第五章含钒铁水炼钢工艺及钢渣(钒渣)提钒资料

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： ① 加 辅 助 造 渣 材 料 。 如 石 英 砂 、 锰 矿 或 复 合 造 渣 剂 (MnO=6~8%, CaO≥5%, SiO2=52~60%, Al2O3≤8.0%,P、S≤0.1%,熔点1260℃， 粒度30~50mm)等来调整炉渣碱度和加速成渣。锰矿还可以提高终渣 中(MnO)含量，使炉渣粘稠易于挂在炉衬上，从而提高炉龄。 ②控制好氧枪枪位，确保熔池有相当高的∑(FeO)含量，才能保证炉 渣快速形成。攀钢转炉造渣过程枪位控制见下页图。 ③留渣操作：将上炉冶炼终渣留一部分或全部在炉内作下炉的冶炼初 渣使用。
留渣法操作适合于成渣困难的铁水条件，其脱磷率可达85%左 右，脱硫率可达40~50%左右。
注意：这种渣有一定氧化性(尤其是低碳钢的终渣)，兑铁时会产 生爆炸性喷溅，不利于安全生产，但在兑铁前先加少量石灰稠化炉 渣，兑铁时细流慢兑，安全事故可完全避免。
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
第五章 含钒铁水炼钢工艺及钢
渣(钒渣)提钒
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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
一、普通铁水与含钒铁水冶炼的区别
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。 1、普通铁水炼钢工艺流程
⑴造渣方法
造好渣是炼好钢的关键
攀钢目前采用的造渣方法是留渣操作法。
留渣法操作：是指将上一炉冶炼的终渣在出钢后留一部分或全部 在转炉内供下一炉冶炼时作部分初渣使用。
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。
铁水化 学成分
C%
Si%
Mn%
V%
P%
S%
铁水温度℃
铁水 3.9~4.6 0.05~0.20 0.1~0.30 0.2~0.4 0.03~0.07
0.03~0.15 1180~1300
半钢 2.7~3.8 ≤0.02 0. 03~0.20 0.02~0.05 P:0.05~0.09 S:0.01~0.05 1300~1360
铁水→脱硫(脱磷) →扒渣→(混铁炉)→炼钢→钢水→精炼→浇注 普通铁水进厂后，一般只经过脱硫或脱磷处理，然后进入混铁 炉混匀成分和温度。 铁水特点：除硫含量或磷含量降低外，其他成分基本未变，转 炉冶炼较容易。 2、含钒铁水炼钢工艺流程 铁水→脱硫→扒渣→提钒→半钢→炼钢→精炼→浇注
钒渣
提钒前后铁水和半钢成分及温度
二、炼钢工艺制度
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。
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%。
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。
如何做呢？ a.要使初期渣早化，第一批渣料必须是低碱度、多组元、 高氧化性的渣。在初期渣中，矿物组分越多，初渣熔点越低， 成渣速度越快。此外，在吹炼过程中，采用高枪位保持渣中较 高的(FeO)含量，也有利于初期渣的形成。 b.吹炼中期由于碳的激烈氧化，渣中(FeO)被大量消耗，炉 渣“返干”，此时应适当提高枪位，保证渣中有合适的(FeO) 含量，保证炉渣具有良好的流动性，使过程渣化透。
从表中可见，半钢和含钒铁水相比有如下特点： ①碳的质量分数降低了1.2~0.8%； ②硅为痕迹； ③锰的质量分数降低了0.07~0.10%； ④半钢温度有所上升。 虽然半钢温度有所上升，但炼钢所需热源已经非常紧缺→导致 废钢加入量减少; 采用少渣操作, 使脱磷、脱硫率降低，还会使转炉 熔池内产生大量的金属喷溅，氧枪喷嘴易被金属堵塞; 终点钢水残 锰含量减少,也增加了锰铁耗量；当钢水温度达不到终点温度要求时, 还得加提温剂提温。
前期：开吹枪位1.4米，快速升温
化渣枪位2.2米，增加熔池∑(FeO)含量
中期：多次变化枪位 1.4~2.0米
后期：1.2米 减少渣中∑(FeO)含量,均匀钢水温度、成分,有 利于溅渣护炉。
2.2
2.0
2.0
1.8
Fra Baidu bibliotek
枪位/m
1.4
1.4
吹炼前期
1.4
1.4
吹炼中期
1.2 吹炼后期
吹炼时间
分阶段恒压变枪位供氧操作(攀钢)
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。 ①渣料加入时间
第一批渣料在兑铁前或开吹时加入,包括石灰、镁质材料和酸性材料。 第二批渣料在第一批渣料化好、化透后分小批量多次加入(每次不超过 0.5吨)，这样有利于石灰熔化，避免炉渣“返干”，同时还可以较好控制 炉内泡沫渣，防止喷溅和溢渣，在吹炼终点前3~5min全部加完。 第三批渣料是否加入，根据拉碳后硫、磷去除情况而定。 注意：无论加几批渣料或加多少渣料，都必须保证终点炉渣化好，确 保渣料的有效利用。