本发明涉及冶金
技术领域：
，尤其涉及一种提炼钒渣的铁水包及制备钒渣的方法。
背景技术：
：钒钛磁铁矿是铁、钒、钛等多种有价元素共生的复合矿，我国钒钛磁铁矿含量丰富，主要分布在承德、攀西和马鞍山等地区，所以当地的钢铁厂一般采用钒钛磁铁矿进行冶炼。钒钛磁铁矿高炉冶炼出的铁水钒含量高，而钒是一种重要的资源，为了保证钒资源的有效提取利用，因此铁水炼钢前必须提钒，制取钒渣。所谓提钒就是利用选择性氧化的原理，将铁水中的钒氧化成高价稳定的钒氧化物来制取钒渣的一种物理化学反应过程。得到的钒渣可以作为生产钒产品的主要化工原料。目前，含钒铁水进行炼钢生产时，需要将含钒铁水先进行转炉提矾处理，产生的钒渣留在提钒包底倒出，转炉提钒后的半钢倒入周转包中，然后转入炼钢炉进行炼钢。与采用普通铁水作为炼钢原料的传统炼钢工艺流程相比，多了转炉提钒工艺，因此，增加了一台转炉用于提钒和一个从提钒转炉到炼钢转炉的周转包，以及增加了相应操作所占用的时间，降低了炼钢效率。而且，现有的提矾工艺还存在钒的回收率不高的问题，因此，寻找一种可以提高炼钢效率的同时还能提高钛磁铁矿中钒的回收率，实现钒钛磁铁矿资源利用的最大化和高效化的制备钒渣的方法，具有十分重要的意义。技术实现要素：针对现有提矾工艺会降低炼钢效率以及钒回收率低的问题，本发明提供一种提炼钒渣的铁水包及制备钒渣的方法。为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：在所述铁水包底圆上设置透气砖，用于底部吹入氮氧混合气；在铁水包上方设置伸入所述铁水包的搅拌头，用于对铁水包内的含钒铁水进行搅拌。本发明提供的铁水包，可实现在铁水包内提炼钒渣，通过底部的透气砖通入氮氧混合气体，配合内部设置的搅拌头进行搅拌，可达到提高钒的氧化率的目的。含钒铁水内部采用搅拌头搅拌可弥补底部透气砖吹气搅拌强度不足的缺陷，可以使气体的搅拌效果更剧烈，气体分布更均匀，可避免铁水表面渣子过多或铁水表面由于降温凝壳造成的氧气不能和铁水充分反应问题的出现；通过铁水包底部设置的耐火砖对钒铁水进行氮氧气体混合共吹，可实现对含钒铁水内部的大流量吹气，使氧化更充分，提高氧气的利用度，加快钒渣的生成速率，同时氮气还具有降温作用，可防止铁水升温过快，采用氮氧混合气体共吹既可达到剧烈搅拌的效果，又不会使含钒铁水升温过快，提高了钒的回收率。利用本发明提供的铁水包提炼钒渣，可省去转炉提炼钒渣的步骤，减少一台转炉，简化了生产工艺，减少了劳动量，节约了设备费用，有效地提高了生产效率和降低了钒流失。优选的，所述透气砖设置2块以上，且每块透气砖的圆心设置在所述铁水包底圆的同一圆周上。优选的，所述透气砖的圆心与所述铁水包底圆圆心之间的间距为所述铁水包底圆半径的1/3～2/3。优选的，所述透气砖的直径为所述铁水包底圆半径的1/4。优选的，所述透气砖设置2个，且两个所述透气砖的圆心所跨的弧度为45～180°。本发明中透气砖的材质没有特别的要求，可以采用本领域常用的底吹用透气砖，透气砖的个数至少设置为2个，个数越多达到的效果越好，但是从节省费用成本以及安全角度考虑，在保证可达到半钢中余钒含量≤0.043％的前提下，将透气砖设置为2个。优选的透气砖的设置方式，可以增大气体的搅拌面积，使气体分布更均匀，更有利于钒的氧化，使更多的钒元素进入钒渣中，提高钒的回收率，实现钒钛磁铁矿资源利用的最大化和高效化。优选的，所述搅拌头为倒y形结构，顶部与电机或液压缸的输出端连接；所述电机或液压缸设置在支架上。优选的，所述搅拌头的端部与铁水包底部的距离为所述含钒铁水深度的2/5～3/5。本发明中对搅拌头插入含钒铁水中的位置没有特殊要求，只要保证搅拌头的端部与铁水包底部的距离为含钒铁水深度的2/5～3/5即可。搅拌头选择倒y形结构，可以产生较大的搅拌漩涡，且控制搅拌头在含钒铁水深度的2/5～3/5的位置处进行搅拌，可以使气体的搅拌效果更加剧烈，使氮氧混合气体充分与铁水接触，弥补底部透气砖吹气搅拌强度不足的缺陷，使钒充分氧化。本发明还提供一种从含钒铁水制备钒渣的方法，包括以下步骤：用上述铁水包盛接含钒铁水，并控制含钒铁水的温度≤1410℃；从铁水包底部吹入氮氧混合气、同时开动伸入所述铁水包内的搅拌头，对所述含钒铁水进行吹炼；吹炼1～2min后，向所述铁水包中加入含铁氧化物物料，继续吹炼2～3min；吹炼结束后，将含钒铁水表面的钒渣清除、收集。通过底部的透气砖通入氮氧混合气体和内部设置的搅拌头，提高了钒的回收率，提钒后获得的半钢的余钒含量≤0.043％，较好地实现了提钒的目的。优选的，底部吹入氮氧混合气的压力为0.5～0.8mpa，流量为200～1000nm3/h。优选的，所述搅拌头的搅拌速率为60～80r/min。优选的，所述氮氧混合气体中氮气和氧气的瞬时流量比为1.2～1.3:1。采用氮氧混合气体，可实现在含钒铁水内大流量通入含氧气体的目的，大流量通入的气体可起到剧烈搅拌的作用，提高钒的氧化效率，同时，由于通入的气体中还含有氮气，氮气具有降温作用，可防止大流量通入氧气导致含钒铁水升温过快问题的出现。以所述优选的方式控制搅拌头的搅拌速率、氮氧混合气体的流量以及氮氧混合气体中氮气和氧气的比例，可以更加精确地控制半钢成分和温度。吹炼时间控制为3～5min，以及吹炼过程控制含钒铁水的温度≤1410℃，有利于钒氧化，可以使含钒铁水中更多的钒被氧化进入到钒渣中，提高钒的氧化率。优选的，所述含铁氧化物物料的用量为5～12kg/t含钒铁水。含钒铁水中钛、硅、钒、锰、铬、碳、铁等氧化时要放出大量的热，使温度迅速上升，故当温度过高时，铁水中碳大量氧化而抑制钒的氧化，因此要加入含铁氧化物物料降温来保证钒的高效氧化。在本发明中，对所述含铁氧化物物料的种类及加入方式没有特别的要求，可以采用本领域常用的含铁氧化物物料并采用常规方式加入，只要所述含铁氧化物物料的用量在上述范围内即可，例如，可以使用氧化铁皮、铁矿或烧结球团矿作为含铁氧化物物料。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。为了更好的说明本发明，下面通过实施例做进一步的举例说明。实施例1本发明实施例提供一种从含钒铁水制备钒渣的方法，包括以下步骤：本发明实施例是在铁水容量为120t的铁水包中实施的，钢包中铁水深度为2m。将含钒铁水在铁水包中进行吹炼，吹炼时通过设置在铁水包底座的2个透气砖吹入氮氧混合气，同时开动伸入所述铁水包内的搅拌头，调节搅拌头的搅拌转速为70r/min，对所述含钒铁水进行吹炼，吹炼2min后，向所述铁水包中加入铁皮球，加入量为8kg/t含钒铁水，继续吹炼3min，吹炼结束后，将含钒铁水表面的钒渣清除、收集。透气砖的位置设置为：两透气砖底圆的圆心设置于同一圆周上，透气砖底圆的圆心与铁水包底圆圆心之间的距离为铁水包底圆半径的1/2，两透气砖底圆圆心所跨的弧度为45°。搅拌头为倒y形结构，顶部与电机或液压缸的输出端连接；所述电机或液压缸设置在支架上，所述搅拌头的端部与铁水包底部的距离为含钒铁水深度的2/5。其中，底吹氮氧混合气的压力为0.7mpa，流量为800nm3/h，氮氧混合气体中氮气和氧气的瞬时流量比为1.25:1；整个吹炼过程控制含钒铁水温度≤1410℃。实施例2本发明实施例提供一种从含钒铁水制备钒渣的方法，包括以下步骤：本发明实施例是在铁水容量为120t的铁水包中实施的，钢包中铁水深度为2m。将含钒铁水在铁水包中进行吹炼，吹炼时通过设置在铁水包底座的2个透气砖吹入氮氧混合气，同时开动伸入所述铁水包内的搅拌头，调节搅拌头的搅拌转速为60r/min，对所述含钒铁水进行吹炼，吹炼1min后，向所述铁水包中加入铁矿，加入量为5kg/t含钒铁水，继续吹炼3min，吹炼结束后，将含钒铁水表面的钒渣清除、收集。透气砖的位置设置为：两透气砖底圆的圆心设置于同一圆周上，透气砖底圆的圆心与铁水包底圆圆心之间的距离为铁水包底圆半径的1/2，两透气砖底圆圆心所跨的弧度为180°。搅拌头为倒y形结构，顶部与电机或液压缸的输出端连接；所述电机或液压缸设置在支架上，所述搅拌头的端部与铁水包底部的距离为含钒铁水深度的3/5。其中，底吹氮氧混合气的压力为0.5mpa，流量为200nm3/h，氮氧混合气体中氮气和氧气的瞬时流量比为1.22:1；整个吹炼过程控制含钒铁水温度≤1410℃。实施例3本发明实施例提供一种从含钒铁水制备钒渣的方法，包括以下步骤：本发明实施例是在铁水容量为120t的铁水包中实施的，钢包中铁水深度为2m。将含钒铁水在铁水包中进行吹炼，吹炼时通过设置在铁水包底座的2个透气砖吹入氮氧混合气，同时开动伸入所述铁水包内的搅拌头，调节搅拌头的搅拌转速为80r/min，对所述含钒铁水进行吹炼，吹炼2min后，向所述铁水包中加入铁皮球，加入量为12kg/t含钒铁水，继续吹炼2min，吹炼结束后，将含钒铁水表面的钒渣清除、收集。透气砖的位置设置为：两透气砖底圆的圆心设置于同一圆周上，透气砖底圆的圆心与铁水包底圆圆心之间的距离为铁水包底圆半径的1/3，两透气砖底圆圆心所跨的弧度为122°。搅拌头为倒y形结构，顶部与电机或液压缸的输出端连接；所述电机或液压缸设置在支架上，所述搅拌头的端部与铁水包底部的距离为含钒铁水深度的1/2。其中，氮氧混合气的压力为0.6mpa，流量为500nm3/h，氮氧混合气体中氮气和氧气的瞬时流量比为1.3:1；整个吹炼过程控制含钒铁水温度≤1410℃。实施例4本发明实施例提供一种从含钒铁水制备钒渣的方法，包括以下步骤：本发明实施例是在铁水容量为120t的铁水包中实施的，钢包中铁水深度为2m。将含钒铁水在铁水包中进行吹炼，吹炼时通过设置在铁水包底座的2个透气砖吹入氮氧混合气，同时开动伸入所述铁水包内的搅拌头，调节搅拌头的搅拌转速为75r/min，对所述含钒铁水进行吹炼，吹炼1min后，向所述铁水包中加入铁矿，加入量为10kg/t含钒铁水，继续吹炼2min，吹炼结束后，将含钒铁水表面的钒渣清除、收集。透气砖的位置设置为：两透气砖底圆的圆心设置于同一圆周上，透气砖底圆的圆心与铁水包底圆圆心之间的距离为铁水包底圆半径的2/3，两透气砖底圆圆心所跨的弧度为90°。搅拌头为倒y形结构，顶部与电机或液压缸的输出端连接；所述电机或液压缸设置在支架上，所述搅拌头的端部与铁水包底部的距离为含钒铁水深度的2/5。其中，底吹氮氧混合气的压力为0.8mpa，流量为1000nm3/h，氮氧混合气体中氮气和氧气的瞬时流量比为1.2:1，整个吹炼过程控制含钒铁水温度≤1410℃。本发明中铁水包底部还可设置2块以上的透气砖，如设置3块透气砖，每两个透气砖底圆圆心所跨的弧度为120°，或者设置4块透气砖，每两个透气砖底圆圆心所跨的弧度为90°，均可实现使半钢中余钒含量≤0.043％的目的。实施例1-4吹炼后得到的铁水中的余钒含量和钒渣中的tfe含量结果如表1所示。表1余钒含量/wt％钒渣中tfe含量/wt％实施例10.03730.5实施例20.04222.4实施例30.04131.7实施例40.04326.2从表1所示的结果可以看出，采用本发明的方法能够有效降低半钢中余钒含量。本方法提供的从含钒铁水中制备钒渣的方法，可省去转炉提炼钒渣的工艺，让富余出的转炉炼钢，提高生产率和节约设备费用；该方法提钒效果较好，钒渣生成快，铁水中余钒含量≤0.043％，可有效提高国内企业的市场竞争力，具有广阔的应用前景。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12