含釩鐵水提釩煉鋼的冶煉方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含釩鐵水提釩煉鋼的冶煉方法，其將含釩鐵水經(jīng)轉(zhuǎn)爐煉鋼工序、精煉工序和連鑄工序進(jìn)行冶煉，所述轉(zhuǎn)爐煉鋼工序?yàn)椋海?）提釩：含釩鐵水在轉(zhuǎn)爐內(nèi)采用氮氧復(fù)合噴吹進(jìn)行吹煉，噴吹過程溫度控制在1340℃～1400℃，直至鐵水中釩含量≤0.05wt%時停止噴吹；（2）回收釩渣：傾斜轉(zhuǎn)爐，通過撈渣或扒渣方式回收轉(zhuǎn)爐內(nèi)的釩渣；（3）煉鋼：回收釩渣后的鋼水在轉(zhuǎn)爐內(nèi)進(jìn)行煉鋼吹煉，吹煉采用氮氧復(fù)合噴吹；吹煉過程根據(jù)鋼種要求加入造渣劑、控制吹煉終點(diǎn)。本方法將提釩和煉鋼在同一轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行，減少了一臺轉(zhuǎn)爐和一個周轉(zhuǎn)包，省略了轉(zhuǎn)包過程的熱量損失和轉(zhuǎn)包時間，所生產(chǎn)的鋼水能滿足不同鋼種生產(chǎn)的要求，減少了勞動量，提高了生產(chǎn)效率和降低了釩流失。
【專利說明】含釩鐵水提釩煉鋼的冶煉方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金煉鋼【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種含釩鐵水提釩煉鋼的冶煉方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前利用含釩鐵水進(jìn)行煉鋼生產(chǎn)時，采用雙聯(lián)工藝來實(shí)現(xiàn)提釩和煉鋼的目的，其工藝流程為:含釩鐵水一轉(zhuǎn)爐提釩一轉(zhuǎn)爐煉鋼一精煉一連鑄，其中采用一臺轉(zhuǎn)爐提釩爐供兩臺轉(zhuǎn)爐煉鋼爐，轉(zhuǎn)爐提釩產(chǎn)生的釩渣留在提釩包底倒出，轉(zhuǎn)爐提釩后的半鋼倒入周轉(zhuǎn)包后再倒入轉(zhuǎn)爐進(jìn)行煉鋼，半鋼中釩質(zhì)量百分比在0.04% — 0.05%間，轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)釩質(zhì)量百分比在0.005%以下，其它成分滿足生產(chǎn)要求。可見，與采用普通鐵水作為煉鋼原料的傳統(tǒng)煉鋼工藝流程相比多了轉(zhuǎn)爐提釩工藝，增加了一臺轉(zhuǎn)爐用于提釩、一個從提釩轉(zhuǎn)爐到煉鋼轉(zhuǎn)爐的周轉(zhuǎn)包、提釩半鋼從提釩轉(zhuǎn)爐出鋼到轉(zhuǎn)爐煉鋼裝入的時間以及這些過程產(chǎn)生的熱量損失和增加的勞動量。同時當(dāng)轉(zhuǎn)爐存在檢修時，因?yàn)樘徕C周期比煉鋼周期的一半還少，往往造成提釩等待煉鋼的問題，或不經(jīng)提釩操作而直接對含釩鐵水進(jìn)行煉鋼操作，造成不提釩影響釩渣產(chǎn)量和釩資源流失的現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種含釩鐵水在同一轉(zhuǎn)爐中實(shí)現(xiàn)提釩、煉鋼過程的含釩鐵水提釩煉鋼的冶煉方法。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:其將含釩鐵水經(jīng)轉(zhuǎn)爐煉鋼工序、精煉工序和連鑄工序進(jìn)行冶煉，其特征在于，所述轉(zhuǎn)爐煉鋼工序?yàn)?
(O提釩:含釩鐵水在轉(zhuǎn)爐內(nèi)采用氮氧復(fù)合噴吹進(jìn)行吹煉，噴吹過程溫度控制在1340°C~1400°C，直至鐵水中釩含量≤0.05wt%時停止噴吹；
(2)回收釩渣:傾斜轉(zhuǎn)爐，通過撈渣或扒渣方式回收轉(zhuǎn)爐內(nèi)的釩渣；
(3)煉鋼:回收釩渣后的鋼水在轉(zhuǎn)爐內(nèi)進(jìn)行煉鋼吹煉，吹煉采用氮氧復(fù)合噴吹；吹煉過程根據(jù)鋼種要求加入造渣劑、控制吹煉終點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明所述步驟(1)提釩過程中，加入冷卻劑進(jìn)行降溫處理，以保證溫度控制。所述冷卻劑為含釩球團(tuán)和/或廢鋼；含釩球團(tuán)中成分的重量含量為:TFe ^ 60%, V2O5 ^ 0.33%，CaO ( 0.69%，SiO2 ( 1.35%，H2O ( 2.5% ;加入量由提釩靜態(tài)/動態(tài)模型進(jìn)行計算，球團(tuán)中含釩的目的是為了提高釩渣品位；此外，為防止熔池溫度上升過快，要求氮氧復(fù)合噴吹的氧壓為 0.70MPa ~0.82MPa。。
[0006]本發(fā)明所述步驟(3)煉鋼過程中的造渣劑為石灰、輕燒白云石和/或生白云石。
[0007]本發(fā)明所述步驟(3)煉鋼過程中，為快速提高熔池溫度，噴吹時需加大吹氧流量，要求氮氧復(fù)合噴吹的氧壓為0.88MPa~1.0OMPa0
[0008]本發(fā)明的工藝原理為:
I)鐵水中元素存在選擇性氧化:根據(jù)圖1鐵水中元素氧化的AGe-T圖可知，釩的氧化性低于鈦和硅等，高于錳、鉻、磷、鐵和硫等。同時根據(jù)公式2/3 [V]+CO (g) =1/3 (V2O3) + [C]，AGe=-250170+153.09Te，可計算出當(dāng)AGe=O時Te=1361°C，即在此溫度釩和碳的氧化順序發(fā)生改變，而工業(yè)生產(chǎn)中Te受釩濃度和氧分壓等的影響存在一個波動范圍，一般在1340°C到1400°C間，即在1400°C以下時釩的氧化性高于碳。生產(chǎn)實(shí)踐表明提釩前期熔池處于“純脫釩”狀態(tài)，脫釩量占總提釩量的80%，進(jìn)入中后期，碳氧化逐漸處于優(yōu)先，碳氧化率達(dá)70%，脫釩速度隨釩含量的降低而降低，脫釩量占總提釩量的14%。由于含釩鐵水中平均釩含量為0.220%，故在提釩前期結(jié)束后釩含量平均為0.044%，再通過撈渣或扒渣方式得到的釩渣在品位上均高于完全提釩后的釩渣。故可通過溫度改變來實(shí)現(xiàn)對釩、碳氧化速率的控制。 [0009]2)提釩過程是一個升溫過程:鐵水中鈦、硅、釩、錳、鉻、碳、鐵等氧化時要放出大量的熱，使熔池溫度迅速上升，故當(dāng)溫度超過Te時，鐵水中碳大量氧化而抑制釩的氧化，因此要加入冷卻劑降溫來保證釩的高效氧化，故提釩半鋼溫度均在1400°C以下。而為了保證連鑄溫度要求，轉(zhuǎn)爐出鋼溫度一般在1650°C以上。采用一臺轉(zhuǎn)爐進(jìn)行提釩和煉鋼后，吹煉前期采用提釩工藝操作，提釩過程的升溫通過加入含釩球團(tuán)等冷卻劑進(jìn)行降溫，以提高釩的氧化率，吹煉前期結(jié)束后直接通過撈渣或扒渣等方式回收釩渣，防止后續(xù)吹煉影響釩渣的品位和組成；吹煉中后期進(jìn)行煉鋼工藝操作，通過加入石灰、輕燒白云石和生白云石等造渣劑降低鋼中P、S含量，尤其同時加大吹氧流量提高S1、T1、C的氧化速率，以達(dá)到快速升溫的目的，當(dāng)終點(diǎn)成分滿足鋼種要求時出鋼。
[0010]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:本發(fā)明將提釩工藝和煉鋼工藝集成在同一轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行，該組合式提釩煉鋼工藝與傳統(tǒng)雙聯(lián)工藝相比，減少了一臺轉(zhuǎn)爐和一個周轉(zhuǎn)包，省略了雙聯(lián)工藝時轉(zhuǎn)包過程的熱量損失和轉(zhuǎn)包時間，所生產(chǎn)的鋼水能滿足不同鋼種生產(chǎn)的要求，減少了勞動量，有效地提高了生產(chǎn)效率和降低了釩流失。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0012]圖1是鐵水中元素氧化的AG Θ -T圖；
圖2是本發(fā)明的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]本含釩鐵水提釩煉鋼的冶煉方法適用于以含釩鐵水作為煉鋼原料并采用轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)工藝的鋼鐵企業(yè)。其原理是將傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)爐提釩一轉(zhuǎn)爐煉鋼的雙聯(lián)工藝改進(jìn)和創(chuàng)新為在同一轉(zhuǎn)爐內(nèi)實(shí)現(xiàn)提釩和煉鋼，吹煉前期按提釩工藝控制，吹煉采用氮氧復(fù)合噴吹，過程通過加入含釩球團(tuán)等冷卻劑進(jìn)行降溫處理，保證溫度控制在1340°C~1400°C內(nèi)，然后通過撈渣或扒渣等方式回收釩渣；吹煉中后期按煉鋼工藝控制，吹煉采用氮氧復(fù)合噴吹，過程加入石灰、輕燒白云石和生白云石等降低磷、硫含量，出鋼過程中根據(jù)所冶煉鋼種的成分要求進(jìn)行脫氧合金化操作。
[0014]圖2所示，本含釩鐵水提釩煉鋼的冶煉方法工藝步驟如下所述:
1)本方法采用的工藝流程:含釩鐵水、轉(zhuǎn)爐提釩煉鋼(中間進(jìn)行撈渣或扒渣處理)、吹氬(或LF精煉)、方坯連鑄；
2)含釩鐵水裝入轉(zhuǎn)爐中并測溫取樣，根據(jù)提釩靜態(tài)/動態(tài)模型確定提釩用氧耗和球團(tuán)等冷卻劑加入量；3)吹煉過程根據(jù)溫升情況，加入冷卻劑降溫，提釩吹氧結(jié)束后，通過撈渣或扒渣等方式回收釩渣；
4)再次測溫取樣，根據(jù)煉鋼靜態(tài)模型確定加入的石灰、輕燒白云石和生白云石等數(shù)量，同時加大吹氧流量實(shí)現(xiàn)快速升溫，當(dāng)終點(diǎn)成分滿足鋼種要求時出鋼；
5)出鋼過程中根據(jù)所冶煉鋼種的成分要求進(jìn)行脫氧合金化操作，出鋼終了采用擋渣出
鋼；
4)鋼水在吹氬站進(jìn)行吹氬或在LF爐進(jìn)行精煉處理，保證成分、溫度符合連鑄要求；
5 )上連鑄進(jìn)行澆注，然后按照傳統(tǒng)軋制工藝進(jìn)行軋制。
[0015]實(shí)施例1:本含釩鐵水提釩煉鋼的冶煉方法具體步驟如下所述。
[0016]含釩鐵水質(zhì)量百分比為:C4.49%, Si 0.18%, Mn 0.15%, V 0.216%, Ti 0.12%,S 0.021%, P 0.11%，其余為Fe及不可避免的不純物，溫度為1336°C。轉(zhuǎn)爐前期采用氮氧復(fù)合噴吹，吹煉供氧310s、氧壓0.8MPa、氧耗820m3來進(jìn)行脫釩工藝；噴吹過程溫度控制在1340°C~1400°C，加入含釩球團(tuán)2.5噸；然后采用扒渣工藝去除釩渣，釩渣取樣為Fe17.7%、V2O5 11.5%、SiO2 13.3%、P 0.08%, Ca0/V205 為 0.09，評定為 FZ2 一級品；鐵水再次測溫取樣為C 3.84%、V 0.045%，溫度1386°C ;再采用氮氧復(fù)合噴吹，吹煉供氧792s、氧壓0.9MPa、氧耗4740m3并加入2050kg石灰、817kg輕燒白云石和1366kg生白云石進(jìn)行煉鋼工藝，轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)測溫取樣 為C 0.04%、S 0.017%、P 0.009%，溫度1642°C，出鋼過程進(jìn)行脫氧合金化并擋渣，經(jīng)LF爐精煉、連鑄澆注后進(jìn)行軋制。
[0017]實(shí)施例2:本含釩鐵水提釩煉鋼的冶煉方法具體步驟如下所述。
[0018]含釩鐵水質(zhì)量百分比為:C4.25%, Si 0.21%, Mn 0.13%, V 0.228%, Ti 0.09%, S0.027%,P 0.10%，其余為Fe及不可避免的不純物，溫度為1351°C。轉(zhuǎn)爐前期采用吹煉供氧324s、氧壓0.82MPa、氧耗790m3來進(jìn)行脫釩工藝；噴吹過程溫度控制在1340°C~1400°C，加入含釩球團(tuán)3噸；然后采用扒渣工藝去除釩渣，釩渣取樣為Fe 16.5%, V2O5 12.1%, SiO213.9%、P 0.11%，Ca0/V205為0.08，評定為FZ2 —級品；鐵水再次測溫取樣為C 3.92%、V0.039%、溫度1397°C ;再采用吹煉供氧776s、氧壓0.88MPa、氧耗4810m3并加入2041kg石灰、933kg輕燒白云石和1400kg生白云石進(jìn)行煉鋼工藝，出鋼時測溫取樣為C 0.02%、S0.023%、P 0.010%，溫度1647°C，出鋼過程進(jìn)行脫氧合金化并擋渣，經(jīng)LF爐精煉、連鑄澆注后進(jìn)行軋制。
[0019]實(shí)施例3:本含釩鐵水提釩煉鋼的冶煉方法具體步驟如下所述。
[0020]含釩鐵水質(zhì)量百分比為:C4.36%, Si 0.20%, Mn 0.13%, V 0.223%, Ti 0.10%, S
0.025%,P 0.11%，其余為Fe及不可避免的不純物，溫度為1345°C。轉(zhuǎn)爐前期采用吹煉供氧318s、氧壓0.72MPa、氧耗810m3來進(jìn)行脫釩工藝；噴吹過程溫度控制在1340°C~1400°C，加入含釩球團(tuán)2.8噸；然后采用撈渣工藝去除釩渣，釩渣取樣為Fe 16.9%、V2O5 11.8%、SiO2 13.7%、P 0.10%, CaOA2O5為0.09，評定為FZ2 一級品；鐵水再次測溫取樣為C 3.88%、V 0.042%、溫度1391°C ;再采用吹煉供氧784s、氧壓0.98MPa、氧耗4780m3并加入2045kg石灰、885kg輕燒白云石和1380kg生白云石進(jìn)行煉鋼工藝，出鋼時測溫取樣為C 0.03%、S
0.022%、P 0.009%，溫度1653°C，出鋼過程進(jìn)行脫氧合金化并擋渣，經(jīng)LF爐精煉、連鑄澆注后進(jìn)行軋制。
【權(quán)利要求】
1.一種含釩鐵水提釩煉鋼的冶煉方法，其將含釩鐵水經(jīng)轉(zhuǎn)爐煉鋼工序、精煉工序和連鑄工序進(jìn)行冶煉，其特征在于，所述轉(zhuǎn)爐煉鋼工序?yàn)?(1)提釩:含釩鐵水在轉(zhuǎn)爐內(nèi)采用氮氧復(fù)合噴吹進(jìn)行吹煉，噴吹過程溫度控制在1340°c~1400°C，直至鐵水中釩含量≤0.05wt%時停止噴吹； (2)回收釩渣:傾斜轉(zhuǎn)爐，通過撈渣或扒渣方式回收轉(zhuǎn)爐內(nèi)的釩渣； (3)煉鋼:回收釩渣后的鋼水在轉(zhuǎn)爐內(nèi)進(jìn)行煉鋼吹煉，吹煉采用氮氧復(fù)合噴吹和氧槍噴吹；吹煉過程根據(jù)鋼種要求加入造渣劑、控制吹煉終點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含釩鐵水提釩煉鋼的冶煉方法，其特征在于:所述步驟(1)提釩過程中，加入冷卻劑以保證溫度控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含釩鐵水提釩煉鋼的冶煉方法，其特征在于:所述冷卻劑為含釩球團(tuán)和/或廢鋼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含釩鐵水提釩煉鋼的冶煉方法，其特征在于:所述步驟(1)中，氮氧復(fù)合噴吹的氧壓為0.70Mpa~0.82MPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含釩鐵水提釩煉鋼的冶煉方法，其特征在于:所述步驟(3)煉鋼過程中的造渣劑為石灰、輕燒白云石和/或生白云石。
6.根據(jù)權(quán)利要求1一 5任意一項所述的含釩鐵水提釩煉鋼的冶煉方法，其特征在于:所述步驟(3)煉鋼過程中，氮氧復(fù)合噴吹的氧壓為0.88MPa~1.0OMPa0
【文檔編號】C21C5/36GK103773917SQ201410029170
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】田鵬, 白瑞國, 張興利, 高海, 王琪, 陳超 申請人:河北鋼鐵股份有限公司承德分公司