[发明专利]一种转炉提钒冷却剂及其应用

说明书

本发明公开一种转炉提钒冷却剂，所述冷却剂包括废钢、铁矿石‑氧化铁皮复合物，所述废钢与铁矿石‑氧化铁皮复合物的质量比为1:1‑5，所述铁矿石和氧化铁皮复合物是铁矿石、氧化铁皮加入粘合剂，压合烘干后得到，所述粘合剂为生石灰粉和/或轻烧白云石粉。本发明还公开一种转炉提钒工艺，所述工艺包括将铁水加入转炉中进行吹炼提钒，在提钒前期加入所述冷却剂。本发明提供的冷却剂是氧化铁皮与铁矿石，加入生石灰粉和轻烧白云石粉复合形成的复合物，再配比适量废钢得到的。与单纯氧化铁皮与废钢作为冷却剂相比能减少冷却剂喷溅浪费，实现钒的高氧化率，较好实现去钒保碳的目的。

技术领域

本发明钒铁冶炼技术领域，具体涉及一种用于转炉提钒冷却剂，以及一种应用所述冷却剂进行转炉提钒的工艺。

背景技术

钒属于贵重金属，是一种重要的工业原料，目前广泛应用于钢铁、化工、航空航天、电子工业、生物和农业等领域。钒在自然界中的分布很广，约占地壳质量的0.02％，但其分布极为分散，常与其它金属矿共生，所以在开采与加工这些矿石时，钒作为共生产品或副产品予以回收。钒钛磁铁矿是钒的主要矿物资源，一般情况下将钒钛磁铁矿冶炼成铁水后，再经氧化吹炼得到钒渣，钒渣是进一步生产钒产品的主要原料。

钒渣的形成过程是：将铁水中的硅、钒、锰、钛、铁的至少一部分氧化成稳定的氧化物，形成的钒氧化物结合体称为钒渣，提钒后的铁水称为半钢。由于形成的钒氧化物比重小于半钢，利用转炉将半钢从出钢口流入半钢罐内，钒渣留在炉内，半钢作为下工序转炉炼钢的原料，钒渣从炉口倒进渣罐内，作为下工序生产钒制品的原料。

提钒过程是铁水中铁、钒、碳、硅、锰、钛、磷、硫等元素的氧化反应过程，这些元素的氧化反应进行的速度取决于铁水本身的化学成分和吹钒时的热力学和动力学条件。在氧势图中，碳氧势线与钒氧势线有一个交点，此点对应的温度称为碳钒转化温度。低于此温度，钒优先于碳氧化，高于此温度，碳则优先于钒氧化。

提钒时如果铁水中硅含量偏高会造成熔池升温加快，抑制钒氧化，使达到转炉碳钒转换温度时间缩短，加速含钒铁水中碳氧化，降低钒渣中V₂O₅含量，降低钒氧化率。现有技术的转炉提钒操作主要通过加入冷却剂控制熔池温度在碳钒转化温度以下，从而达到去钒保碳的目的。但冷却剂主要成分为FeO、SiO₂等，当冷却剂加入量过大时会造成钒渣中杂质含量上升，稀释钒渣中钒氧化物的含量。当冷却剂加入量过少时会造成熔池温度高于碳钒转化温度，不利于钒的氧化，造成钢液中钒含量较高，钒流失严重。

专利文献201310432214.1公开了一种高硅含钒铁水转炉提钒工艺，所述工艺在吹炼的过程中加入冷却剂，控制吹炼终点的温度为1380-1420℃，冷却剂用量为30-37kg/吨高硅含钒铁水。所述技术方案对冷却剂的种类及加入时机没有特别的要求。优选的冷却剂含有40-50％的Fe₂O₃、40-50％的FeO和10-20％的SiO₂。

专利文献201410347138.9公开了一种转炉提钒的方法，所述方法包括顶枪吹氧阶段和在顶枪吹氧阶段之后执行的顶枪吹不活泼气体阶段，在顶枪吹氧阶段开始时或之前将第一批冷却剂加入到转炉熔池，且在提钒吹炼100-140s时将第二批冷却剂加入到转炉熔池。冷却剂包括冷压块、生铁块、氧化铁皮和球团矿中的至少一种，冷压块为转炉除尘灰和/或氧化铁皮通过粘结剂压制成型的球块。

从上述现有技术可以看出，在转炉提钒过程中冷却剂的使用非常普遍，但是目前对冷却剂的技术改进却相对较少，常用的冷却剂铁矿石和氧化铁皮为主。上述常用冷却剂虽然使用效果好，但缺点也非常显著。铁矿石作为冷却剂不需要占用吹炼时间，有利于化渣，但产渣量大，操作不当容易引起喷溅。氧化铁皮成分稳定，杂质少，但相对密度小，加入炉内以后容易被气流吹跑。

针对以上冷却剂的缺点和不足，本发明提供一种冷却剂，所述冷却剂能充分利用各冷却剂的长处，又克服其缺点和不足，方便实际使用。

发明内容