[发明专利]含钒生铁在电弧炉中的除磷保钒工艺

说明书

本实用新型涉及一种采用电弧炉对含钒生铁进行除磷保钒的工艺，属金属冶炼技术领域。

在国内外公知的冶炼技术中，用电弧炉冶炼含钒合金钢，一般都是采用通过特殊炼制的钒铁进行钒的合金化。目前国内钒铁供应紧张，资源短缺，价格又很昂贵。寻找其它含钒材料冶炼含钒合金钢，已成为当务之急。含钒生铁资源多，价格低，但其含磷量高。因此，目前通过电弧炉用含钒生铁还不能冶炼含钒合金钢，其原因是用电弧炉冶炼技术处理含钒生铁，在降低磷含量的同时，会使所含钒量大部分被氧化而损耗，这样要利用含钒生铁冶炼含钒合金钢，就需要寻找一种对含钒生铁在电弧炉中即能除磷又能保钒的工艺技术。

本发明的目的是为克服目前钒铁供应紧张、资源短缺的问题，开拓利用含钒生铁在电弧炉中冶炼含钒合金钢的新途径，提供一种含钒生铁在电弧炉中的除磷保钒工艺。

本发明是按下述工艺步骤实现的：

1，含钒生铁在电弧炉中熔化-含钒生铁中的钒的强制氧化-含钒炉渣全部扒出。

2，炉中铁水氧化除磷-氧化炉渣彻底扒除。

3，将含钒炉渣返回炉中-含钒炉渣中钒还原返回铁水-出炉。

附图为本发明的工艺流程方框图。

附图中，含钒生铁在电弧炉中熔化时，为了在对含钒生铁中的钒强制氧化时，铁水中的磷不被氧化，仍绝大部分保留在铁水中，在装料前炉底垫粘土耐火砖块15-35kg/T，以大幅度降低渣中CaO含量，降低渣的碱度。这样可使渣中P₂O₃含量低于0.3%。

含钒生铁在电弧炉中熔清后，需通过强制氧化，使其中钒氧化进入渣中。但是，当熔池温度为1300℃左右时，相应元素氧化的自由能变化△Fsi°＜△Fv°＜△F°＜△F_c°，需按Si→V→Mn→C顺序氧化，但当熔池温度大于1400℃后，△Fv°＞△Fc°，碳将优先氧化，从而抑制钒的继续氧化。因此，在具体工艺中采用了三点措施：

（1）利用水冷氧枪吹氧，而不用普通的吹氧管供氧。将水冷氧枪悬于液面150-400mm处，氧枪压力为4-8kg/mm²。氧枪不直接插入熔池，避免了碳的激列氧化，有利于钒的充分氧化。

（2）在对其中钒进行氧化过程中，采用了吹氧与加含钒生铁冷料降温间隔进行的办法，保持熔池温度小于或等于1400℃。每次吹氧前测温，当t＝1400℃时再吹氧，每次吹氧时间为3-15分钟。每次吹氧后加入800-2000kg含钒生铁降温。共吹氧2-5次，最后一次，为彻底氧化钒，可在t＞1400℃下吹氧氧化一段时间（≤10分）。

（3）当炉中铁水的V＜0.15%时（相应的Si＜0.10%左右）即可停止吹氧。

当停止吹氧后，立即全部扒出含钒炉渣，然后向炉中加入CaO、CaF₂。CaO加入量30-60Kg/T，CaF₂10-20Kg/T。分批加入铁矿石，进行氧化除磷，将铁水中磷降至0.010%以下。

当铁水中磷≤0.010%，即将含磷炉渣全部扒除。然后将前已扒出的含钒炉渣全部返回炉内。

强化脱氧，使渣中钒还原回到铁水中。加入CaC₂15-50Kg/T、Si铁粉5-20Kg/T，可将渣中的钒绝大部分还原而回到铁水中，使渣中V₂O₅含量降至0.6%以下，从加入脱氧剂算起到铁水出炉需经40-80分钟，这样经过除磷保钒处理后的含钒铁水中磷降至0.035%以下，钒的收得率为达50%-75%。

本发明的优点：

1、应用本发明可在电弧炉中直接处理含钒生铁，并使其用于电弧炉中冶炼含钒合金钢，开拓了电弧炉中进行钒的合金化的新料源。

2、利用含钒生铁在电弧炉中进行钒的合金化，省去了繁锁的冶炼钒铁的工艺，节约了冶炼钒铁过程中的大量能耗。

3、在钒铁资源短缺、供应紧张、价格昂贵的情况下，对含钒生铁用上述工艺处理，用于电弧炉冶炼含钒合金钢，即解决了钒铁的不足，又降低了钢的成本。

本发明的实施例如下：

对含C3.80%，P0.200%，V1.0%的含钒生铁在公称五吨电弧炉中进行处理，实际装入量10吨。

1、装料前炉底垫火砖块250Kg。

2、炉料熔清后利用水冷氧枪强制氧化，枪位高于熔池液面150mm。

第一次吹氧8分钟，加入含钒生铁冷却剂1.4吨。

第二次吹氧7分钟，加入含钒生铁冷却剂1.2吨。

第三次吹氧7分钟，使铁水中钒低于0.15%，硅低于0.10%。