本发明属于冶金和矿物工程，涉及一种钒钛磁铁矿还原物料电炉熔分和转炉吹钒及精炼工艺。
背景技术：
1、在钢铁冶炼工艺中，铁水需要经过转炉进行炼钢，转炉通过往铁水内吹入氩气、氧气使铁水进行精炼，转炉的炉体安放在一个可以前后倾翻的托圈上，由销钉进行固定。在炉子的底侧部装有向熔池水平方向吹入气体的喷枪，喷枪的数量根据炉子的吨位而有所不同，一般为2～3支。喷枪延长线的会合点与炉子的竖轴重合。喷枪由内铜质管及外不锈钢管两层组成，内管导入主吹炼气体（由ar-o2或ar-n2组成），在内管与外管之间的环形缝隙导入常温的ar、n2或空气，常温气体可起冷却作用以保护喷枪。喷枪是消耗式的，在筑炉时埋入炉体的耐火材料层内，并在冶炼过程中与炉衬同步进行烧损。吹入的氧气主要用于氧化铁水中的碳并使其升温，吹入的氩气主要是对铁水进行强对流搅拌，还有生产高氮合金时可以吹氮进行合金化。
2、转炉炉体用镁钙砖或者铬镁砖进行砌筑；喷枪周围采用质量更高的电熔铬镁砖砌筑，以承受高温及钢液冲刷。可移式炉帽用铬镁砖或铝镁砖砌筑，也可以用耐热混凝土进行浇灌。转炉炉膛的尺寸比例大致是：熔池深度:炉膛直径:炉膛总高为1:2:3。炉子在前倾一定角度的情况下，由铁水包向炉内倒入铁水，此时气体喷枪处于钢液面以上；当炉子恢复到直立位置时，喷枪没入到铁水深处，开始吹气精炼。精炼完成后，仍经炉帽进行出钢。
3、在钒钛磁铁矿采用回转窑直接还原-熔分电炉-转炉吹钒-转炉精炼-连铸的工艺中，钒钛磁铁矿经回转窑直接还原生产金属化物料，金属化物料加入到电炉中进行熔分，电炉生产的含钒铁水通过铁水包加入到吹钒转炉中，通过吹氧冶炼对铁水进行吹钒，吹钒后得到的半钢水再加入到精炼转炉中进行精炼，得到的钢水最后通过连铸机生产钢坯。
4、在吹钒转炉的冶炼中，将含钒铁水倒入到吹钒转炉中后，再将o2从顶部吹入到含钒铁水中，通过o2氧化铁水中的金属钒，可使铁水中的金属钒得到氧化，同时含钒铁水脱钒后得到半钢水。吹钒转炉吹钒后得到的钒渣漂浮在半钢水的表面，通过对吹钒转炉进行扒渣，实现钒渣与半钢水的分离。
5、在精炼转炉的冶炼中，将半钢水倒入到精炼转炉中，再将o2-n2从底部吹入到半钢水中，将o2从顶部吹入到含钒铁水中，通过o2氧化钢水中的金属钒及n2的搅拌作用，可使铁水中的c、si、mn得到氧化，铁水中的s得到去除，同时半钢水在脱除c、si、mn、s后得到钢水。精炼转炉吹氧后得到的钢渣漂浮在钢水的表面，通过对精炼转炉进行扒渣，实现钢渣与钢水的分离。
6、本发明所用的钒钛磁铁矿还原物料中，铁的金属化率为85-90%，由于还原物料的金属化率不高，物料中含有10-15%的feo，feo在熔分电炉内深度还原过程中容易与sio2结合生成低熔点的硅酸铁，硅酸铁的生成使钛渣中feo和v2o5含量高、含钒铁水中金属钒含量低。
7、从以上生产工艺可以看出，在含钒铁水冶炼过程中，转炉吹钒和转炉精炼在两台转炉中进行，在吹钒和精炼过程中存在着许多相同的生产过程，同时半钢水在生产中需要进行中间转运，生产工艺复杂，所需的生产设备也较多，给炼钢的生产组织带来一定的困难。
技术实现思路
1、本发明针对钒钛磁铁矿还原物料电炉熔分和转炉吹钒及精炼中存在的钛渣中feo和v2o5含量高、含钒铁水中金属钒含量低，以及吹钒采用吹钒转炉、精炼采用精炼转炉的较长流程情况，提出了一种钒钛磁铁矿还原物料电炉熔分和转炉吹钒及精炼工艺，采用的生产工艺如下：
2、1）在钒钛磁铁矿还原物料中，铁的金属化率为85-90%，钒的金属化率为10-20%。当钒钛磁铁矿还原物料、还原剂、生石灰按重量比100：4-6：3-4经配料及混合后加入到熔分电炉中后，混合物料在电弧加热及升温过程中，当温度达到1250-1350℃时进行feo和v2o5的深度还原，还原剂采用活性较高的兰炭，钒钛磁铁矿还原物料经过30-40min的升温及还原，可使还原物料中feo和v2o5得到深度还原。深度还原后的物料在继续加热升温过程中，物料逐渐熔化，并在物料熔化过程中，熔液中的金属铁和钒与钛渣根据密度的不同进行分离，经过15-20min的渣铁分离，在熔池的上部得到钛渣，在熔池的底部得到含钒铁水。钛渣从熔分电炉中排出后接入到渣盘中，渣盘中的钛渣再经过干式冷却后，可得到ti2o5含量在50%以上的中品位钛渣。
3、2）将含钒铁水加入到aod转炉中，将o2从aod转炉的顶部吹入到含钒铁水中，通过o2氧化铁水中的金属钒，可使铁水中的金属钒得到充分氧化，同时含钒铁水脱钒后得到半钢水，aod转炉吹钒后得到的钒渣漂浮在半钢水的表面。aod转炉经过10-12min的吹o2，当半钢水中钒含量降低到0.1%以下，通过aod转炉进行扒渣，实现钒渣与半钢水的分离。
4、3）在aod转炉扒除钒渣后得到的半钢水中，加入3-5%的生石灰，然后再将o2-n2从aod转炉的底部吹入到半钢水中，将o2从aod转炉的顶部吹入到半钢水中，通过o2氧化钢水中的金属钒及n2的搅拌作用，控制冶炼时间15-20min，可使铁水中的c、si、mn得到氧化，铁水中的s得到脱除，同时半钢水在脱除c、si、mn、s后得到钢水。aod转炉吹氧后得到的钢渣漂浮在钢水的表面，通过对aod转炉进行扒渣，实现钢渣与钢水的分离。
5、4）将aod转炉精炼得到的钢水加入到钢坯连铸机中，在连铸结晶器的冷却作用下可得到钢坯，钢坯可作为轧钢厂的原料进行利用。
6、5）从熔分电炉顶部排出的900-1000℃高温电炉煤气经水冷烟道冷却后，得到的500-600℃电炉煤气再经高温风机加压后，最后从回转窑的出料端供入到窑内，作为燃料进行燃烧利用。
7、6）从aod转炉顶部排出的1100-1200℃高温转炉煤气经水冷烟道冷却后，得到的500-600℃转炉煤气再经高温风机加压后，从回转窑的出料端供入到窑内，并作为燃料进行燃烧利用。
8、本发明将钒钛磁铁矿还原物料、兰炭、生石灰按重量比100：4-6：3-4经配料及混合后加入到熔分电炉中，兰炭的主要成分为固定c，c在高温下与炉气中的co2发生碳气化反应，生成的co先后与钒钛磁铁矿还原物料中的feo和v2o5发生还原反应，生成的金属铁和钒分别进入到铁水中。
9、本发明为提高钒钛磁铁矿还原物料在熔分电炉中的深度还原率，降低还原物料在熔化前feo和v2o5含量，在钒钛磁铁矿中配加了一定比例的生石灰即cao，cao在高温下与sio2结合生成casio4，降低了还原物料中sio2含量，提高了还原物料的软化温度，降低了钛渣中feo和v2o5含量。
10、本发明将熔分电炉排出的900-1000℃高温烟气和aod转炉排出的1100-1200℃高温烟气分别经过水冷烟道冷却后，产生80-90℃热水供给生产车间采暖利用，冷却到500-600℃的电炉煤气和转炉煤气经高温风机加压后供给其它用户利用。
11、本发明的有益效果在于：
12、1.本发明将钒钛磁铁矿还原物料、兰炭、生石灰按重量比100：4-6：3-4经配料及混合后加入到熔分电炉中，由于在钒钛磁铁矿中配加了一定比例的生石灰即cao，cao在高温下与sio2结合生成casio4，降低了还原物料中sio2含量，提高了还原物料中feo和v2o5的还原率，降低了钛渣中feo和v2o5含量。
13、2.本发明采用1台aod转炉先后完成了含钒铁水的吹钒及半钢水的精炼工作，缩短了钒钛磁铁矿的生产工艺流程，减少了物料的倒运及生产过程中的能耗。
14、3.本发明对从熔分电炉排出的电炉煤气和从aod转炉排出的转炉煤气经过水冷烟道冷却和高温风机加压后，500-600℃电炉煤气和转炉煤气再经高温风机加压后，从回转窑的出料端供入到窑内，不但对煤气进行高效利用，而且对煤气的物理显热进行了利用，降低了系统能耗。