提钒与转炉炼钢工艺.ppt
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钒的基础知识(课堂PPT)
10
1994年攀钢开发了用煤气还原多钒酸铵制取V2O3技术，获国家 发明专利。
1995年，攀钢将雾化提钒改为转炉提钒，建成两座120吨提钒炉， 设计能力11万t/a钒渣。
1998年攀钢从德国引进设备，建成了年产2400tV2O3的车间。 后扩建为5150t/a。同时，进行了V2O3冶炼高钒铁的试验。西昌分 公司建成年产1200t五氧化二钒生产车间。同时，攀钢钒渣产量达到 并超过了设计能力，创下历史最高水平。
6
在19世纪末20世纪初,俄罗斯开始利用碳还原法还原铁和钒氧化物,首 次制备出钒铁合金(含V35%～40%)。1902～1903年俄罗斯进行了铝热 法制取钒铁的试验。
1927年，美国的马尔登和赖奇用金属钙还原五氧化二钒(V2O5)，第 一次制得了含钒99.3%～99.8%的可锻性金属钒。
19世纪末，研究还发现了钒在钢中能显著改善钢材的机械性能，从而 使钒在工业上才得到广泛应用。至20世纪初，人们开始大量开采钒矿。
转炉提钒
1
教学内容：
第一章 钒的基础知识(6学时) 第二章 转炉提钒基本原理(4学时) 第三章 提取钒渣方法(2学时) 第四章 攀钢转炉提钒工艺(8学时) 第五章 含钒铁水炼钢工艺及含钒钢渣提钒 方法与工艺(8学时)
2
第一章 钒的基础知识
73 23 9
教学要求： 1、了解钒制备的发展史
钒及其化合物的用途。 2、掌握钒矿物及其主要性质
1830年，瑞典化学家尼尔斯·格·塞夫斯特姆用矿石炼生铁时， 分离出一种新元素，由于其化合物具有绚丽的颜色，以希腊神话中 美丽女神娃娜迪斯（Vanadis）的名字命名为钒(Vanadium)。同年， 德国化学家沃勒尔证明，Vanadium与早期德尔·里奥发现的红色 素是同一种元素──钒。
1994年攀钢开发了用煤气还原多钒酸铵制取V2O3技术，获国家 发明专利。
1995年，攀钢将雾化提钒改为转炉提钒，建成两座120吨提钒炉， 设计能力11万t/a钒渣。
1998年攀钢从德国引进设备，建成了年产2400tV2O3的车间。 后扩建为5150t/a。同时，进行了V2O3冶炼高钒铁的试验。西昌分 公司建成年产1200t五氧化二钒生产车间。同时，攀钢钒渣产量达到 并超过了设计能力，创下历史最高水平。
6
在19世纪末20世纪初,俄罗斯开始利用碳还原法还原铁和钒氧化物,首 次制备出钒铁合金(含V35%～40%)。1902～1903年俄罗斯进行了铝热 法制取钒铁的试验。
1927年，美国的马尔登和赖奇用金属钙还原五氧化二钒(V2O5)，第 一次制得了含钒99.3%～99.8%的可锻性金属钒。
19世纪末，研究还发现了钒在钢中能显著改善钢材的机械性能，从而 使钒在工业上才得到广泛应用。至20世纪初，人们开始大量开采钒矿。
转炉提钒
1
教学内容：
第一章 钒的基础知识(6学时) 第二章 转炉提钒基本原理(4学时) 第三章 提取钒渣方法(2学时) 第四章 攀钢转炉提钒工艺(8学时) 第五章 含钒铁水炼钢工艺及含钒钢渣提钒 方法与工艺(8学时)
2
第一章 钒的基础知识
73 23 9
教学要求： 1、了解钒制备的发展史
钒及其化合物的用途。 2、掌握钒矿物及其主要性质
1830年，瑞典化学家尼尔斯·格·塞夫斯特姆用矿石炼生铁时， 分离出一种新元素，由于其化合物具有绚丽的颜色，以希腊神话中 美丽女神娃娜迪斯（Vanadis）的名字命名为钒(Vanadium)。同年， 德国化学家沃勒尔证明，Vanadium与早期德尔·里奥发现的红色 素是同一种元素──钒。
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
第五章含钒铁水炼钢工艺及钢渣钒渣提钒ppt课件
V2O5-Na2CO3相图
(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。
1、原料预处理 定义：就是将钒渣破碎到一定粒度后再与一定比例的钠盐添
加剂混合均匀的过程。包括钒渣破碎、球磨、除铁、配料(配入 添加剂)、混料等。
⑴ 原料预处理的工艺 ① 钒渣的破碎
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。
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。
提钒与转炉炼钢工艺共86页文档
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
提钒与转炉炼钢工艺
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
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
0
、
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
提钒与转炉炼钢工艺
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
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
0
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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
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
2
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
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
转炉炼钢工艺过程ppt课件
国内知名钢铁企业在中国500强中的排名
序号 500强企业排名 企业名称
地区 营业收入（万元）
1
12 上海宝钢集团公司
上海 12041545
2
34 首钢总公司
北京 4791338
3
49 鞍山钢铁集团公司
辽宁 3147476
4
55 本溪钢铁（集团）公司 辽宁 2948530
5
59 武汉钢铁（集团）公司 北京 2731316
0.10%，废钢的加入量可提高1.3%-1.5%。 铁水含Si量高，渣量增加，有利于脱磷、脱硫。 硅含量过高会使渣料和消耗增加，易引起喷溅，金属收得率降低，同时渣中
过量的SiO2，也会加剧对炉衬的侵蚀，影响石灰渣化速度，延长吹炼时间。 通常铁水中的硅含量为0.30%-0.60%为宜。
2）锰（Mn）
锰是发热元素，铁水中Mn氧化后形成的
一、钢铁冶炼技术的发展简史
依照历史发展进程，按转炉炉衬性质的不同分为酸性转
炉与碱性转炉；按其气体引入的部位不同，分为底吹转炉、
侧吹转炉和顶吹转炉；根据供给气体的氧化性不同又可分为
空气转炉和氧气转炉。转炉的分类如下：
酸性转炉
按炉衬耐火材料性质
碱性转炉
转炉 按供入氧化性气体种类
空气转炉 氧气转炉
按供气部位
锭。
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1951年碱性空气侧吹转炉炼钢法首先 在我国唐山钢厂试验成功，并于1952年 投入工业生产。1954年开始厂小型氧气 顶吹转炉炼钢的试验研究工作，1962年 将首钢试验厂空气侧吹转炉改建成3t氧气 顶吹转炉，开始了工业性试验。在试验取 得成功的基础上，我国第1个氧气顶吹转 炉炼钢车间（2x30t）在首钢建成，于
转炉炼钢主要工艺介绍(PPT 68页)
炼钢用原材料一般分为主原料、辅料 和各种铁合金。
6
1.金属料
• 1)铁水：占钢铁料的（75~100%） 主要要求 成分：[Si]、[Mn]、[P]、[S] 温度： T
7
铁水成分及温度影响
• Si影响 • 转炉炼钢重要发热元素，[Si]↑0.1%，废钢比↑1.0%。 • 铁水合适的[Si]0.3-0.5%。 • [Si] ＞0.6%，渣量增加并引起喷溅；渣中（SiO2）↑。 • 石灰加入量=（2.14×R× [Si] ）×1000 /（石灰CaO
• 热来源于：
• 转炉炼钢不需要外来热源；
铁水物理热及元素氧化化学热。 铁水及废钢的合理配比须根据炉子的热平衡计算确定。 • 硅的作用 优点：因发热量大，增大废钢加入量，一般铁水中Si增 加0.1%，废钢比增大1%。 缺点：增大渣量，侵蚀炉衬一般控制在0.3－0.5％。
29
转炉兑铁水操作现场图示
一范围 0.75－1.1Mpa。 • 枪位，由冲击深度决定，1/3-1/2。 • 供氧强度(Nm3/t.min) 决定冶炼时间，但太大，喷溅可
能性增大，一般3.0-4.0。
34
氧枪
氧枪是转炉供氧的 主要设备，它是由 喷头、枪身和尾部 结构组成。 喷头是用导热性良 好的紫铜经锻造和 切割加工而成，也 有用压力浇铸而成 的。喷头的形状有 拉瓦尔型、直筒型 和螺旋型等。目前 应用最多的是多孔 的拉瓦尔型喷头。
30
2.2造渣制度
• 造渣制度就是确定合适的造渣方法、渣料加入量和时 间，以及如何快速成渣。
• 炼钢就是炼渣。通过造渣，快速脱P、脱S，减少喷溅， 保护炉衬，降低终点氧含量。
• 石灰的熔解： 加开石始灰后吹，氧由时2渣Fe中O·主Si要O2是→CSaiOO·2F，eOM·nSOi，O2F→eO2,C是aO酸·S性iO渣2 ，， 2CaO·SiO2难熔渣，石灰溶解有些停滞，出现返干。
6
1.金属料
• 1)铁水：占钢铁料的（75~100%） 主要要求 成分：[Si]、[Mn]、[P]、[S] 温度： T
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铁水成分及温度影响
• Si影响 • 转炉炼钢重要发热元素，[Si]↑0.1%，废钢比↑1.0%。 • 铁水合适的[Si]0.3-0.5%。 • [Si] ＞0.6%，渣量增加并引起喷溅；渣中（SiO2）↑。 • 石灰加入量=（2.14×R× [Si] ）×1000 /（石灰CaO
• 热来源于：
• 转炉炼钢不需要外来热源；
铁水物理热及元素氧化化学热。 铁水及废钢的合理配比须根据炉子的热平衡计算确定。 • 硅的作用 优点：因发热量大，增大废钢加入量，一般铁水中Si增 加0.1%，废钢比增大1%。 缺点：增大渣量，侵蚀炉衬一般控制在0.3－0.5％。
29
转炉兑铁水操作现场图示
一范围 0.75－1.1Mpa。 • 枪位，由冲击深度决定，1/3-1/2。 • 供氧强度(Nm3/t.min) 决定冶炼时间，但太大，喷溅可
能性增大，一般3.0-4.0。
34
氧枪
氧枪是转炉供氧的 主要设备，它是由 喷头、枪身和尾部 结构组成。 喷头是用导热性良 好的紫铜经锻造和 切割加工而成，也 有用压力浇铸而成 的。喷头的形状有 拉瓦尔型、直筒型 和螺旋型等。目前 应用最多的是多孔 的拉瓦尔型喷头。
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2.2造渣制度
• 造渣制度就是确定合适的造渣方法、渣料加入量和时 间，以及如何快速成渣。
• 炼钢就是炼渣。通过造渣，快速脱P、脱S，减少喷溅， 保护炉衬，降低终点氧含量。
• 石灰的熔解： 加开石始灰后吹，氧由时2渣Fe中O·主Si要O2是→CSaiOO·2F，eOM·nSOi，O2F→eO2,C是aO酸·S性iO渣2 ，， 2CaO·SiO2难熔渣，石灰溶解有些停滞，出现返干。
转炉炼钢工艺过程(共58张PPT)
LD转保护的双层套 管式底吹氧枪 而出现了底 吹法，各种类型的底吹法 转炉（如OBM,Q-BOP,LSW等） 在实际生产中显示出许多 优于顶吹转炉之处，使一 直居于首位的顶吹法受到 挑战和冲击。
OBM装置
•继奥地利人Dr.Edaurd等 于1973年研究转炉顶底复 吹炼钢之后，世界各国普 遍开展了转炉复吹的研究 工作，出现了各种类型的 复吹转炉，到20世纪80年 代初开始正式用于生产。
近几年中国年产钢量
2009
2007 2002 钢产量达到4.89亿t 粗钢产量达到 5.678亿t
2005 年产钢量为1.82亿t 2003 钢产量达到3.5亿t
钢产量首次突破2 亿t，达到2.234亿t
预计2010 年将突破6 亿t
国内知名钢铁企业在中国500强中的排名
序号 500强企业排名 企业名称 地区 营业收入（万元） 1 12 上海宝钢集团公司 上海 12041545 2 34 首钢总公司 北京 4791338 3 49 鞍山钢铁集团公司 辽宁 3147476 4 55 本溪钢铁（集团）公司 辽宁 2948530 5 59 武汉钢铁（集团）公司 北京 2731316 6 63 攀枝花钢铁（集团）公司 四川 2634533 7 80 广州钢铁企业集团公司 广东 2102981 8 83 太原钢铁（集团）公司 山西 2073985 9 86 江苏沙钢集团公司 江苏 2040198 10 87 邯郸钢铁集团公司 河北 2018900
1951年碱性空气侧吹转炉炼钢法首先 在我国唐山钢厂试验成功，并于1952年 投入工业生产。1954年开始厂小型氧气 顶吹转炉炼钢的试验研究工作，1962年 将首钢试验厂空气侧吹转炉改建成3t氧气 顶吹转炉，开始了工业性试验。在试验取 得成功的基础上，我国第1个氧气顶吹转 炉炼钢车间（2x30t）在首钢建成，于 1964 年12月26日投入生产。
提钒与钢炉炼钢工艺——转炉炼钢工艺
观看录像2－1
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
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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
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。
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1-2-1湿法提钒
• 钒磁铁矿中 wV2O5 为1％～2％，是含钒较高的矿 石，经破碎精选的精矿粉，与芒硝混合制球后装 入窑中，在1200℃的高温下焙烧，精矿粉中钒与 芒硝作用，钒转化为可溶性钒酸钠
• 再将焙烧好的球团矿浸入水中，再转化为不溶于水的V2O5，经 沉淀、过滤后，即作为制作钒铁合金的工业原料
两种提钒法的比较
缺优点点
湿法 原回处备）矿度料收理 投 动→（处效物资力V1湿22理率料大及O0法简高量；辅05℃收单，大焙助以率；从，烧原上达钒精设温料
消耗8大0，％不以回上收铁 。
火法
火法 钒渣作为提取V2O5
原料，钒含量高；处
理量少；可回收铁；
焙钒烧的温回度收低率，只较有低， 8从00精℃左矿右粉，到动V力2和O5 辅回助收材率料消在量6也0 少％；～ 70％。
项目引入
• 攀西地区是中国矿产资源最富集的地区之 一，有钒钛磁铁矿资源储量98亿吨，占全 国铁矿资源储量近20%。其中，钒资源储 量占全国储量的61%，占世界储量的11.6%， 钒是国家重要的战略物资
• 钒钛磁铁矿在高炉中冶炼出的铁水含钒为 0.25～0.5％，为提取铁水中钒，含钒铁水 炼钢前需进行提钒，得到钒渣（是钒制品 生产的原料）和半钢。因此掌握含钒铁水 的吹炼技能是十分重要的
钒 相关知识介绍
钒钛资源用途 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
源最富集的地区之一，有 钒钛磁铁矿资源储量98亿 吨，占全国铁矿资源储量 近20%。其中，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
本项目中的学习型工作任务
• 在获得优质、高产、低耗、长寿的技术经济指标 理念下，依据已知原材料性质及工艺设备，以完 成一炉铁水提钒得到合格产品的工作任务岗位技 能为总体目标，设置为一个综合性项目
• 以职业能力培养为主线，将一炉铁水提钒相对应 的主要知识点设置为若干个单元，每一单元的主 要知识点同最终目的（总的工作任务）联系起来
1-3氧化提钒方法
雾化提钒
摇包吹氧提钒
工艺
转炉提钒
1-3-1摇包提钒法
1
回转窑直接还原
南非海威尔德公司试验历程
4
半钢进转炉炼钢
3
2
电炉炼铁
摇包提钒
1-3-2 雾化提钒
雾化法提钒工艺流程
• 雾化提钒工艺是我国自行研 制的一种独特提钒方法。
• 特点：雾化提钒过程中不能 加入冷却剂，只适用于含硅 低的含钒铁水，并要控制好 铁水温度，不能过高。
• 钒亦具有一定的耐液态金属（铀）和合金（钠、铅－铋等） 的腐蚀能力，因此，钒包套材料与核燃料之间不发生明显 的相作用与扩散作用，能可靠地防护核分裂产物，适合作 钠冷却快中子反应堆的燃料包套和反应堆材料
1-1-3 钒的用途
• 钢中加入少量的钒，起到细化晶粒和沉淀强化作 用
• 大约有7％～10％的钒用于制作金属合金，例如钒 与钛可以组成重要合金Ti－6Al－4V。
• 雾化提钒工艺简单，铁水提 钒处理能力大，满足了生产 要求。但提钒时铁的氧化多， 铁损较大
1-1-1 钒钛资源
• 承德地区的钒钛磁
铁矿总储量达到了80 亿t以上，折合V2O5 的储量有800万t，资 源相当丰富
1-1-2 钒的性质
钒的性质
物理性质 化学性质
钒的物理性质
• 元素符号V，原子序数23，原子量50.94 • 外围电子排布3d34s2，位于第四周期VB族。
原子半径132.1皮米，第一电离能654kJ/mol， 电负性1.6 • 银白色金属，有良好的延展性 • 密度 5.96g/cm3，熔点 1890±10℃，沸点 3380℃
钒的化学性质
• 钒具有可变的氧化价，能生成＋2、＋3、＋4、＋5氧化 态的化合物，其中＋5价钒的化合物最稳定
• 在常温下钒的化学性质较为稳定，在高温下可与C、Si、 Cl、O、S、N、Br等大部分非金属元素生成化合物
• 钒具有很好的耐腐蚀性，耐淡水与海水的侵蚀，亦耐非氧 化性酸和碱溶液的侵蚀。它可被氧化性酸所溶解，在空气 中钒也可被熔融的碱、碱金属碳酸盐所溶解生成钒酸盐
• 将完成该任务所需的岗位操作技能设为实训项目， 并配置相关的专业知识、经验案例和设备知识， 构成理论和实践一体化的项目导向课程
教学内容
1 任务单元1：1－1 钒相关知识介
绍
2 任务单元2：1－2 提取钒的方法
3 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
提钒与转炉炼钢工艺
项目一 含钒铁水提钒
氧气顶吹转 炉吹炼提钒
观看提钒视频资 料录像1－1
项目目标
总体 ：在已知原材料和工艺设备条件下编制一炉
铁水提钒的操作规程和完成一炉铁水提钒的吹炼
• 具体：熟悉钒钛资源、钒的用途、钒的性质及提取
钒方法的特点 • 熟练掌握氧气顶吹转炉提取钒的任务、原理；氧气
顶吹转炉提取钒的主要原料种类及对其要求要点氧 气顶吹转炉吹炼一炉含钒铁水提取钒包括的项目及 参数控制、调节的方法 • 了解氧气顶吹转炉吹炼提取钒所涉及到的主要种类、 作用及结构特点
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
• 钒的氧化物可以代替铂作催化剂，应用于玻璃工 业、医药工业、纺织工业、照相和电影材料工业。 钒还可以作为快速中子反应堆的结构材料，也是 电子工业中超导体
• 电子管中X射线滤波器的材料等，也是生物工程不 可缺少的重要物资。
1-2提钒方法
提钒方法
湿法提钒
从含钒磁铁矿石 中直接提取钒
火法提钒
将含钒磁铁矿通过火 法冶金得到含钒铁水， 再经氧化得到含钒炉渣， 富集后成为制造钒铁合 金的原料。提取钒渣后 的铁水称为半钢，还可 进一步冶炼成钢。