本发明属于钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种提钒冷却剂及其制备方法和提钒方法。
背景技术：
攀西地区具有丰富的钒钛磁铁矿资源，其保有储量占全国储量的95％以上，攀钢自产的钒钛铁精矿每年700万吨左右，其他企业生产的钒钛铁精矿也在300万吨以上。钒钛铁精矿经高炉冶炼的铁水较普通矿冶炼所产生的铁水含钒量要高，达到0.3％以上。
目前，转炉提钒的方法主要是加入提钒冷却剂，控制温度和吹炼时间来优化提钒操作。转炉提钒是一个放热过程，硅、钒、碳等元素氧化使转炉内熔池快速升温，而硅、锰的氧化发生在钒氧化之前，碳、钒的氧化温度大约在1385℃左右，要获得钒的高氧化率和收得率，在反应过程中需要通过加入提钒冷却剂来控制熔池的温度，以达到碳、钒转化的目的。
铁水的冷却主要是通过向铁水中加入冷却剂实现的，目前现有技术常用的冷却剂有普通铁矿石、废钢、氧化铁皮、冷固球团等。由于钒钛铁水中含有钛，铁水在罐内温度降低时钛会析出，与铁水中c生成高熔点物质tic粘附于铁罐壁，很难熔化，且与铁沟过渣和铁水在出铁过程中，铁水从铁沟内流入罐内过程中，铁水中的钒氧化成渣，造成粘结渣铁中钒含量高。如何利用这些含钒量高的渣铁成为本领域关注的热点。目前，关于采用铁罐内粘附的渣铁作为提钒冷却剂的技术还未见报道。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种提钒冷却剂，本发明采用渣铁作为提钒冷却剂，能够对渣铁进行有效利用。
本发明提供了一种提钒冷却剂，所述提钒冷却剂为渣铁。
在本发明中，所述渣铁为铁罐内粘附的渣铁，是在出铁过程中钒的氧化、铁沟过渣及铁水混杂粘附于罐壁形成的。在本发明中，所述渣铁的成分优选包括：
55～65wt％的铁；
15～25wt％的氧化亚铁；
3～7wt％的五氧化二钒。
在本发明中，所述铁在渣铁中的质量含量优选为58～62％，更优选为60％。
在本发明中，所述氧化亚铁在渣铁中的质量含量优选为18～22％，更优选为20％。
在本发明中，所述五氧化二钒在渣铁中的质量含量优选为4～6％，更优选为5％。
在本发明中，所述渣铁的粒度优选为5～500mm，更优选为10～400mm，更优选50～300mm，最优选为100～200mm。
在本发明中，所述提钒冷却剂的成分优选包括：
40～80wt％的tfe；
5～30wt％的feo；
0.01～0.1wt％的p；
0.01～0.1wt％的s；
1～8wt％的v2o5。
在本发明中，所述tfe在提钒冷却剂中的质量含量优选为50～70％，更优选为55～65％，最优选为60％。
在本发明中，所述feo在提钒冷却剂中的质量含量优选为10～25％，更优选为15～20％。
在本发明中，所述p在提钒冷却剂中的质量含量优选为0.02～0.08％，更优选为0.04～0.06％，最优选为0.05％。
在本发明中，所述s在提钒冷却剂中的质量含量优选为0.02～0.08％，更优选为0.04～0.06％，最优选为0.05％。
在本发明中，所述v2o5在提钒冷却剂中的质量含量优选为2～7％，更优选为3～6％，最优选为4～5％。
在本发明中，所述提钒冷却剂的粒度优选≤200mm，更优选为50～150mm，更优选为80～120mm，最优选为100mm。
本发明采用渣铁作为提钒冷却剂，渣铁中的氧化亚铁能够改善熔渣的流动性，有利于脱磷，而且还能够降低铁水的温度，将其用于铁水中具有较好的提钒效果；同时本发明还能够使渣铁中的钒资源被回收利用，具有较好的经济效益。
本发明提供了一种提钒冷却剂的制备方法，所述提钒冷却剂以渣铁为原料制得。
在本发明中，所述渣铁与上述技术方案所述渣铁一致，在此不再赘述。
在本发明中，所述提钒冷却剂的制备方法优选为：
将渣铁进行破碎、筛分和磁选，得到提钒冷却剂。
本发明对所述破碎的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的破碎方法进行破碎即可。在本发明中，所述破碎优选在破碎机中进行。
在本发明中，所述筛分优选获得粒度为≤200mm的渣铁，更优选获得粒度为50～150mm的渣铁，更优选为80～120mm，最优选为100mm。
本发明对所述磁选的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的用于含铁物料的磁选技术方案即可。在本发明中，所述磁选优选获得铁含量为60～80％的渣铁，更优选为65～75％，最优选为70％。
本发明以铁罐内粘附的渣铁为主要原料制备提钒冷却剂，通过对渣铁进行破碎、筛分和磁选，获得不同含铁量的提钒冷却剂。本发明只采用渣铁为原料即可获得提钒冷却剂，不需采用其他原料进行复配制备球团作为提钒冷却剂，本发明提供的提钒冷却剂制备工艺方法简单，而且获得的提钒冷却剂具有较好的提钒效果。
本发明提供了一种提钒方法，包括：
对铁水供氧完成后向铁水中加入提钒冷却剂。
在本发明中，所述铁水的成分优选为：
4.2～4.5wt％的c；
0.2～0.4wt％的v；
0.06～0.075wt％的s；
0.15～0.25wt％的ti；
0.06～0.08wt％的p；
余量为fe。
在本发明中，所述c的质量含量优选为4.3～4.4％，更优选为4.33～4.37％；所述v的质量含量优选为0.3～0.35％，更优选为0.32～0.33％；所述s的质量含量优选为0.065～0.07％，更优选为0.066～0.068％；所述ti的质量含量优选为0.18～0.22％，更优选为0.20～0.21％；所述p的质量含量优选为0.065～0.075％，更优选为0.07％。
本发明提供的提钒冷却剂优选用于对上述成分的铁水进行提钒，能够获得较好的提钒效果。
本发明通过对铁水供氧来控制炉内铁水的温度，所述供氧优选采用氧枪供氧，所述供氧的压力优选为0.55～0.85mpa，更优选为0.6～0.8mpa，最优选为0.65～0.75mpa；所述供氧量优选为1.5～5m3/t铁.min，更优选为2～4m3/t铁.min，最优选为2.5～3.5m3/t铁.min；所述供氧时间优选为240～450s，更优选为
300～400s，最优选为340～360s。
本发明优选采用上述供氧工艺参数来控制铁水温度，上述供氧工艺能够较好的控制铁水温度，更好的发挥提钒冷却剂的提钒冷却效果。
在本发明中，所述提钒冷却剂与上述技术方案所述的提钒冷却剂一致，在此不再赘述。在本发明中，所述提钒冷却剂的加入量优选为15～40kg/t铁，更优选为20～35kg/t铁，最优选为25～30kg/t铁。本发明优选加入上述用量的提钒冷却剂，能够获得更好的提钒效果。
在本发明中，所述铁水温度或供氧后的铁水温度为1290～1305℃时，优选为1295～1300℃时，所述提钒冷却剂一次性全部加入，所述提钒冷却剂优选在供氧完成后2.5～3.5min内全部加入到铁水中，更优选为2.8～3.2min内全部加入到铁水中，最优选为3min内全部加入铁水中。当铁水温度较低时，本发明优选将提钒冷却剂一次性全部加入，能够获得较好的提钒效果。
在本发明中，所述铁水温度为1315～1325℃时，更优选为1320℃时，所述提钒冷却剂分两次加入，优选先向铁水中加入提钒冷却剂总质量的25～35％的提钒冷却剂，然后对铁水进行供氧，待供氧完成后的1.5～2.5分钟内再将剩余的提钒冷却剂加入到铁水中。当铁水温度较高时，本发明优选分两次加入提钒冷却剂，能够获得较好的提钒效果。
在本发明中，优选先向铁水中加入提钒冷却剂总质量的28～32％的提钒冷却剂，更优选为30％的提钒冷却剂。在本发明中，优选待供氧完成后的1.8～2.2分钟内再将剩余的提钒冷却剂加入到铁水中，更优选为2分钟内再将剩余的提钒冷却剂加入到铁水中。
本发明优选通过对提钒工艺参数的优化并结合使用上述技术方案所述的提钒冷却剂对上述成分的铁水进行提钒冷却，能够获得较好的提钒效果。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员经改进或润饰的所有其它实例，都属于本发明保护的范围。
本发明以下实施例所采用的渣铁为在出铁过程中钒的氧化、铁沟过渣及铁水混杂粘附于罐壁形成的铁罐内粘附的渣铁，成分包括：60wt％的铁；20wt％的氧化亚铁；5wt％的五氧化二钒。
实施例1
将渣铁进行破碎和筛分，得到粒度为80～120mm的渣铁颗粒；
将渣铁颗粒磁选进行铁含量筛选，得到提钒冷却剂。
本发明实施例1制备得到的提钒冷却剂的成分包括：80wt％的tfe，25wt％的feo，0.035wt％的p、0.037wt％的s、2.5wt％的v2o5。
将本发明实施例1制备得到的提钒冷却剂分两次加入到铁水中，总加入量为20kg/t铁，先加入7kg/t铁的提钒冷却剂，加入时铁水的温度为1320℃，铁水的成分为：4.32wt％的c，0.321wt％的v，0.065wt％的s，0.21wt％的ti，0.075wt％的p，余量为fe；然后对铁水进行吹氧供氧，供氧的压力为0.7mpa，供氧量为2m3/t钢，供氧时间为350s；供氧完成后将剩余的13kg/t钢提钒冷却剂在2min内全部加入铁水中。
冶炼完毕后，检测获得的半钢成分为：3.65wt％的c，0.028wt％的v，0.066wt％的s，0.20wt％的ti，0.077wt％的p，余量为fe。检测得到的钒渣成分包括：17.01wt％的v2o5，31.5wt％的tfe，1.81wt％的cao，14.57wt％的sio2。本发明实施例1制备得到的提钒冷却剂具有良好的提钒效果。
实施例2
将渣铁进行破碎和筛分，得到粒度为80～120mm的渣铁颗粒；
将渣铁颗粒磁选进行铁含量筛选，得到提钒冷却剂。
本发明实施例2制备得到的提钒冷却剂的成分包括：60wt％的tfe，20wt％的feo，0.032wt％的p、0.042wt％的s、3.5wt％的v2o5。
将本发明实施例2制备得到的提钒冷却剂一次性加入到铁水中，加入量为25kg/t铁，加入时铁水的温度为1301℃，铁水的成分为：4.26wt％的c，0.313wt％的v，0.075wt％的s，0.18wt％的ti，0.081wt％的p，余量为fe；对铁水进行吹氧供氧，供氧的压力为0.7mpa，供氧量为2.3m3/t钢.min，供氧时间为330s；供氧完成后将25kg/t钢提钒冷却剂在3min内全部加入铁水中。
冶炼完毕后，检测获得的半钢成分为：3.57wt％的c，0.029wt％的v，0.065wt％的s，0.18wt％的ti，0.082wt％的p，余量为fe。检测得到的钒渣成分包括：17.31wt％的v2o5，30.8wt％的tfe，1.75wt％的cao，15.13wt％的sio2。本发明实施例2制备得到的提钒冷却剂具有良好的提钒效果。
实施例3
将渣铁进行破碎和筛分，得到粒度为80～120mm的渣铁颗粒；
将渣铁颗粒磁选进行铁含量筛选，得到提钒冷却剂。
本发明实施例3制备得到的提钒冷却剂的成分包括：40wt％的tfe，13wt％的feo，0.023wt％的p、0.045wt％的s、4.1wt％的v2o5。
将本发明实施例3制备得到的提钒冷却剂一次性加入到铁水中，加入量为30kg/t铁，加入时铁水的温度为1295℃，铁水的成分为：4.22wt％的c，0.323wt％的v，0.091wt％的s，0.17wt％的ti，0.062wt％的p，余量为fe；对铁水进行吹氧供氧，供氧的压力为0.7mpa，供氧量为2.4m3/t钢.min，供氧时间为320s；供氧完成后将30kg/t钢提钒冷却剂在3min内全部加入铁水中。
冶炼完毕后，检测获得的半钢成分为：3.61wt％的c，0.028wt％的v，0.088wt％的s，0.18wt％的ti，0.063wt％的p，余量为fe。检测得到的钒渣成分包括：17.35wt％的v2o5，29.87wt％的tfe，1.64wt％的cao，14.82wt％的sio2。本发明实施例3制备得到的提钒冷却剂具有良好的提钒效果。
由以上实施例可知，本发明提供了一种提钒冷却剂，所述提钒冷却剂为渣铁。本发明采用渣铁作为提钒冷却剂，渣铁中的氧化亚铁能够改善熔渣的流动性，有利于脱磷，而且还能够降低铁水的温度，本发明提供的提钒冷却剂用于铁水中具有良好的提钒效果；同时本发明还能够使渣铁中的钒资源被回收利用，具有较好的经济效益。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。