一种低硅含钒铁水吹炼的方法
【专利摘要】本发明提供了一种低硅含钒铁水吹炼的方法，该方法包括将待吹炼的低硅含钒铁水加入转炉中进行吹炼提钒，其中，在吹炼提钒前，往所述低硅含钒铁水中加入二氧化硅。采用本发明的方法对低硅含钒铁水进行吹炼提钒，不仅能够显著提高钒的氧化率，而且还能够改善钒渣品位，从而更有利于后续对这些钒渣进行进一步处理而得到钒制品。
【专利说明】一种低硅含钒铁水吹炼的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种低硅含钒铁水吹炼的方法。
【背景技术】
[0002]Si含量低的含钒铁水在采用钒钛磁铁矿冶炼的攀西地区极为常见，钒钛磁铁矿高炉冶炼要求高炉温度不能太高以保证高炉渣在冶炼过程中具有良好的流动性，并使渣铁很好地分离，从而保证高炉稳定顺行。在这些低硅含钒铁水中Si的含量通常不超过0.2重量％。然而，铁水中Si含量过低对铁水的提钒却是非常不利的，当将这种铁水直接进行转炉吹炼时，炉渣的粘度非常大并且铁水中钒的氧化率较低，因此，不能将铁水中的钒元素有效降低。
[0003]针对这种低硅含钒铁水，目前还未找到一种有效的办法来提高转炉吹炼过程中钒的氧化率。因此，亟需寻求一种新的方法来对这种特殊的铁水进行处理以解决上述问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了克服采用现有的方法对低硅含钒铁水进行吹炼提钒时钒的氧化率较低的缺陷，而提供一种新的低硅含钒铁水吹炼的方法。 [0005]本发明的发明人经过深入研究后发现，铁水中的钒在转炉吹炼过程中转变为V2O5,转炉提钒过程中钒的氧化是以渣-铁界面上消耗初渣中FeO为主要特征的。根据对图1中FeO-V2O3的相图进行分析可知，随着提钒过程的进行，炉渣中V2O5的含量逐渐升高，这样会导致接近提钒吹炼终点时炉渣的熔点迅速增大，因此对应的粘度也会迅速增大，致使炉渣外观状态由半凝固态向颗粒状或半糊状转化，从而阻止了钒的氧化过程的继续进行。而在转炉吹炼之前，往所述低硅含钒铁水中加入二氧化硅，所述二氧化硅会与铁水中的FeO和MnO相互作用，生成铁锰橄榄石等硅酸盐相。根据对图2中FeO-S12的相图进行分析可知，硅酸盐相的熔点为1205°C, Fe2S14与FeO形成的易熔混合物(FeO:76%, S12:24% )的最低熔点为1177°C，因此，硅酸盐相的形成会使初渣熔点下降，钒渣粘度降低、流动性增大。进一步地，初渣流动性增大有助于加快钒氧化后与FeO形成钒铁尖晶石的高温化学反应的进程，进而加快钒的氧化过程。换句话说，用二氧化硅进行调渣可以促进铁水中钒的氧化。从宏观看，采用二氧化硅进行调渣，由于硅酸盐相相对增多，在凝固过程中形成钒渣的粘结相，使提钒吹炼达到终点时钒渣不致过于干稠。此外，在吹炼提钒过程中，二氧化硅的调渣作用还会使得钒渣中钒铁尖晶石含量增多。
[0006]基于上述发现，本发明提供了一种低硅含钒铁水吹炼的方法，该方法包括将待吹炼的低硅含钒铁水加入转炉中进行吹炼提钒，其中，在吹炼提钒前，往所述低硅含钒铁水中加入二氧化硅。
[0007]本发明提供的方法通过对所述低硅含钒铁水采用二氧化硅进行调渣，改善了转炉提钒过程中钒渣的渣态，增大了钒渣的流动性，改善了提钒的动力学条件，从而显著提高了钒的氧化率。此外，采用本发明提供的方法对低硅含钒铁水进行吹炼，还能够改善钒渣品位，从而更有利于后续对这些钒渣进行进一步加工处理而得到钒制品。
[0008]根据本发明的一种优选实施方式，当所述二氧化硅以石英砂的形式加入，且所述石英砂的粒度为l_3mm时，能够进一步提高铁水中钒的氧化率。
[0009]本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0011]图1 为 FeO-V2O3 的相图；
[0012]图2 为 FeO-S12 的相图。
【具体实施方式】
[0013]以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0014]本发明提供的低硅含钒铁水吹炼的方法包括将待吹炼的低硅含钒铁水加入转炉中进行吹炼提钒，其中，在吹炼提钒前，往所述低硅含钒铁水中加入二氧化硅。
[0015]本发明提供的方法适合对目前所有的低硅含钒铁水进行吹炼提钒，特别适合对具有以下特定组成的低硅含钒铁水进行吹炼提钒:以待吹炼的低硅含钒铁水的总重量为基准，所述待吹炼的低硅含钒铁水中C的含量为4.1-4.6重量％，Si的含量< 0.15重量％，Mn的含量为0.2-0.5重量％，V的含量为0.25-0.35重量％。此外，所述待吹炼的低硅含钒铁水的温度优选为1280-1320°C。
[0016]从原料易得性的角度考虑，所述二氧化硅优选以石英砂的形式加入。所述石英砂是一种以S12为主要成分的硅酸盐矿物。优选地,所述石英砂中含有> 96重量％的S12,其余为Fe2O3，这样不仅有利于铁水中钒氧化率的提高，而且还能够避免在吹炼提钒过程中进一步引入不需要的杂质。
[0017]本发明对所述石英砂的粒度没有特别地限定，特别优选地，所述石英砂的粒度为l-3mm，将所述石英砂的粒度控制在上述优选的范围内不仅能够保证它们在转炉提钒过程中具有良好的熔化性能以进一步提高钒的氧化率，而且还不易飘散、便于加料。
[0018]在本发明中，所述粒度是指颗粒上的任意两个不同点之间的最大直线距离。例如，当所述颗粒为球形时，所述粒度指其直径。
[0019]本发明对所述石英砂的用量没有特别地限定，其通常应该根据所述低硅含钒铁水的用量进行选择，例如，相对于I吨的所述低硅含钒铁水，所述石英砂的用量可以为l-3kg，优选为 1.5-2.5kg。
[0020]在所述转炉提钒过程中，通常通过氧枪向转炉中吹入氧气进行吹炼。通过吹氧可以氧化所述低硅含钒铁水中的碳、钒、硅、锰等元素，去除气体及夹杂物，并使铁水均匀加热。在本发明中，所述吹氧的方式没有特别的限定，可以为本领域技术人员公知的各种吹氧方式，例如，顶吹、底吹和顶底复吹，优选为顶吹。
[0021]本发明对吹氧的条件没有特别地限定，但是从钒氧化率的提高以及吹氧成本等因素综合考虑，优选地，吹氧强度为1.8-2.2Nm3/min 铁水，吹氧时间为3-7分钟；更优选地，吹氧强度为1.9-2.1NmVrnin.t铁水，吹氧时间为4_6分钟。本说明书中所用的术语“吹氧强度”指单位时间内以每吨吹炼铁水计的吹氧量，其单位为NmVmin.t铁水。
[0022]本发明的主要改进之处在于在吹炼提钒前，往所述待吹炼的低硅含钒铁水中加入石英砂，而所述吹炼提钒的其他具体操作方式和条件均可以与现有技术相同，对此本领域技术人员公知，在此不作赘述。
[0023]以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
[0024]以下实施例和对比例中:
[0025]钒渣品位V2O5是指钒渣中V2O5的重量百分含量，其通过GB/T28293-2012《钢铁渣粉》中规定的方法进行测定。
[0026]钒的氧化率=钒渣中钒元素的总量+低硅含钒铁水中钒元素的总量X 100%。
[0027]实施例1
[0028]该实施例用于说明本发明提供的低硅含钒铁水吹炼的方法。
[0029]某厂200t提钒转炉，半钢出钢量210t。待吹炼的低硅含钒铁水具有以下成分:C:4.3重量％、S1:0.08重量％、Mn:0.25重量％、V:0.3重量％，其余为Tfe，低硅含钒铁水的温度为1280° C。石英砂含有98重量％的S12,其余为Fe2O3,且石英砂的粒度为l_3mm。将上述待吹炼的低硅含钒铁水灌入转炉中，在吹炼前，通过料仓往转炉内加入上述石英砂315kg,然后进行吹氧提银，吹氧强度为2.0NmVmin.t铁水,吹氧时间为5.5分钟,吹炼结束后进行渣铁分离，得到半钢和钒渣。钒渣品位V2O5达到了 18.26%，钒的氧化率达到了82.3%。
[0030]对比例I
[0031 ] 该对比例用于说明参比的低硅含钒铁水吹炼的方法。
[0032]按照实施例1的方法对低硅含钒铁水进行吹炼，不同的是，不加入石英砂而直接通氧气进行吹炼，吹炼过程中以及吹炼结束后渣态均非常干，吹炼结束后进行渣铁分离，得到半钢和钒渣。钒渣品位V2O5仅16.3%，钒的氧化率仅为77.8%。
[0033]实施例2
[0034]该实施例用于说明本发明提供的低硅含钒铁水吹炼的方法。
[0035]某厂200t提钒转炉，半钢出钢量215t。待吹炼的低硅含钒铁水具有以下成分:C:
4.4重量％、S1:0.14重量％、Mn:0.31重量％、V:0.34重量％，其余为Tfe，低硅含钒铁水的温度为1320°C。石英砂含有97重量％的S12,其余为Fe2O3,且石英砂的粒度为l_3mm。将上述待吹炼的低硅含钒铁水灌入转炉中，在吹炼前，通过料仓往转炉内加入上述石英砂220kg,然后进行吹氧提银，吹氧强度为2.1NmVmin.t铁水，吹氧时间为5分钟，吹炼结束后进行渣铁分离，得到半钢和钒渣。钒渣品位V2O5达到了 17.85%，钒的氧化率达到了81.43%。
[0036]实施例3
[0037]该实施例用于说明本发明提供的低硅含钒铁水吹炼的方法。
[0038]某厂200t提钒转炉，半钢出钢量208t。待吹炼的低硅含钒铁水具有以下成分:C:
4.5重量％、S1:0.06重量％、Mn:0.20重量％、V:0.25重量％，其余为Tfe，低硅含钒铁水的温度为1290°C。石英砂含有96重量％的S12,其余为Fe2O3,且石英砂的粒度为l_3mm。将上述待吹炼的低硅含钒铁水灌入转炉中，在吹炼前，通过料仓往转炉内加入上述石英砂500kg,然后进行吹氧提fL,吹氧强度为1.9Nm3/min *t铁水,吹氧时间为6分钟,吹炼结束后进行渣铁分离，得到半钢和钒渣。钒渣品位V2O5达到了 19.02%，钒的氧化率达到了 83.5%。
[0039]实施例4
[0040]该实施例用于说明本发明提供的低硅含钒铁水吹炼的方法。
[0041]按照实施例1的方法对低硅含钒铁水进行吹炼，不同的是，所用的石英砂的粒度为8-10mm，吹炼结束后进行渣铁分离，得到半钢和钒渣。钒渣品位V2O5达到了 17.65%，钒的氧化率达到了 80.6%。
[0042]从以上结果可以看出，采用本发明的方法对低硅含钒铁水进行吹炼提钒，不仅能够显著提高钒的氧化率，而且还能够改善钒渣品位，从而更有利于后续对这些钒渣进行处理而得到钒制品。此外，从实施例1与实施例4的对比可以看出，当所述二氧化硅以石英砂的形式加入，且石英砂的粒度为1_3_时，能够进一步提高铁水中钒的氧化率并改善钒渣品位。
[0043]以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0044]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行 说明。
[0045]此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
【权利要求】
1.一种低硅含钒铁水吹炼的方法，该方法包括将待吹炼的低硅含钒铁水加入转炉中进行吹炼提钒，其特征在于，在吹炼提钒前，往所述低硅含钒铁水中加入二氧化硅。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述待吹炼的低硅含钒铁水中C的含量为4.1-4.6重量％，Si的含量≤0.15重量％，Mn的含量为0.2-0.5重量％，V的含量为0.25-0.35 重量％。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述待吹炼的低硅含钒铁水的温度为1280-1320°C。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述二氧化硅以石英砂的形式加入。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述石英砂中含有≥96重量％的S12，其余为Fe2O3。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，所述石英砂的粒度为1-3mm。
7.根据权利要求4或5所述的方法，其中，相对于I吨的所述低硅含钒铁水，所述石英砂的用量为l_3kg。
8.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，所述吹炼提钒的条件包括:通过氧枪向转炉中吹入氧气进行吹炼，吹氧强度为1.8-2.2Nm3/min-t铁水，吹氧时间为3-7分钟。
【文档编号】C21C5/36GK104032067SQ201410275802
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月19日 优先权日:2014年6月19日
【发明者】梁新腾, 曾建华, 李扬洲, 龚洪君, 杨森祥, 杨晓东, 喻林, 陈均, 何为, 陈路 申请人:攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司