提钒与转炉炼钢工艺
钒铁冶炼工艺流程
一、高炉炼钢法
高炉炼钢法是钒铁生产的主要方法之一，主要分为转炉-电弧炉法和半钢-电弧炉法。
其生产过程如下：
1. 原料加入：将钒铁生产所需的铁精粉和钒精粉按照一定比例加入高炉炉料中。
2. 烧结还原：炉料在高温条件下被烧结，使其结成块状物。
在还原气氛下，钒的氧化物被还原成钒铁。
3. 出钢和出渣：在高炉内产生的静渣中，钒铁含量较高，需要分离出来。
随后，再将不含钒铁的熔渣排出高炉。
同时，还将钢水和熔渣分离。
4. 合模冷却：将分离出来的钒铁放置在具有一定形状的浇口内，依据结构特点和时间温度规律进行冷却，得到所需的钒铁。
相比较其他生产工艺，高炉炼钢法操作简单，不需要严格控制温度和氧化还原条件，但产出的钒铁中含有杂质较多，适用于一些低端产品。
二、氧化物还原法
氧化物还原法是另一种钒铁生产的高效方法，是通过将钢铁冶炼废渣中的钒、铁氧化物还原制得。
其生产过程如下：
1. 加入原料：将废渣、铜渣等粉末原料加入反应炉中，与还原气体接触，使其受到还原。
2. 还原反应：原料中的钒、铁氧化物被还原成钒铁，并与残留的废渣一同被喷出反应器。
3. 充分熔融：将反应喷出的合金块放入熔炼窑中进行充分熔融，使
其混合均匀。
4. 浇注冷却：将熔化的钒铁灌入特制结型器中，并冷却定型。
相比较高炉炼钢法，氧化物还原法产出的钒铁纯度高、含有杂质少，适用于高端产品。
总结：钒铁的生产工艺包括高炉炼钢法和氧化物还原法，前者操作简单但产出的钒铁含有杂质较多，后者产出的钒铁纯度高，但操作复杂。
选择工艺需要根据需求来定。
提钒与炼钢工艺
氧气 转炉 炼钢 技术
转炉 大型 化时 期
转炉 复合 吹炼 时期
转炉 综合 优化 时期
0.3 现代钢铁生产工艺流程
钢铁材料的冶炼工艺流程图定义：钢铁材料的生产不是
一步可以完成的，分为若干个阶段。各阶段过程间的联系及 其所获得的产品（包括中间产物）间流动线路图就称为钢铁 材料的冶炼工艺流程图。
0.3.1 钢铁联合企业的生产工艺流程 如图0－4所 示 0.3.2 长流程 以氧气转炉炼钢工艺为中心的钢铁联合企
粗钢产量达到 4.188亿t
2004 年产钢量为1.82亿 t 2003 2003
钢产量达到2.74亿t
钢产量首次突破2 亿t，达到2.234亿t
中国钢铁工业的发展战略
重在增加高附加值的产品，提高质量
重在提高产业集中度
三 个 重 在
钢铁大国向钢铁强 国的的根本转变
重在降低消耗
三个重在，一个根本转变
坚硬韧性大，塑性 好
其它元素
机械性能
可铸、不可锻
可铸、可锻、可压 延
钢系由生铁再炼而行，有较高的机械强度和韧性，还具有 耐热、耐腐蚀、耐磨等特殊性能。
炼钢的任务 铁水
炼钢过程
• • •
炼钢过程
脱碳 脱硫 脱硅
•
脱磷 合金化
•
钢
为什么要提钒
• 资源：铁矿、钒钛磁铁矿 • 钒钛磁铁矿的冶炼：主要是用回转窑－电 炉或高炉，冶炼出含钒铁水（含钒为 0.25～0.35％）。含钒铁水进行转炉提钒， 得到钒渣和半钢。钒渣进一步加工成钒制 品，半钢再去炼钢。出勤率、作业来自 课堂表现理论考核试题库
考核评价
实践环节考核——标准参照 考试 学生按照工作任务要求（评价标 准），完成任务，每个任务项目均有 详尽的考核标准，实行操作技能细化 要求
精选提钒与转炉炼钢工艺
氧气转炉炼钢技术
转炉大型化时期
转炉复合吹炼时期
转炉综合优化时期
0-3 现代钢铁生产工艺流程
钢铁材料的冶炼工艺流程图定义：钢铁材料的生产不是一步可以完成的，分为若干个阶段。各阶段过程间的联系及其所获得的产品（包括中间产物）间流动线路图就称为钢铁材料的冶炼工艺流程图。
氧气顶吹转炉炼钢方法简介
诞生的背景及简称1856年，英国人贝塞麦发明了底吹酸性空气转转炉炼钢法。
将空气吹入铁水，使铁水中硅、锰、碳高速氧化，依靠这些元素氧化放出的热量将液体金属加热到能顺利地进行浇注所需的温度，从此开创了大规模炼钢的新时代。早在1856年贝塞麦就提出利用纯氧炼钢的设想，由于当时工业制氧技术水平较低，成本太高，氧气炼钢未能实现。
课程性质课程目标课程体系教学内容考核评价学习方法
这是什么？它有什么用？它是用什么材料制成的？
Байду номын сангаас
关键点：钢铁制成的！
钢与铁的区别
观看录像0－1
钢与铁的区别
铁合金
生铁
钢
成分
含碳量
2%～4.3%
0.03%～2%
其它元素
硅、锰、硫、磷（少量）
硅、锰（少量）
机械性能
硬而脆无韧性
坚硬韧性大，塑性好
可铸、不可锻
氧气转炉炼钢技术的发展化分为三个时期：
◆转炉大型化时期（1950～1970年） 以转炉大型化技术为核心，逐步完善了转炉炼钢工艺与设备。先后开发出大型化转炉设计制造技术、OG法除尘与煤气回收技术、计算机静态与副枪动态控制技术、镁碳砖综合砌炉与喷补挂渣等护炉工艺技术。
第四章攀钢转炉提钒工艺详解
范围
钒渣 平均 统计炉数 范围 平均 统计炉数 钒氧化率 平均 去硫率 去磷率 钒渣量 钒回收率
1.6~20.8
10.04 64 41.20~54.80 48.80 66 80.0 % 36.4 % 84.7 %
8.24~22.97
16.05 64 7.52~19.31 141.34 66 （78.5 % ）
9.11~51.16
26.30 64 6.64~23.04 12.35 66
5.98~20.42
15.30 64 2.03~4.81 3.12 66
炼钢 渣
66炉
24.6kg/t铁（包括MFe） 53% 64炉
64炉
同炉双渣法与双联法对比：
a. 钒 氧 化 率 较 低 ， 半 钢 余 钒 较 高 。 ( 双 联 法 钒 氧 化 率 平 均 88.7%,余钒平均0.045%) b.钒渣V2O5较低15.30%,TFe、MFe较低,CaO、P2O5较高。 ( 双联法 V2O5 平均 20.9%,TFe 平均 33.8%,MFe 平均 15%,CaO 平
15
3、氧气和氮气供应 氮 气 和 氧气用管道输送到车间内,氧气纯度为99.5％ ， 压力 0.49～1.18 MPa；氮气压力0.294～0.392Mpa。
120t炼钢 转炉
(二) 转炉提钒工艺过程 1、铁水供应
将脱硫后的铁水扒渣，再用起重机将铁水兑入转炉。
2、冷却剂供应
(1)生铁块、废钒渣：生铁块、废钒渣用电磁起重机装入生
铁料槽,再用起重机加入提钒炉。 (2)铁皮球、污泥球、铁矿石：用翻斗汽车运至地面料仓， 由单斗提升机运到37.56m平台，经胶带运输机送到炉顶料仓 内。使用时由炉顶料仓电磁振动给料机给料,经称量斗称量后 加入转炉。
提钒炼钢
1
主要内容
第一部分：双联法提钒炼钢工艺简要介绍 第二部分：提钒炼钢和普通铁水炼钢的差异
2
第一部分
双联法提钒炼钢工艺简要介绍
3
1.1 概念
▲采用双联法的提钒工艺（一座转炉提炼钒渣，一座转炉
冶炼半钢）。双联法提钒法的优点是可保证生产各种品种
的钢，制取的钒渣含钒高，V2O5可达到14％，各种杂质 少，有利于下一步提取五氧化二钒。
第二部分
提钒炼钢和普通铁水炼钢的差异
10
2.1、概念
提钒炼钢：一方面是将含钒铁水在提钒转炉中的钒元素提取出来，
另外方面将提钒后的半钢水通过脱碳转炉冶炼成钢水。
普通炼钢：就是通过转炉将高炉铁水冶炼成钢水。
2.2、工艺流程对比
提钒炼钢工艺：含钒高炉铁水→转炉提钒（加生铁块等）→半钢、
钒渣→半钢冶炼
5
1.4 影响提钒的四大主要因素
A、铁水成分的影响
铁水中硅、钛含量增加，会降低钒渣中V2O5的浓度； 铁水中原始钒含量高得到的钒渣V2O5品位提高。
B、吹炼终点温度对钒渣中全铁含量影响
钒渣中氧化铁含量随着吹炼终点温度的提高而降低，这是由于提高终点 温度，利于下列碳的氧化反应的进行。
（FeO）+[C]=[Fe]+CO
半钢出钢温度的控制范围1330～1400℃之间。
6
C、冷却剂的种类、加入量和加入时间的影响
冷却剂加入的目的是为了控制吹炼温度，使之低于吹钒的转化温 度，达到脱钒保碳的目的。一般冷却剂的种类有生铁块、废钢、氧化 铁皮、铁矿石、烧结矿、球团矿等。 对冷却剂除了要求具有冷却能力外，还要有氧化能力，带入的杂 质少。 冷却剂尽量在吹炼前期加入，吹炼后期不再加入任何冷却剂，使 熔池温度接近或稍超过转化温度，适当发展碳燃，有利于降低钒渣中 氧化铁含量，提高半钢温度和金属收得率。
第四章 攀钢转炉提钒工艺
项目 含钒 铁水 C(%) 4.4 3.8～4.7 Si(%) 0.130 0.03～0.36 Mn(%) 0.238 0.12～0.5 P(%) 0.075 0.065～0.085 S(%) 0.058 0.035～0.146 V(%) 0.285 0.18～0.33 Ti（%） 0.19 0.08～0.23 温度(℃) 1260 1180～1350
转炉炉下钒渣罐采用16m3渣罐,每个渣罐能容纳吹炼钒渣8~12
炉。钒渣罐通过炉下电动渣罐车拉至钒渣跨，用起重机吊至16m3 钒渣罐车上；每4辆车组成一列(3辆钒渣罐车,一辆废渣车),用火车 拉至钒渣破碎间，废渣拉至弃渣场。
三、攀钢转炉提钒主要设备
设计工艺参数： 公称容量 120 吨，设计炉产半钢 138 吨，提钒周期 30min/ 炉，纯吹氧时间 8min ，日提钒最大炉数 68炉(2 吹 2时 ) ，设计年 产钒11万吨/年，半钢295万吨年。 转炉炉型参数： 高9050mm，炉壳外径6530mm，高宽比1.386，熔池内经 5180mm，熔池深度 1400mm，转炉有效容积136m3，炉容比
的转炉提钒—转炉炼钢的双联法提钒炼钢获得成功，在10t实
验转炉所做研究的基础上，不断扩大试验规模。1963年11月 建成 100t 转炉，并进行了第一批工业试验，证实了采用氧气
从铁水中提钒的合理性及提钒的高效率，可以实现深度脱钒，
钒氧化率达92—94%。
从60年代初开始，我国为了加速钒钛磁铁矿的综合利用，
污泥球 铁矿石 铁皮球 覆盖剂
O2 N2
生铁块 废钒渣 生铁料槽
单斗提升机 皮带运输机 炉顶料仓 称量斗
炉气放散 称量 炉气净 化装置 污泥 处理 烟尘回 收利用
提钒与转炉炼钢工艺
? 试验用冷却剂为含钒铁块和酸性球团，结果表明： ? （1）吹炼过程平稳，不粘枪、不结料 ? （2）与顶吹相比，半钢余碳的质量分数提高0.2%～0.6% ? （3）钒渣全铁降低3.28%～5.93%，五氧化二钒提高
0.77%～1.73% ? （4）与顶吹相比，复合吹炼可多吃球团10～15kg/t，每
吨渣耗氧量（标态）降低10～30m3
火法提钒的发展方向
转炉顶底复合吹炼提钒是今后转炉提钒顶底 发展方向
1－4 氧气顶吹转炉吹炼提取钒
1 1－4－1 氧气顶吹转炉吹炼提取钒原理
2
1-4-2 氧气顶吹转炉吹炼提取钒的准备
3 1－4－3 氧气顶吹转炉吹炼提钒工艺
提钒任务
含钒铁水
半钢
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，包括成分、温 度
提钒
钒渣
最大限度地把铁水 中的钒氧化使其进 入钒渣，得到适合 于下一步提取五氧 化二钒要求的钒渣。
钒渣标准 (YB320 －65)
品级
V2O5 ≮
1
15.0
2
14.0
FeO·V2O3形式存在。钒的氧化反应也可写 成：
? 2[V]+4(FeO)=(FeO·V2O3)+3[Fe] ? 2[V]+4[O]+[Fe]=[FeV2O4]
B 标准生成自由能与温度的关系曲线
? 分析此图 ：钛的氧化 优先，硅和钒的氧化 较慢
提钒与转炼钢工艺
提钒与转炼钢工艺概述提钒与转炼钢工艺是一种用于加工和精炼钢材的工艺流程。
通过提钒工艺，钢材的含碳量得以提高，从而提高钢材的硬度和强度。
而转炼钢工艺则用于进一步减少钢材中的杂质，并调整钢材的成分和结构，以满足具体的要求。
本文将介绍提钒和转炼钢的基本概念和原理，以及相关的工艺流程和操作。
提钒工艺提钒原理提钒是指通过向钢材中添加合适的元素，使钢材中的碳含量提高，从而提高钢材的硬度和强度。
提钒过程中会有一个合适的温度范围，同时需要在氧化气氛中进行。
常用的提钒元素包括铬、钛、钒等。
提钒工艺流程提钒工艺的基本流程如下：1.准备工作：选择合适的钢材和提钒元素，准备好所需的设备和工具。
2.加热：将钢材加热至合适的温度范围，通常在800℃到1000℃之间。
加热时需要控制好加热速度和温度均匀性。
3.添加提钒元素：在加热过程中，将提钒元素逐渐添加到钢材中。
添加提钒元素的方式有多种，可以是粉末、块状或液体等。
4.搅拌和保温：在添加完提钒元素后，需要搅拌钢材以保证提钒元素均匀分布，并保持一定的保温时间，使提钒元素与钢材充分反应。
5.冷却：将经过提钒处理的钢材冷却至室温。
转炼钢工艺转炼钢原理转炼钢是指通过炼钢过程中的一系列操作，来进一步减少钢材中的杂质，并调整钢材的成分和结构。
转炼钢工艺可以改善钢材的力学性能和物理性能，提高钢材的质量和使用价值。
转炼钢工艺流程转炼钢工艺的基本流程如下：1.准备工作：选择合适的钢材和转炼剂，准备好所需的设备和工具。
2.预处理：将钢材进行预处理，去除表面的铁锈和杂质等。
3.熔融：将钢材加热至熔点以上，使其成为液体状态。
在熔融过程中，可以添加一定比例的转炼剂，如石灰石、脱硫剂等。
4.搅拌和保温：在熔融过程中，需要搅拌钢液以均匀混合转炼剂，并保持一定的保温时间，使转炼剂与钢液充分反应。
5.去除杂质：通过逐渐加大的磁场或引入气体等方式，将钢液中的杂质和气泡等逐渐移除。
6.过滤和冷却：在去除杂质后，通过过滤等方式进一步净化钢液，并将其冷却至室温。
提钒与转炉炼钢工艺
湿法提钒工艺流程示意图
1-2-2 火法提钒
• 火法提钒是用含钒的磁铁烧结矿，经过高 炉冶炼出含钒铁水，再进行提钒处理。中 国、俄罗斯等国家采用这种方法提取钒 • 通过电炉，将含钒铁矿预还原成金属球团 矿后，再经电炉冶炼出含钒铁水，提取钒 渣。南非和新西兰等国家采用这种方式提 取钒
火 法 提 钒 工 艺 流 程 示 意 图
教学内容
1
2 3
任务单元1：1－1 钒相关知识介 绍 任务单元2：1－2 提取钒的方法
任务单元3：1－3 氧化法提钒的方法
4
任务单元4：1－4 氧气顶吹转炉吹炼提取钒
任务单元1：1-1 钒相关知识介绍
钒钛资源用途
钒 相关知识介绍
钒的性质
钒的用途
1-1-1钒钛资源
1-1-1钒钛资源
• 攀西地区是中国矿产资
火法提钒的发展方向
转炉顶底复合吹炼提钒是今后转炉提钒顶底 发展方向
1－4 氧气顶吹转炉吹炼提取钒
1 2
1－4－1 氧气顶吹转炉吹炼提取钒原理
1-4-2 氧气顶吹转炉吹炼提取钒的准备
3
1－4－3 氧气顶吹转炉吹炼提钒工艺
提钒任务
含钒铁水
提钒
半钢
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，包括成分、温 度
1-3-3转炉提钒方法
1
空气侧吹转炉提钒
2
氧气顶吹转炉吹炼提取钒
3
氧气顶底复吹转炉提钒法
1-3-3-1 空气侧吹转炉提钒
空气侧吹转炉是利用侧吹供入空气，使转炉 内铁水钒氧化而获得钒渣。
1-3-3-2 氧气顶吹转 炉吹炼提取钒
氧气顶吹转炉吹炼提钒法是 我国火法提钒生产广泛采用的 工艺
转炉炼钢工艺流程汇总
转炉炼钢工艺流程这种炼钢法使用的氧化剂是氧气。
把空气鼓入熔融的生铁里，使杂质硅、锰等氧化。
在氧化的过程中放出大量的热量（含1%的硅可使生铁的温度升高200摄氏度），可使炉内达到足够高的温度。
因此转炉炼钢不需要另外使用燃料。
转炉炼钢是在转炉里进行。
转炉的外形就像个梨，内壁有耐火砖，炉侧有许多小孔（风口），压缩空气从这些小孔里吹炉内，又叫做侧吹转炉。
开始时，转炉处于水平，向内注入1300摄氏度的液态生铁，并加入一定量的生石灰，然后鼓入空气并转动转炉使它直立起来。
这时液态生铁表面剧烈的反应，使铁、硅、锰氧化 (FeO,SiO2 , MnO,) 生成炉渣，利用熔化的钢铁和炉渣的对流作用，使反应遍及整个炉内。
几分钟后，当钢液中只剩下少量的硅与锰时，碳开始氧化，生成一氧化碳（放热）使钢液剧烈沸腾。
炉口由于溢出的一氧化炭的燃烧而出现巨大的火焰。
最后，磷也发生氧化并进一步生成磷酸亚铁。
磷酸亚铁再跟生石灰反应生成稳定的磷酸钙和硫化钙，一起成为炉渣。
当磷与硫逐渐减少，火焰退落，炉口出现四氧化三铁的褐色蒸汽时，表明钢已炼成。
这时应立即停止鼓风，并把转炉转到水平位置，把钢水倾至钢水包里，再加脱氧剂进行脱氧。
整个过程只需15分钟左右。
如果空气是从炉低吹入，那就是低吹转炉。
随着制氧技术的发展，现在已普遍使用氧气顶吹转炉（也有侧吹转炉）。
这种转炉吹如的是高压工业纯氧，反应更为剧烈，能进一步提高生产效率和钢的质量。
转炉一炉钢的基本冶炼过程。
顶吹转炉冶炼一炉钢的操作过程主要由以下六步组成：（1）上炉出钢、倒渣，检查炉衬和倾动设备等并进行必要的修补和修理；（2）倾炉，加废钢、兑铁水，摇正炉体（至垂直位置）；（3）降枪开吹，同时加入第一批渣料（起初炉内噪声较大，从炉口冒出赤色烟雾，随后喷出暗红的火焰；3～5min后硅锰氧接近结束，碳氧反应逐渐激烈，炉口的火焰变大，亮度随之提高；同时渣料熔化，噪声减弱）；（4）3～5min后加入第二批渣料继续吹炼（随吹炼进行钢中碳逐渐降低，约12min后火焰微弱，停吹）；（5）倒炉，测温、取样，并确定补吹时间或出钢；（6）出钢，同时（将计算好的合金加入钢包中）进行脱氧合金化。
转炉提钒工艺与设备(钒渣-五氧化二钒-三氧化二钒-金属钒-钒铁-钒铝合金-碳氮化钒-钒电池)
转炉提钒工艺与设备（钒渣-五氧化二钒-三氧化二钒-金属钒-钒铁-钒铝合金-碳氮化钒-钒电池）原创邹建新崔旭梅教授等转炉提钒工艺与设备提钒的原材料：高炉铁水；提钒的产品：钒渣+半钢；提钒的工艺：氧气顶吹法；提钒的主体设备：炼钢转炉。
1 转炉提钒工艺过程（1）铁水供应将脱硫后的铁水扒渣，再用起重机将铁水兑入转炉。
（2）冷却剂供应a.生铁块、废钒渣：用电磁起重机装入生铁料槽,再用起重机加入提钒炉。
b.铁皮球、污泥球、铁矿石：用翻斗汽车运至地面料仓，由单斗提升机运到37.56m平台，经胶带运输机送到炉顶料仓内。
使用时由炉顶料仓电磁振动给料机给料,经称量斗称量后加入转炉。
(3)氧气和氮气供应氧气用管道输送到车间内,氧气纯度为99.5％；压力0.49～1.18 MPa；氮气压力0.294～0.392Mpa。
(4)吹炼提钒吹炼前根据铁水条件加入生铁块或废钒渣,然后兑入铁水,摇正炉体下枪供氧吹炼，在吹炼过程中可根据吹炼情况加适量铁皮球、铁矿石、污泥球，吹炼结束时先出半钢进入半钢罐。
(5)出钒渣转炉炉下钒渣罐采用16m3渣罐,每个渣罐能容纳吹炼钒渣8~12炉。
钒渣罐通过炉下电动渣罐车拉至钒渣跨，用起重机吊至16m3钒渣罐车上；每4辆车组成一列(3辆钒渣罐车,一辆废渣车),用火车拉至钒渣破碎间，废渣拉至弃渣场。
2 转炉提钒设备以攀钢转炉提钒主要设备为例。
设计工艺参数：公称容量120吨，设计炉产半钢138吨，提钒周期30min/炉，纯吹氧时间8min，日提钒最大炉数68炉(2吹2时)，设计年产钒11万吨/年，半钢295万吨/年。
转炉炉型参数：高9050mm，炉壳外径6530mm，高宽比1.386，熔池内经5180mm,熔池深度1400mm，转炉有效容积136m3，炉容比V/t 0.986，炉口外径2480mm。
提钒转炉主要设备有冷却料供应系统、转炉及其倾动系统、氧枪系统、烟气净化及回收、挡渣镖加入装置等。
(1)冷却料供应系统冷却剂供应系统包括地下料坑、单斗提升机、皮带运输机、卸料小车、高位料仓、振动给料器、称量料斗以及废钢槽、天车等设备，这些设备保证提钒用原料的正常供应。
提钒与转炼钢工艺6
部分冷却剂
增碳剂及各种气体等
各种铁合金
锰铁、硅铁及硅锰合金等
炼钢原料的分类—分类方法二
铁水
金属料
废钢
原
铁合金
料
非金属料
造渣料 部分冷却剂
增碳剂等
各种气体
氧气、氮气、氩气等 返回目录
3-1 主原料
3-1-1 铁水（半钢） 3-1-2 废钢 3-1-3 生铁块
3-1-1 铁水
• 铁水是转炉炼钢的主要原 料，一般装入炉量的 70~100%，由于攀钢转炉 炼钢工艺的特殊性,铁水作 为炼钢的基本原料时,半钢 更是主要的原料。
• 废钢应清洁干燥，尽量避免带入泥土沙石、耐火 材料和炉渣等杂质；
• 废钢应具有合适的外形尺寸和单重。
返回子目录
3-1-3 生铁块
生铁块
• 生铁块也叫冷铁， 是铁锭、废铸件、 罐底铁和出铁沟铁 的总称，其成分与 铁水相近，但没有 显热。
• 冷却效应比废钢低， 同时还需要配加适 量石灰渣料。有的 厂家将废钢与生铁 块搭配使用。
Mg／CaC2） • 苏打粉（Na2CO3）
电石粉脱硫
主要成分:CaC2 ，熔点为2300℃，粒度在0.1～ 1mm，脱硫反应：
CaC2（固） FeS CaS(固）＋Fe＋2C
• 脱硫特点： • CaC2有很强的脱硫能力 • 易于扒渣，对混铁车或铁水包内衬侵蚀较轻 • 污染环境，必须安装除尘装置 • 电石粉是工业产品，价格较贵 • 5）要特别注意电石粉在运输和储存过程的安全
前言 单元一：主原料 单元二：辅原料 单元三：铁合金
前言
• 原材料是炼钢的物质基础 • 原材料的质量和供应条件对炼钢生产的各项技
术经济指标有重大影响 • 原材料质量评价内容——化学成分和物理性质
钒冶炼的翻转炉和转炉工艺
炉内熔融状态的钒渣与氧化剂 （如氧气）充分接触，发生氧 化还原反应，生成高纯度的五 氧化二钒。
转炉工作原理的核心在于通过 控制炉内温度和气氛，实现钒 渣与氧化剂的有效反应。
转炉的构造与特点
转炉主要由炉体、炉盖、电极、传动系统和控 制系统等组成。
01
炉盖设有观察孔和喷枪装置，用于向炉内 添加氧化剂。
降低能耗和环境影响
01
02
03
节能技术应用
采用先进的节能技术，优 化炉体保温和热量回收系 统，降低能量损失，提高 能源利用效率。
废弃物资源化利用
对冶炼过程中产生的废弃 物进行资源化利用，减少 对环境的负担。
环保标准合规
遵守国家和地区的环保法 规，降低污染物排放，减 轻对环境的负面影响。
开发新型钒产品
钒冶炼的必要性
市场需求
随着钢铁工业的发展，对高强度、高 性能钢材的需求不断增加，推动了钒 市场的需求。
资源优势
我国拥有丰富的钒资源，通过合理开 发和利用钒资源，可以满足国内外市 场的需求。
钒冶炼的主要方法
还原法
通过还原剂将五氧化二 钒还原为金属钒或钒铁
合金。
直接法
将五氧化二钒与碳粉混 合后直接还原为金属钒
转炉工艺
能耗较高，效率较低。由于采用氧化吹炼法，需要消耗大量氧气和能源，且生产 效率相对较低。
环境影响比较
翻转炉工艺
对环境影响较小。该工艺产生的废气 、废水和固体废弃物较少，且易于处 理和回收利用。
转炉工艺
对环境影响较大。该工艺产生的废气 、废水和固体废弃物较多，且处理难 度较大，容易对环境造成污染。
翻转炉工艺流程
01
将钒渣破碎至一定粒度 后，与还原剂混合均匀 ，装入翻转炉内。
转炉双联法提钒工艺流程
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提钒与钢炉炼钢工艺——转炉炼钢工艺
录像网址： http://www.scemi. com/jpkc/tfyzl/Arti cle/ShowArticle.a sp?ArticleID=38
钢与生铁的比较
铁合金
生铁
钢
成分
含碳量
2%～4.3%
其它元素 硅、锰、硫、磷（少量）
0.03%～2% 硅、锰（少量）
机械性能
硬而脆无韧性 可铸、不可锻
单元2：2-2 气体射流与熔池的相互作用 单元3：2-3 氧气转炉冶炼的基本反应
单元4：2-4 转炉冶炼的基本特征 单元5： 2-5 转炉冶炼的基本判断方法
2-1 炼钢的任务
铁水
炼钢过程
•脱碳 •脱硫 •脱磷 •脱氧
炼钢过程
•去气体 •去夹杂 •合金化 •调 温
钢
钢与生铁的比较
根据标准规定，钢的定义是：以 铁为主要元素，碳含量一般在2 ％以下，并含有其他元素材料的 统称
4
底吹气体对熔池的作用
5 复合吹炼供气对熔池的搅拌
前言
观看录像2－3
录像网址： http://www.scemi. com/jpkc/tfyzl/Arti cle/ShowArticle.a sp?ArticleID=38
根据图2－1 和图2－2讲
解
叙述
前 言
前言
顶吹氧气转炉是将高压、高 纯度的氧气通过水冷氧枪，以 一定距离从熔池上面吹入的。
• 顶吹氧气转炉是将高压、 高 上纯 ）度 的（ 氧含气通O2过99水.5冷％氧以 枪，以一定距离（喷头 到熔池面的距离约为1～ 3米）从熔池上面吹入的。 为了使氧流有足够的能 力穿入熔池，使用拉瓦 尔型多孔喷头，氧气的 使用压力0.8~1.2MPa， 氧流出口速度可达 500m•s-1左右
提钒与转炉炼钢工艺共86页文档
提钒与转炉炼钢工艺
6
、
露
凝
无
游
氛
，
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高
风
景
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。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
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后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
1
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、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审容膝ຫໍສະໝຸດ 之易安。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
第四章+攀钢转炉提钒工艺
转炉炉下钒渣罐采用16m3渣罐,每个渣罐能容纳吹炼钒渣8~12
炉。钒渣罐通过炉下电动渣罐车拉至钒渣跨，用起重机吊至16m3 钒渣罐车上；每4辆车组成一列(3辆钒渣罐车,一辆废渣车),用火车 拉至钒渣破碎间，废渣拉至弃渣场。
三、攀钢转炉提钒主要设备
设计工艺参数：
公称容量120吨，设计炉产半钢138吨，提钒周期30min/炉，纯吹
B 托圈和耳轴
托圈和耳轴的作用：支撑炉体并传递转矩。 ① 托圈：是由优质钢板焊成，断面呈矩形的中空圆环，内部通水冷却， 以降低热应力。其两侧各固定了两个耳轴，为炉壳受热膨胀不受限制 和通风冷却，在托圈和炉壳之间留有100mm间隙。 ② 耳轴：是给转炉和托圈传递低速、重载荷、大力矩的传动件,要求其
具有足够的强度和刚度,可用40Cr制作。
头圆锥形的护板→防止托圈上
堆积炽热的炉渣。
炉帽
炉帽上设有出钢口,出钢口最易损坏,一般设计成可拆卸式的。
出钢口
b. 炉身
炉身为圆筒形，它是整个炉壳受力最大的部分，转炉的整
体重量通过炉身钢板支撑在托圈 上，并承受倾炉力矩。
c. 炉底
炉为球
形，其下部焊有 底座以提高强度。
炉底
炉帽、炉身、 炉底三部分之间 采用不同曲率的 圆滑曲线连接,以 减少应力集中。
1、首钢3吨LD转炉提钒试验 1965年7月～11月在首钢进行了三个方案的试验。 a. 同炉单渣法 试验了39炉
b. 同炉双渣法
c. 双联法 实验结论：
试验了61炉
试验了145炉
a.双联法：钒回收率较高,钒渣的水浸率可高达90.0—97.7%,是一次 从生铁中提出优质钒渣的较好方法。缺点是生产调度上较为复杂。 b.同炉双渣法：钒渣含钒低，钒回收率较低，CaO、P、S高，不适宜 用现行工艺进行焙烧浸出处理。可作为石灰代用品返回高炉利用。 c.同炉单渣法：钒渣含钒更低，余钒较高0.08%以下， CaO、P高。
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教学内容
：
项目二：
含钒铁水提钒 合格钢水的冶炼
提钒与转炉炼钢工艺
钢铁工业在国民经济中的地位与作用
炼钢技术的发展简史
绪
现代钢铁生产工艺流程
论
中国钢铁工业发展状况及发展趋势
氧气转炉炼钢法
钢铁工业在国民经济中的地位与作用
复合材料
材料
金属材料
高分子材料
陶瓷材料
金属材料发展情况介绍
19世纪中期至今天，以 生铁为原料，在高温下 精炼成钢，一直是钢铁 生产的主要方法。高炉 鼓风由热风代替冷风， 并建立了蓄热式热风炉， 鼓风动力采用电力，确 定了作为生铁精炼炉的 平炉、转炉、电炉的炼
钢法。
海绵铁
液态生铁
钢铁分为二步冶炼法
炼钢方法的发展状况
海绵铁（固）→ 液态生铁 →钢铁分为二步冶炼法 →
课程性质
➢ 是钢铁冶金专业的 一门”工具”课
➢ 是钢铁冶金专业的 一门”核心”课
➢ 是学生就业择业的 直通车
➢ 具有炼钢的共性与 提钒的个性
专业必修课
学这有 啥用啊?
课程体系
理论知识
岗位实践
提钒 与
转炉炼钢
动手能力
考核评价
➢ 理论知识考核
理论知识考核
过程考核（50%）
出勤率、作业、 课堂表现、小组评价
终结考核（50%） 理论考核试题库
考核评价
➢ 实践环节考核——标准参照 考试
学生按照工作任务要求（评价标 准），完成任务，每个任务项目均有 详尽的考核标准，实行操作技能细化 要求
学习方法
➢ 端正的学习态度 ➢ 保证课堂学习效率 ➢ 不断充实所需理论知识，服务
于实践 ➢ 充分利用课外时间,进行实践
吹炼后期钢——渣反应远离平衡，实现平稳吹炼的目标，综合 顶吹、底吹转炉的优点，研究开发出各种顶底复合吹炼工艺技 术，在世界上迅速推广。
0.03%～2%
硅、锰（少量）
坚硬韧性大，塑性 好
可铸、可锻、可压 延
钢系由生铁再炼而行，有较高的机械强度和韧性，还具 有耐热、耐腐蚀、耐磨等特殊性能。
炼钢的任务
铁水
炼钢过程
•脱碳 •脱硫 •脱磷 •脱氧
炼钢过程
•去气体 •去夹杂 •合金化 •调 温
钢
为什么要提钒
• 资源：铁矿、钒钛磁铁矿
• 钒钛磁铁矿的冶炼：主要是用回转窑－电 炉或高炉，冶炼出含钒铁水（含钒为 0.25～0.35％）。含钒铁水进行转炉提钒， 得到钒渣和半钢。钒渣进一步加工成钒制 品，半钢再去炼钢。
转炉示意图
平炉：1864年德国人西门氏和法国人马丁同 时发明平炉（又称马丁炉），平炉炼钢法成 为二十世纪前期的主要炼钢方法。
平炉结构示意图
电炉：1897年产生于德国。1899年，法国人海劳尔特发明
了电弧炉。
• 有平炉炼钢法 • 氧气转炉炼钢法 • 电弧炉炼钢法
目前世界上最主要的炼钢方法是氧气转炉炼钢法 （氧气顶吹转炉和氧气顶底复合吹炼转炉炼钢法
提钒 与
转炉炼钢工艺
课程性质 课程目标 课程体系
教学内容 考核评价 学习方法
• 这是什么？ • 它有什么用？ • 它是用什么材料制成
的？
关键点：钢铁制成 的！
钢与铁的区别
观看录像0－1
钢与铁的区别
铁合金
生铁
钢
成分
含碳量 其它元素
机械性能
2%～4.3% 硅、锰、硫、磷（少量）
硬而脆无韧性 可铸、不可锻
• 据国际钢协经济委员会预测，截止到2010 年，全世界钢的需求量预计每年将增长 4.9%，其中，中国对钢的需求量预计每年 将增长8.4%
• 2010年至2015年期间，全世界钢需求量的 年增长速度为4.2%。国内市场对钢铁产品 的需求将继续呈现适度、稳定增长态势
• 到2010年我国钢消费将达到4.7亿吨，其中 钢材将达到4.4亿吨。
氧气转炉炼钢技术的发展化分为三个时期：
◆转炉大型化时期（1950～1970年） 以转炉大型化技
术为核心，逐步完善了转炉炼钢工艺与设备。先后开发出大 型化转炉设计制造技术、OG法除尘与煤气回收技术、计算机 静态与副枪动态控制技术、镁碳砖综合砌炉与喷补挂渣等护 炉工艺技术。
◆转炉复合吹炼时期（1970～1990年） 为了改善转炉
• 提钒与转炉炼钢工艺是冶金生产中的重要工艺
2006年攀钢钒钛产品产量及占全国比重
项目
产品 钒渣
国内消费量（万吨） —— 国内产量（万吨） 28.7 攀钢产量（万吨） 18 攀钢产量占全国比重 62%
钒制品 （V2O5）
钛精矿
2.5
230
3.1
150
1.44
26.4
46.5%
17.6%
钛白粉
91.3 86 6.75 7.9%
钒钛资源及生产介绍
• 攀西（攀枝花—西昌）地区 ： • 钒钛磁铁矿资源储量98亿吨，占全国铁矿资源储量近20% • 钒资源储量占全国储量的61%，占世界储量的11.6%，居
中国第一、世界第三 • 钛资源储量在国内具有绝对优势，占全国储量的90%，世
界的35%，居世界第一位
• 攀钢 ：我国最主要的钒原料、钒产品和钛 原料基地 。
钢铁冶炼技术的发展简史
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远古至13世纪末 .冶炼方 法十分简单，利用自然 地形将铁矿石与木炭一 起放入称为地窖炉的炉 膛内，加热冶炼。因不 能获得熔化矿的高温， 仅能制成半熔融状态的 铁块，其中混杂有相当 多的氧化铁渣，称作海
绵铁。
13世纪末至19世纪中叶， 铁的需求量增加及鼓风 技术的发展，炉子越来 越高，逐渐形成现代高 炉的雏(chu)形， 高炉炉 内温度增加，能得到熔 融状态的生铁，冷却后 很脆，不能锻造成器具， 而被当作废物扔掉。
转炉：1856年，英国人贝塞麦发明底吹酸性空气转炉炼钢法→1879年 英国人 托马斯又发明了碱性底吹空气转炉炼钢法，→ 1891年法国人特 罗佩纳发明了酸性侧吹转炉炼钢法 →40年代，制氧技术得到了迅速的 发展→ 1948年德国人杜雷尔在瑞士采用水冷氧枪垂直插入炉内吹炼铁 水获得成功 → 奥利地钢铁联合公司在1952年林茨城，1953年在多纳 维茨城先后建成了30吨氧气顶吹转炉车间并投入生产，称为LD法（氧 气顶吹转炉炼钢法的代称）。而在美国一般称做BOF或BOP，在英国、 加拿大等地，称做BOS。先进工业国家已取代了平炉→1967年原联邦 德国和法国建成了氧气底吹转炉 → 1969年原联邦德国采用钢包喷射 冶金技术→ 1974年英国首先在1.25转炉上，1975年法国和卢森堡合作 在65吨转炉上先后试验成功顶底复合吹炼转炉炼钢，目前已在世界范 围内推广