本发明属于炼钢技术领域，特别涉及一种含钒半钢转炉冶炼采用钒渣进行钒合金化的方法。
背景技术：
目前，为达到高强度钢种的要求，钢铁企业在冶炼过程中通常采用在钢中添加V及Ti、Nb等元素进行微合金化的生产方法，起到沉淀强化和抑制晶粒长大的作用，从而显著提高钢的力学性能。
转炉出钢过程中将含钒合金加入钢包内进行微合金化，此方法具有用量少、吸收率稳定的优势，但由于铁合金价格昂贵，使高强度钢种的生产成本居高不下，影响了产品的市场竞争力。攀钢具有得天独厚的钒钛资源优势，铁水中含有丰富的V元素，钒含量可达0.20％-0.40％，同时在转炉提钒过程产生的炉渣中含[V]的氧化物含量较高，其中V2O5的含量5％-25％，是生产钒合金的主要原料，价格低廉，因此使用价格低廉的钒渣进行合金化生产含钒高强度钢种，能显著降低炼钢成本，提高企业市场竞争力。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种在转炉中利用钒渣进行钒合金化炼钢方法，从而以价格低廉的钒渣部分或全部替代含钒铁合金，生产出低成本高强度钢种。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是提供了一种含钒半钢转炉冶炼采用钒渣进行钒合金化的方法，该方法包括以下步骤：
A、将钒渣破碎成5～15mm粒度的碎块，然后将碎块放入转炉炉料仓内备用；
B、在转炉出钢前进行钒渣合金化：钢包到位后开始钢包底吹氩30～60s，吹氩强度控制在1～3L/Min·t钢，根据转炉终点成份分析结果，将步骤A所得钒渣碎块加入钢包内并开始出钢，出钢过程全程吹氩，吹氩时间3～10min，吹氩强度控制在1～5L/Min·t钢；
或者，在转炉出钢过程中进行钒渣合金化：钢包到位后开始钢包底吹氩30～60s，吹氩强度控制在1～3L/Min·t钢，之后开始出钢，出钢过程全程吹氩，吹氩时间3～10min，吹氩强度控制在1～5L/Min·t钢，根据转炉终点成份分析结果，钢包中钢水量占总重量的5～10％时将步骤A所得钒渣碎块加入钢包内；
C、转炉出钢过程中，根据转炉终点成份分析结果，加入脱氧剂与目标钢种的其他合金成分；
D、出钢结束时控制钢包渣厚≤80mm，并在渣面加入石灰和萤石；
其中，步骤B中，所述钒渣碎块的加入量Q(kg)按以下公式计算得到：
其中，V2为钢种V含量目标值；V1为转炉残V含量；M为钢水量；n为钒元素回收率，取值为0.90～0.95；Y为钒渣V含量。
其中，上述方法中，含钒半钢转炉冶炼采用钒渣进行钒合金化的增钒量为0.010～0.30％。
其中，上述方法中，步骤A中，所述钒渣的V2O5质量含量为5％～25％。
其中，上述方法中，步骤C中，所述脱氧剂为铝铁、硅铁或硅钙钡中的至少一种。
其中，上述方法中，步骤C中，所述脱氧剂的加入量为5～20kg/吨钢。
其中，上述方法中，步骤D中，所述石灰的加入量为2～5kg/吨钢；所述萤石的加入量为0.2～0.5kg/吨钢。
本发明的有益效果：
本发明方法以钒含量较高的钒渣为原料，在转炉出钢前或出钢过程中进行进行钒合金化，利用价格低廉的钒渣部分或全部替代了含钒铁合金，显著降低了含钒高强度钢种生产；钒渣只需经过简单的破碎过程，不再进行磁选、造球或其它加工工序，因而可以进一步降低生产成本；采用本发明方法生产的含钒高强度钢种，钒的收得率稳定，工艺流程短，成本低廉，所得钢种化学成分和性能指标完全可以达到相关标准要求，为含钒钢种的生产提供了一条更经济的途径。
具体实施方式
具体的，一种含钒半钢转炉冶炼采用钒渣进行钒合金化的方法，该方法包括以下步骤：
A、将钒渣破碎成5～15mm粒度的碎块，然后将碎块放入转炉炉料仓内备用；
B、在转炉出钢前进行钒渣合金化：钢包到位后开始钢包底吹氩30～60s，吹氩强度控制在1～3L/Min·t钢，根据转炉终点成份分析结果，将步骤A所得钒渣碎块加入钢包内并开始出钢，出钢过程全程吹氩，吹氩时间3～10min，吹氩强度控制在1～5L/Min·t钢；
或者，在转炉出钢过程中进行钒渣合金化：钢包到位后开始钢包底吹氩30～60s，吹氩强度控制在1～3L/Min·t钢，之后开始出钢，出钢过程全程吹氩，吹氩时间3-10min，吹氩强度控制在1～5L/Min·t钢，根据转炉终点成份分析结果，钢包中钢水量占总重量的5～10％时将步骤A所得钒渣碎块加入钢包内；
C、转炉出钢过程中，根据转炉终点成份分析结果，加入脱氧剂与目标钢种的其他合金成分；
D、出钢结束时控制钢包渣厚≤80mm，并在渣面加入石灰和萤石；
其中，步骤B中，所述钒渣碎块的加入量Q(kg)按以下公式计算得到：其中，V2为钢种V含量目标值；V1为转炉残V含量；M为钢水量；n为钒元素回收率，取值为0.90～0.95；Y为钒渣V含量。
发明人在试验中发现：在转炉出钢前或出钢过程中加入炉渣的量对钢水温度有一定影响，进而影响合金化质量，同时考虑增钒量过大而影响钢水成分均匀性的因素，含钒半钢转炉冶炼采用钒渣进行钒合金化的增钒量为0.010～0.30％。
本发明方法所采用的钒渣的V2O5含量一般为5％～25％，将钒渣的V2O5含量乘以0.56即得该钒渣的V含量为2.8％～14％。
本发明方法中吹氩结束，开始出钢，并在出钢过程中加入脱氧剂与目标钢种的其他合金成分；所述脱氧剂为铝铁、硅铁或硅钙钡中的至少一种，其加入量为5～20kg/吨钢。
本发明方法步骤D中，所述加入量为2～5kg/吨钢的石灰和0.2～0.5kg/吨钢的萤石，以调整渣系、控制碱度]，获得合格钢种。
以下通过实施例对本发明进行更详细的说明，本发明的保护范围并不局限与此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或者替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
实施例1
本实施例目标钢种为HRB400，其成品V含量要求为0.045～0.060％，使用V2O5含量为17％的钒渣进行合金化；具体操作如下：
A、将上述钒渣破碎成5～15mm粒度的碎块，然后将碎块放入转炉炉料仓内备用；
B、转炉出钢前，钢包到位后，开始钢包底吹氩50s，吹氩强度控制在1.5L/Min·t钢，根据转炉终点成份分析结果，转炉钢水终点余钒0.005％，按照吨钢钒渣加入量公式计算，使用此品位的含钒渣增钒0.05％时的用量为5.78kg/吨钢，将钒渣加入钢包内并开始出钢，出钢过程全程吹氩，吹氩时间5in，吹氩强度控制在3L/Min·t钢；
C、根据转炉终点成份分析结果，并在出钢过程中加入硅铁与目标钢种的其他合金成分，其中硅铁的其加入量为10kg/吨钢；
D、出钢结束时控制钢包渣厚60mm，并在渣面加入石灰4kg/吨钢，萤石0.2kg/吨钢；
按照上述方法生产的产品取样，所得钢种的V含量为0.055％。
实施例2
本实施例目标钢种为HRB400，其成品V含量要求为0.030～0.060％，使用V2O5含量为12％的钒渣进行合金化；具体操作如下：
A、将上述钒渣破碎成mm粒度的碎块，然后将碎块放入转炉炉料仓内备用；
B、转炉出钢前，钢包到位后，开始钢包底吹氩60s，吹氩强度控制在3L/Min·t钢，根据转炉终点成份分析结果，转炉钢水终点余钒0.005％，按照吨钢钒渣加入量公式计算，使用此品位的钒渣增钒0.045％时的用量为7.36kg/吨钢，将钒渣加入钢包内并开始出钢，出钢过程全程吹氩，吹氩时间4.5min，吹氩强度控制在2.5L/Min·t钢；
C、根据转炉终点成份分析结果，并在出钢过程中加入硅铁与目标钢种的其他合金成分，其中硅铁的其加入量为10kg/吨钢；
D、出钢结束时控制钢包渣厚60mm，并在渣面加入石灰4kg/吨钢，萤石0.2kg/吨钢；
按照上述方法生产的产品取样，所得钢种的V含量为0.050％。
实施例3
本实施例目标钢种为HRB400，其成品V含量要求为0.030～0.060％，使用V2O5含量为12％的钒渣进行合金化；具体操作如下：
A、将上述钒渣破碎成10mm粒度的碎块，然后将碎块放入转炉炉料仓内备用；
B、转炉出钢过程中进行钒渣合金化：钢包到位后开始钢包底吹氩60s，吹氩强度控制在1L/Min·t钢，之后开始出钢，出钢过程全程吹氩，吹氩时间6min，吹氩强度控制在3L/Min·t钢，根据转炉终点成份分析结果，转炉钢水终点余钒0.005％，按照吨钢钒渣加入量公式计算，使用此品位的钒渣增钒0.045％时的用量为7.36kg/吨钢，钢包中钢水量占总重量的8％时将钒渣加入钢包内；
C、根据转炉终点成份分析结果，并在出钢过程中加入硅铁与目标钢种的其他合金成分，其中硅铁的其加入量为10kg/吨钢；
D、出钢结束时控制钢包渣厚60mm，并在渣面加入石灰4kg/吨钢，萤石0.2kg/吨钢；
按照上述方法生产的产品取样，所得钢种的V含量为0.050％。
由实施例1～3可知，本发明方法以钒含量较高的钒渣为原料，在转炉出钢前或出钢过程中进行钒合金化，利用价格低廉的钒渣部分或全部替代了含钒铁合金，显著降低了含钒高强度钢种生产；钒渣只需经过简单的破碎过程，不再进行磁选、造球或其它加工工序，因而可以进一步降低生产成本；采用本发明方法生产的含钒高强度钢种，钒的收得率稳定、工艺流程短、节约成本，为含钒钢种的生产提供了一条更经济的途径。