含钒铁水炼钢工艺及钢渣ppt课件.ppt

第五章
含钒铁水炼钢工艺及钢渣(钒渣)提钒教学要求：
1、了解含钒铁水炼钢工艺及特点
2、理解钢渣提钒的方法及其工艺
3、掌握钒渣的主要用途及其提钒方法
重点：钒渣提钒方法
难点：钒渣提钒的工艺过程在各钢铁企业中，由于入转炉的铁水条件和冶炼钢种不同，其吹炼工艺也各有差异。铁水化学成分转炉炼半钢的特殊性：
由于半钢的特点，从而决定了转炉炼钢的特殊性，即转炉炼半钢几乎无硅锰氧化期，转炉开吹的同时就进入碳的氧化期，所以成渣困难。
为保证快速成渣，需采取以下措施：吹炼前期1、造渣制度
氧气转炉供氧时间只有十几分钟，在此期间内必须快速形成具有合适碱度，较好流动性和一定氧化性的炉渣，以便迅速把半钢的磷、硫等杂质去除，保证炼出合格优质钢水。此外，所造炉渣还应减少炉衬的侵蚀，尽可能不引起喷溅，保证终点钢水适当的氧化性，渣中金属铁最少，出钢后易于挂渣等特性。攀钢转炉多采用半钢冶炼，成渣困难，留渣操作不但加速了初期渣的形成，而且较好的缓解了冶炼过程中温度不足的矛盾。
原因是：终渣一般具有较高的碱度和∑(FeO)含量，并且熔点不高，本身还含有大量的物理热。将这种炉渣部分地或全部留在炉内，可显著加速下一炉初期渣的成渣过程，提高吹炼前期的去磷和去硫率，节省石灰用量和提高炉子的热效率。⑵渣料配比
要造好炉渣，选择合适的渣料配比非常重要。加入炉内的渣料主要指石灰和镁质材料及少量助溶剂。对于硅、磷含量较低的半钢，根据硫含量来确定石灰加入量。攀钢120t转炉石灰加入量规定如下：
⑴半钢中ω[S]≤0.03%时,保证石灰加入量3.0吨/炉;
⑵半钢中ω[S]＞0.03%时，石灰加入量由下式确定:
石灰加入量(t)=α×装入量×铁水硫含量
α为造渣系数,取值范围0.7~1.0,优质钢取上限,普通钢取下限。
其他辅助材料加入量：
①轻烧镁球：1.0~1.5吨/炉，中高碳钢取下限，低碳钢取上限
②锰矿：0.4~0.6吨/炉
③石英砂：根据石灰加入量控制
④复合渣加入量为石灰的40%。⑶渣料加入时间和炉渣的控制
攀钢渣料一般分两批加入,第一批占总渣料的60%以上,其余在第二批分小批加入。如拉碳后需调整炉渣或炉温，则再加入第三批渣料。②炉渣的控制
冶炼过程中，炉渣的控制应遵循“初期渣早化，过程渣化透，终渣要做粘，出钢后挂渣”的原则。2、终点控制
攀钢采用低拉增碳法。超低碳钢采用RH脱碳，中高碳钢采用增碳法补碳。①钒渣直接冶炼钒铁
②钒渣作为生产钒化合物原料
③用钒渣使钢直接合金化(一)钒渣直接冶炼钒铁的方法2、用钒渣直接冶炼钒铁方法举例⑵俄罗斯的姆.阿.累斯：介绍了用碳在1290～1390℃预还原钒渣，将86%的氧化铁和小于5%的氧化钒被还原到金属中，分离后钒渣中的V/Fe比由0.20～0.25提高到1.0～1.5。再用75%的硅铁和铝还原预还原钒渣得到合金(%)：20～26V,10～15Mn,2～4Cr,14～18Si,3～6Ti。用预还原钒渣精炼此合金后得到钒铁合金(%)：26～34V,14～18Mn,4～6Cr。(二)用钒渣使钢直接合金化2、钒渣直接使钢合金化
采用钒渣直接合金化原理：是用钒渣和还原剂进行混合，还原渣中的钒氧化物，并使钒转入钢中。
优点：可显著降低合金化的成本，减少生产钒铁造成的钒损失，提高钒利用率。目前俄罗斯许多企业采用钒渣直接合金化。采用不同含钒原料使钢合金化时，钒进入钢的比率及工艺流程图见下页。造块原料(烧结球团)97.8%钒渣直接使钢合金化方法举例：
①在炼钢过程中加入钒渣（苏联）
在碱性电弧炉中直接合金化的方法是：先将炼钢过程中产生的磷氧化物放出，在还原期加入钒渣、碎焦和粉状硅铁，钒氧化物由碳和硅还原，最终脱氧由硅钙合金和铝进行，这种方法会造成还原期钢渣碱度降低(还原后渣中SiO2增加)和氧化性(因为钒渣中氧化铁高)提高，钢中金属夹杂物增加。②在盛钢桶中加入混合物——此方法最好
在出钢时将钒渣和还原剂组成的混合物(钒渣粉+硅铁粉或铝粉制成块)倒入盛钢桶，可避免钢脱氧时造成烧损。混合物之间的相互作用就可达到合金化的目的。
钢水使钒氧化物发生热还原反应，还原出的钒进入钢水中，钒还原率可达60~80%。
攀钢用钒渣+FeSi75+萤石粉制成混合物，比例100:30:5,加水玻璃作粘结剂，压制成块，干燥后使用。生产出了09V、22MnSiV、16MnSiVN等钢种。(三)钒渣作为钒化合物生产的原料四、用钒渣生产V2O5工艺简介(二)用钒渣生产V2O5工艺
钒渣生产V2O5的工艺流程：主要有原料预处理、氧化焙烧、熟料浸出、沉钒及熔化五个工序。⑴原料预处理的工艺
①钒渣的破碎
定义：就是将大块钒渣经破碎机和球磨机粉碎到一定粒度的粉末状态，以提高钒渣的比表面积，保证钒渣在氧化焙烧过程中能充分氧化。
钒渣破碎要求保证磨料质量→注意球磨的装球量，钢球大小比例