专利名称：一种对含钒铁水同时进行脱磷和提钒的方法
技术领域：
本发明属于含钒铁水冶炼技术领域，具体来讲，涉及一种采用提钒转炉对含钒铁水同时进行脱磷和提钒的方法。
背景技术：
通常，磷是绝大多数钢种中的有害元素。近年来，随着科学技术的迅速发展，低温用钢、海洋用钢、抗氢致裂纹钢和部分厚板用钢，既要有极低的硫含量，也要求钢中磷含量〈0.01%或0.005%。20世纪80年代以来，针对铁水预脱磷问题，开发了各种处理方法，最具代表性的有两种:一种是在盛铁水的铁水包或鱼雷罐中进行脱磷，另一种是在转炉内进行铁水脱磷预处理，这两种方法均得到了工业应用。铁水包或鱼雷罐脱磷主要有温降较大、吹氧补偿温降时喷溅又特别严重，铁水处理时间长影响生产顺行等问题，应用情况不理想。而转炉预脱磷已在日本和韩国的钢铁企业实现工业化规模生产，中国宝钢、武钢等在生产低磷钢时，采用双炉双联脱磷工艺冶炼，钢水[P]能从0.08%降至0.003% 0.008%,效果优良。然而，对于采用钒钛磁铁矿等含钒铁矿进行冶炼的企业而言，含钒铁水经脱硫处理后，硫可降至0.005%以下，但磷却无有效处理措施，转炉冶炼时脱磷处理压力大。公开号为CN102796840A的中国专利文献公开了一种转炉脱磷提钒用冷却剂及生产方法、转炉脱磷提钒方法，其中，所述转炉脱磷提钒用冷却剂的生产方法包括以下步骤:将钠盐颗粒、氧化铁皮颗粒、铝矾土细粉及水混合，形成混合料；经过压球机将混合料压制成小球；烘烤小球以去除水分，得到冷固球团成品。该方法的优点包括:能够在转炉提钒过程中同时实现提钒和脱磷；操作简单；对现有提钒工艺及半钢质量的影响较小；脱磷效率高，能保证提钒转炉的生产效率。此外，本发明能够将炼钢转炉的部分脱磷任务前移至提钒转炉，实现半钢低成本转炉炼钢，便于得到成分、温度合格的钢水。公开号为CN101215619的中国专利文献公开了一种从含钒铁水中提钒脱磷的方法及利用该方法的炼钢工艺，其中，所述从含钒铁水中提钒脱磷的方法包括:在对含钒铁水进行供氧吹炼的过程中，向所述铁水内添加提钒脱磷剂和冷却剂，所述提钒脱磷剂为Na2CO3，吹炼后获得钒渣和低磷半钢。该方法能够在提取钒的同时脱磷，从而不仅能保证钒的有效提取，而且能够有效去除铁水中的磷。然而，上述两种方法存在炉衬侵蚀较为严重的不足。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术所存在的不足中的至少一项。例如，本发明的目的之一在于提供一种采用提钒转炉对含钒铁水同时进行脱磷和提钒、且基本不侵蚀炉衬的方法。本发明提供了一种对含钒铁水同时进行脱磷和提钒的方法。所述方法包括以下步骤:将含钒铁水装入提钒转炉，并将含钒铁水的温度控制为1230 1250°C ;采用氧枪向含钒铁水中喷吹氧气进行吹炼，氧气流量始终控制在17000 25000Nm3/min的范围内，并且吹炼过程包括顺序进行的三个阶段，其中，第一阶段为从开始吹炼至吹炼I 2min的过程中，将枪位控制为1.6 1.8m并同时向提钒转炉中加入能够将提钒转炉内炉渣的碱度控制为2 4的石灰和15 20kg/tFe的氧化铁皮；第二阶段在吹炼I 2min后，将枪位控制为1.8 2.1m,并且在吹氧时间不超过3min的过程中，向提钥;转炉中加入5 18kg/tFe的氧化铁皮；第三阶段在吹炼至终点前2min，向提钒转炉中加入0.5 2kg/tFe的高镁石灰，并同时将枪位降低到1.6 1.8m ;吹炼至终点，出半钢和钒渣。与现有技术相比，本发明的有益效果包括:有效避免了对提钒转炉炉衬的侵蚀；能够同时进行脱磷和提钒；而且能够降低钒渣中的TFe含量，对降低钢铁料消耗起到了良好的作用。
具体实施例方式在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本发明的对含钒铁水同时进行脱磷和提钒的方法。根据本发明的对含钒铁水同时进行脱磷和提钒的方法包括以下步骤:将含钒铁水(例如，由高炉冶炼钒钛磁铁矿后得到含钒铁水)装入提钒转炉，并将含钒铁水的温度控制为1230 1250°C ;采用氧枪向含钒铁水中喷吹氧气进行吹炼，氧气流量始终控制在17000 25000Nm3/min的范围内，并且吹炼过程包括顺序进行的三个阶段，其中，第一阶段为从开始吹炼至吹炼I 2min的过程中，将枪位控制为1.6 1.8m并同时向提钒转炉中加入能够将提钒转炉内炉渣的碱度控制为2 4的石灰和15 20kg/tFe的氧化铁皮；第二阶段在吹炼I 2min后,将枪位控制为1.8 2.1m,并且在吹氧时间不超过3min的过程中，向提钒转炉中加入5 18kg/tFe的氧化铁皮；第三阶段在吹炼至终点前2min，向提钒转炉中加入0.5 2kg/tFe的高镁石灰(例如，本发明的高镁石灰中MgO含量为35%以上，CaO含量为50%以上)，并同时将枪位降低到1.6 1.8m ;吹炼至终点，出半钢和钒渣。本发明的方法通过合理控制不同阶段的吹氧强度和渣相成分以及反应温度，能够提供良好的提钒条件和脱磷条件，从而能够实现对含钒铁水进行同时提钒和脱磷，而且避免了对提钒转炉炉衬的侵蚀。在一个示例性实施例中，优选地，将所述氧气流量始终控制在18000 24000Nm3/min的范围内。在一个示例性实施例中,优选地,所述吹炼步骤中，从开始吹炼至吹炼I 2min的过程中，将枪位控制为1.65 1.75m并同时向提钒转炉中加入能够将提钒转炉内炉渣的碱度控制为2.5 3.5的石灰和17 19kg/tFe的氧化铁皮。在一个示例性实施例中,优选地,所述吹炼步骤中,在吹炼I 2min后,将枪位控制为1.85 2.05m,并且在吹炼2.5 3min的过程中，向提钒转炉中加入10 15kg/tFe的氧化铁皮。在一个示例性实施例中,优选地,所述吹炼步骤中，在吹炼至终点前1.5min,向提钒转炉中加入I 1.8kg/tFe的高镁石灰，并同 时将枪位降低到1.65 1.75m。总的来说，本发明利用提钒炼钢厂提钒转炉与炼钢转炉成双联的特点，在提钒转炉内同时进行脱磷和提钒的操作，以减轻炼钢转炉冶炼钢水时的脱磷任务，为冶炼低磷钢和实现少渣炼钢创造条件。本发明采用石灰、氧化铁皮、高镁石灰进行脱磷提钒过程造渣，到达吹炼终点(例如，待吹氧时间达到4 7min后，且钢液温度达到1350 1400°C)后，停止吹氧并出半钢。本发明能够有效避免常规脱磷提钒剂对转炉炉衬侵蚀的问题，能将铁水中的磷进行部分脱除和钒的提取，同时可以降低钒渣TFe含量，对降低钢铁料消耗起到了良好的作用。在本发明的另一个示例性实施例中，对含钒铁水同时进行脱磷和提钒的方法也可通过以下方案来实现:提钒转炉兑完铁后，进行测温，并根据铁水温度加入O 15t的生铁块进行降温，以保证吹氧前铁水温度稳定在1230 1250°C ;生铁块加完之后降氧枪进行吹炼，全程氧气流量控制在17000 25000Nm3/min ;吹炼I 2min枪位按1.6 1.8m控制，同时加入氧化铁皮和石灰，氧化铁皮的量按15 20kg/tFe进行控制，石灰加入量根据铁水硅含量进行计算，加入石灰后炉渣二元碱度按2 4进行控制；吹炼前I 2min后枪位按1.8 2.1m控制，同时在吹氧3min内加入第二批氧化铁皮进行控温，氧化铁皮的量按5 18kg/tFe进行控制；吹炼结束前2min加入高镁石灰0.5 2kg/tFe进行调渣，同时氧枪枪位降到1.6
1.8m ;吹炼结束后出半钢和钒渣。为了更好地阐述本发明的方法，下面结合具体示例进一步说明本发明的示例性实施例。示例 I200t提钒转炉兑完铁后，含钒铁水测温为1310°C，加入15t的生铁块进行降温；生铁块加完之后降氧枪进行吹炼，全程氧气流量控制在25000Nm3/min ;吹炼前I 2min枪位按1.8m控制，同时加入氧化铁皮和石灰，氧化铁皮的量按20kg/tFe进行控制，石灰加入量为10kg/tFe ;吹炼2min后枪位按2.1m控制，同时在吹氧3min内加入第二批氧化铁皮进行控温，氧化铁皮的量按18kg/tFe进行控制；吹炼结束前2min加入高镁石灰lkg/tFe进行调洛，同时氧枪枪位降到1.7m ;吹炼结束后出半钢和钒渣。本示例中，氧枪吹炼的总吹炼时间为 5.5min。铁水中钒含量为0.330%,磷含量为0.070%,吹炼结束后，半钢钒含量为0.060%,磷含量为0.046%，半钢温度1385°C，钒渣TFe26.32%。示例 2120t提钒转炉兑完铁后，含钒铁水测温为1280°C，加入2t的生铁块进行降温；生铁块加完之后降氧枪进行吹炼，全程氧气流量控制在17000Nm3/min ;吹炼前I 2min枪位按1.6m控制，同时加入氧化铁皮和石灰，氧化铁皮的量按10kg/tFe进行控制，石灰加入量为8kg/tFe ;吹炼2min后枪位按1.8m控制，同时在吹氧3min内加入第二批氧化铁皮进行控温，氧化铁皮的量按17kg/tFe进行控制；吹炼结束前2min加入高镁石灰0.9kg/tFe进行调渣，同时氧枪枪位降到1.7m ;吹炼结束后出半钢和钒渣。本示例中，氧枪吹炼的总吹炼时间为 6.0min。铁水中钒含量为0.302%,磷含量为0.081%,吹炼结束后，半钢钒含量为0.026%,磷含量为0.052%，半钢温度1375°C，钒渣TFe23.59%。示例3200t提钒转炉兑完铁后，含钒铁水测温为1250°C，测温完成后降氧枪进行吹炼，全程氧气流量控制在23000Nm3/min ;吹炼前I 2min枪位按1.7m控制，同时加入氧化铁皮和石灰，氧化铁皮的量按18kg/tFe进行控制，石灰加入量为12kg/tFe ;吹炼2min后枪位按
2.0m控制，同时在吹氧3min内加入第二批氧化铁皮进行控温，氧化铁皮的量按18kg/tFe进行控制；吹炼结束前2min加入高镁石灰0.5kg/tFe进行调渣，同时氧枪枪位降到1.6m ;吹炼结束后出半钢和钒渣。本示例中，氧枪吹炼的总吹炼时间为6.5min。铁水中钒含量为0.336%，磷含量为0.061%,吹炼结束后，半钢钒含量为0.046%,磷含量为0.039%，半钢温度1392°C，钒渣TFe24.17%。综上所述，本发明的方法的优点包括:能够在提钒转炉中实现对含钒铁水进行同时脱磷和提钒；不加入钠的化合物，从而避免对提钒转炉炉衬的侵蚀，延长了提钒转炉寿命；减少了钒渣中的TFe含量(例如，钒渣中TFe含量不高于27.40%),降低了铁损；为后续炼钢工序(例如，转炉工序)提供了低磷半钢。尽管上面已经结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范 围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。
权利要求
1.一种对含钒铁水同时进行脱磷和提钒的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: 将含钒铁水装入提钒转炉，并将含钒铁水的温度控制为1230 1250°C ； 采用氧枪向含钒铁水中喷吹氧气进行吹炼，氧气流量始终控制在17000 25000Nm3/min的范围内，并且吹炼过程包括顺序进行的三个阶段，其中，第一阶段为从开始吹炼至吹炼I 2min的过程中，将枪 位控制为1.6 1.8m并同时向提I凡转炉中加入能够将提I凡转炉内炉渣的碱度控制为2 4的石灰和15 20kg/tFe的氧化铁皮；第二阶段在吹炼I 2min后，将枪位控制为1.8 2.lm，并且在吹氧时间不超过3min的过程中，向提钒转炉中加入5 18kg/tFe的氧化铁皮；第三阶段在吹炼至终点前2min，向提钒转炉中加入0.5 2kg/tFe的高镁石灰，并同时将枪位降低到1.6 1.8m ; 吹炼至终点，出半钢和钒渣。
2.根据权利要求1所述的对含钒铁水同时进行脱磷和提钒的方法，其特征在于，所述含钥；铁水由闻炉冶炼I凡钦磁铁矿后得到。
3.根据权利要求1所述的对含钒铁水同时进行脱磷和提钒的方法，其特征在于，所述方法通过向含钒铁水中加入生铁块来将含钒铁水的温度控制为1230 1250°C。
4.根据权利要求1所述的对含钒铁水同时进行脱磷和提钒的方法，其特征在于，所述氧气流量始终控制在18000 24000Nm3/min的范围内。
5.根据权利要求1所述的对含钒铁水同时进行脱磷和提钒的方法，其特征在于，所述吹炼步骤中，从开始吹炼至吹炼I 2min的过程中，将枪位控制为1.65 1.75m并同时向提钒转炉中加入能够将提钒转炉内炉渣的碱度控制为2.5 3.5的石灰和17 19kg/tFe的氧化铁皮。
6.根据权利要求1所述的对含钒铁水同时进行脱磷和提钒的方法，其特征在于，所述吹炼步骤中，在吹炼I 2min后，将枪位控制为1.85 2.05m,并且在吹炼2.5 3min的过程中，向提钒转炉中加入10 15kg/tFe的氧化铁皮。
7.根据权利要求1所述的对含钒铁水同时进行脱磷和提钒的方法，其特征在于，所述吹炼步骤中，在吹炼至终点前1.5min,向提钥;转炉中加入I 1.8kg/tFe的高镁石灰,并同时将枪位降低到1.65 1.75m。
全文摘要
本发明提供了一种对含钒铁水同时进行脱磷和提钒的方法。所述方法包括将含钒铁水的温度控制为1230～1250℃；喷氧吹炼，氧气流量始终控制为17000～25000Nm3/min，且吹炼过程包括顺序进行的三个阶段，其中，第一阶段为从开始吹炼至吹炼1～2min的过程中，枪位为1.6～1.8m并同时加入能够将炉渣的碱度控制为2～4的石灰和15～20kg/tFe的氧化铁皮；第二阶段在吹炼1～2min后，枪位为1.8～2.1m，并在吹氧时间不超过3min的过程中，加入5～18kg/tFe的氧化铁皮；第三阶段在吹炼至终点前2min，加入0.5～2kg/tFe的高镁石灰，并同时将枪位降至1.6～1.8m；吹炼至终点，出半钢和钒渣。本发明的优点包括有效避免了对提钒转炉炉衬的侵蚀；能够同时进行脱磷和提钒；而且能够降低钒渣中的TFe含量。
文档编号C21C5/34GK103194565SQ20131015386
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月28日 优先权日2013年4月28日
发明者陈炼, 陈永, 戈文荪, 王建, 曾建华, 蒋龙奎, 卓钧, 王二军, 黄正华, 董克平 申请人:攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司