一种转炉复合喷吹提钒方法技术

本发明专利技术涉及一种转炉复合喷吹提钒方法，属于冶金行业转炉提钒技术领域。利用氧气与氮气的混和气体替代纯氧对含钒铁水进行复合喷吹，同时配合转炉底吹氮气或其它惰性气体进行提钒，通过降低对熔池所提供气体介质中的氧气浓度，同时保证熔池搅拌所需要的供气压力，以确保吹炼过程熔池温度平稳上升，同时满足提钒动力学条件的需要。本发明专利技术的有益效果：通过实施提钒过程复合喷吹，与氧枪使用纯氧吹炼相比，提钒各项经济技术指标得到明显改善，创造了可观的经济效益，为提钒后下道工序创造了良好的条件，保证了前后道工序生产的稳定顺行。本发明专利技术在原转炉供气系统上进行操作，不需增加投资，可实现二者比例灵活调整，满足了不同铁水条件的提钒需要。

Method for extracting vanadium by combined blowing of converter

The invention relates to a method for extracting vanadium by combined blowing of converter, belonging to the technical field of converter vanadium extraction in metallurgical industry. The hot metal containing vanadium compound blowing by mixing oxygen and nitrogen gas instead of pure oxygen, at the same time with the converter bottom blowing nitrogen or other inert gas of vanadium by reducing the oxygen concentration in the gas medium with the molten pool, and mixing to ensure supply pressure to the molten pool, to ensure that the temperature of the molten pool smelting process steadily, and meet the needs of vanadium dynamics conditions. The invention has the advantages that: through the implementation of vanadium compound injection, compared with the use of oxygen blowing lance, provided economic and technical indexes of the vanadium is improved obviously and create considerable economic benefits, for the next process after vanadium extraction to create good conditions, to ensure the stable operation of the production process before and after. The invention operates on the original converter gas supply system, and can realize the flexible adjustment of the proportion of the two without increasing investment, and meets the requirement of vanadium extraction under different hot metal conditions.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于冶金行业转炉提钒

技术介绍
转炉提钒的主要任务是通过向熔池供氧，氧化铁水中的钒元素，同时采用降温物 料控制熔池温度，抑制铁水中碳的氧化，以满足把含钒铁水吹炼成高碳含量并满足下一步 炼钢要求的半钢、最大限度的把铁水中的钒氧化使其进入钒渣、通过提钒得到适合于下一 步提取V205要求的钒渣的要求，即提钒过程需要最大限度地实现“脱钒保碳”。提钒过程是铁水中铁、钒、碳、硅、锰、钛、磷、硫等元素的氧化反应过程，这些元素 的氧化反应取决于铁水本身的化学成分以及吹钒时的热力学和动力学条件。从热力学角 度来看，在氧势图中，硅、钛的氧化优先，钒的氧化滞后，同时碳氧势线与钒氧势线有一个交 点，此点对应的温度称为碳钒转化温度。低于此温度，钒优先于碳氧化，高于此温度，碳优先 于钒氧化，抑制了钒的氧化。提钒就是利用上述选择氧化的原理，采用氧气将铁水中的钒氧 化成高价稳定的钒氧化物制取钒渣的一种物理化学反应过程。在实际提钒过程中，钒的转 化温度随着铁水中的钒浓度变化和氧分压的变化而变化，通过长期的研究和实践，摸索出 钒的最佳氧化温度区间为1330-1360°C，终点温度的合理控制范围为1360-1420°C。因此， 温度控制是实现脱钒保碳的关键环节，必须加强对过程温度和终点温度的控制，确保吹炼 过程熔池温度平稳上升，在整个提钒过程中必须将温度控制在一定的范围，并尽可能延长 钒元素的最佳氧化温度区间，以最大限度地氧化钒元素。从动力学角度分析，脱钒反应速度 主要取决于铁水中钒向渣铁界面处的扩散传质速度。在转炉提钒吹炼后期，熔池内钒浓度 降低，扩散传质速度减慢，不能满足反应的需要，从而抑制了钒氧化速度。因此，钒向渣铁界 面处的扩散传质是脱钒反应的限制性环节。因此，为解决上述问题，需要加强对熔池的搅拌 强度，即需要氧枪供气压力不能过低，否则由于氧枪射流对熔池搅拌强度弱，反应的动力学 条件差，铁水中钒的扩散传质速度慢，与(!^0)之间的反应很难接近平衡，导致半钢余钒 和钒渣中IFe含量高，钒的回收率和金属收得率低。目前，转炉提钒均采用纯氧气对熔池进行供氧，氧气浓度一般在99. 5%以上，氧气 通过氧枪及喷头进入转炉内进行吹炼，例如中国专利2008100796699、名称为“一种转炉 提钒冶炼工艺方法及装置”。但在实际吹炼过程中经常出现以下问题由于铁水条件的变 化，例如Si+Ti含量高的铁水，利用纯氧吹炼过程中熔池温度上升过快，抑制了钒的氧化， 进而造成余钒较高，钒回收率低的情况，如果采用小流量供氧，则供氧压力较小，不能满足 吹炼过程的动力学条件，同样导致半钢余钒较高。对于Si+Ti含量低的铁水，若满足其动力 学条件，即采用较大压力的供氧方式，同时为保证其冷却条件及终点温度的需要，随着氧气 流量增大，势必造成碳元素的大量损失，造成半钢碳过低，对后续炼钢操作带来不利影响。 因此，利用纯氧进行吹炼，很难达到提钒过程动力学与热力学条件的相互协调，给提钒操作 带来一定的不良影响。
技术实现思路
本专利技术目的是提供及设备，既满足提钒过程热力学条 件，又满足动力学条件的供气方式，确保吹炼过程熔池温度平稳上升，将提钒过程中温度控 制在需要的范围内，并尽可能延长钒元素的最佳氧化温度区间，以最大限度地氧化钒元素， 提高钒回收率，同时获得高品质的半钢及钒渣，解决
技术介绍
中存在的上述问题。本专利技术的技术方案是，利用氧气与氮气的混和气体替代纯氧对含钒铁水进行复 合喷吹，同时配合转炉底吹氮气或其它惰性气体进行提钒，通过降低对熔池所提供气体介 质中的氧气浓度，同时保证熔池搅拌所需要的供气压力，以确保吹炼过程熔池温度平稳上 升，同时满足提钒动力学条件的需要。本专利技术方法包含如下具体步骤a.根据铁水条件设定氧气供气流量、氮气供气流量，同时保证两种气体混合后压力控 制在0. 7-1. 2MPa，氧气与氮气流量比值控制在0. 3-3. 0之间；b.将含钒铁水装入转炉内，将转炉摇正后，将氧枪降至吹炼位置开始供气；c.待氧枪降至开氧点后，首先打开氮气调节阀，氮气流量达到设定值后再打开氧气调 节阀，以实现对熔池进行复合喷吹；d.在喷吹过程中，向熔池内加入散状冷却剂，包括氧化铁皮球、冷固球团矿、热压铁粉 球，散状冷却剂要求均勻加入，确保熔池内温度平稳上升，不出现较大的波动；e.待吹炼达到提钒终点要求后，将氧枪提升，待氧枪升至关氧点后首先关闭氧气，氧气 关闭后同时保持氮气继续喷吹30秒-120秒，此时调整氮气供气强度，将氮气供气强度控制 在 1. 5-4. 0m3/min · t ；f.喷吹结束后关闭氮气调节阀，完成喷吹作业。本专利技术方法中，待吹炼达到提钒终点要求后，将氧枪提升，待氧枪升至关氧点后首 先关闭氧气，氧气关闭后同时保持氮气继续喷吹30秒-120秒，此时调整氮气供气强度，将 氮气供气强度控制在1. 5-4. 0m3/min · t，还可加入碳质还原剂以降低钒渣中金属铁及FeO 含量，改善钒渣渣状，减少钒渣流失，碳质还原剂加入量可控制在I-IOkg/吨铁。所说的碳 质还原剂包括焦丁或焦末。本专利技术方法整个喷吹过程氧气及氮气调节阀可通过手动调节，也可按设定程序实 现自动喷吹。从成本角度考虑，在提钒吹炼过程中底吹介质采取氮气，并要求底吹供气强度控 制在 0. 05-0. 2 m3/min · t。本专利技术方法可以利用转炉原有供气系统实现提钒过程氧气、氮气复合喷吹，以降 低成本，不需增加投资，而且可实现二者比例灵活调整，满足了不同铁水条件的提钒需要。转炉原有供气系统备，包含氧气管道与氮气管道两支管道在氧枪枪身前交汇到一 支总管管道上，以满足使用一支氧枪实现供氧吹炼及溅渣的需要。在氧气管道上设置氧气 调节阀、氧气切断阀，在氮气管道上设置氮气调节阀、氮气切断阀。本专利技术通过利用氧气与氮气的混和气体替代纯氧对铁水进行复合喷吹，同时配合 转炉底吹氮气或其它惰性气体进行提钒，通过降低对熔池所提供气体介质中的氧气浓度， 同时保证熔池搅拌所需要的供气压力，保证了吹炼过程熔池温度平稳上升，同时满足乐提钒过程热力学条件与动力学条件的需要。同时，由于本专利技术只在原转炉供气系统上进行操 作，进而实现氧气、氮气按不同比例进行混合，不需增加投资，与专门生产提钒专用氧气(即 低氧浓度氧气)相比不仅大大节省了生产成本，而且可实现二者比例灵活调整，满足了不同 铁水条件的提钒需要。本专利技术的有益效果通过实施提钒过程复合喷吹，与氧枪使用纯氧吹炼相比，提钒 各项经济技术指标得到明显改善，创造了可观的经济效益，同时为提钒后下道工序创造了 良好的条件，保证了前后道工序生产的稳定顺行；本专利技术指标得到如下改善a.半钢余钒平均降低约0.010%-0· 020% ；b.提钒过程C含量降低幅度相比可减少0.20%-0. 40%,有效地保证了炼钢工序热量；c.钒渣品位平均可上升1-3%；d.氧气利用率提高，提钒过程中氧气消耗可降低l-;3m3/吨铁；e.通过利用氮气调渣后搅工艺，渣状明显改善，流失比例相比可减少3-8%；由于本专利技术可以利用转炉原有供气系统实现提钒过程氧气、氮气复合喷吹，没有对转 炉供气系统进行改造和投资，在不提钒的情况下不会影响转炉炼钢及溅渣操作；因此，本发 明是一种低成本、高效、实用的提钒方法。附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种转炉复合喷吹提钒方法，其特征在于利用氧气与氮气的混和气体替代纯氧对含钒铁水进行复合喷吹，同时配合转炉底吹氮气或其它惰性气体进行提钒，通过降低对熔池所提供气体介质中的氧气浓度，同时保证熔池搅拌所需要的供气压力。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：白瑞国，国富兴，韩春良，闫杰，翁玉娟，王金星，
申请(专利权)人：河北钢铁股份有限公司承德分公司，
类型：发明
国别省市：13