～300秒。

进一步的，所述的第三阶段低枪位吹炼的时间大于60秒再进行倒炉。

进一步的，所述的吹炼供氧强度为2～2.3m³/min.t，选择较高的供氧强度和较大的冷却剂量，在较短的供氧时间内实现钒的氧化率大于85％，同时实现提钒能力小于炼钢能力的情况下提钒比100％。