一种复吹转炉提钒的方法技术

本发明专利技术涉及钢铁冶炼领域，公开了一种复吹转炉提钒的方法，该方法包括将铁水兑入到所述复吹转炉中，该方法还包括在吹炼阶段通过氧枪向所述铁水中吹氧，通过炉底透气砖向所述铁水中吹一氧化碳或一氧化碳与氮气的混合气体。该方法通过炉底透气砖向所述铁水中吹一氧化碳或一氧化碳与氮气的混合气体，向铁水中引入一定量的一氧化碳，利用C、CO、以及CO2之间的氧化还原平衡关系，在减少冷却剂用量的同时、降低碳的氧化率，提高钒的氧化率、优化了资源的利用率并降低了提钒生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钢铁冶炼领域，具体地，涉及。
技术介绍
钒（V)是一种过渡族金属元素，金属钒常温下化学性质较稳定，高温下较活泼。钒 原子的价电子结构为3d 34s2,是典型的变价元素，五个价电子都可以参与成键，具有+2、+3、 +4和+5价态。在不同的氧分压和温度下，钒的稳定化合物也不同，其中，通过降低氧分压提 高温度有利于三价钒氧化物的稳定存在。除此之外，钒还有多种非化学计量氧化物，可用通 式V nO2lri (3彡η彡9)表示的同族氧化物。在V2O4和V 205之间，已知有V 305、V307、V40 7、V409、 V509、V60n、乂60 13等氧化物。工业上钒氧化物主要是V 203、乂02和V 205，其中V2O5尤为重要。 钒因其具有优良的强度、硬度及抗疲劳效应，而被广泛地应用于钢铁、化工、航空 等领域。大约84%的钒在钢铁中作为合金元素溶解到钢中形成VC和VN，以起到细化晶粒， 抑制贝氏体和珠光体的发育增加马氏体强度的作用，从而提高钢的硬度、强度、韧性和抗磨 损性能。含钒的产品以钒铁和VN为主化晶粒。钒用于有色合金主要是以V-Al系合金为代 表的结构材料，如优良的高温航空结构材料Ti-6Al-4V、Ti-8Al-lV-Mo和Ti-6Al-6V-2Sn等 合金。用于化工领域的钒产品主要有V 205、NH4V03、V20 3、VOCl^ VCl 4等，用作催化剂、着色 剂、大容量电池用的电极材料。值得一提的是由于钒的多价态，钒用作锂电池正极材料或开 发成超级电容器等储能装置，具有充电迅速、比能量高、价格低廉等优点，颇具应用前景。此 外，约2%的钒产品还应用于医药、防护材料及薄膜材料等领域。现有研宄表明钒化合物具 有类胰岛素的作用，能促进肝糖原和肌糖原的合成，抑制肝糖原分解为葡萄糖，促进脂肪的 合成并抑制脂肪的分解。总而言之，钒及钒产品主要作为添加剂广泛地用于提高材料性能 或加速化学反应进程。 钒资源作为一种世界上重要的稀缺资源，无单独可采的钒矿物，其在自然界中 的分布很分散，主要伴生于硫钒矿" 2或V 2S5、铅钒矿（或称褐铅矿）Pb5(V04) 3C、钒云石 KV2(AlSi2Oltl) (OH)2、钒酸钾铀矿K2(UO2) (VO4)2 · 3H20以及钒钛磁铁矿等矿物中。全球钒的 总储量为6300万吨，可开采储量为1020万吨。用于提钒的原料种类很多，世界上88%的钒 是从钒钛磁铁矿中获得，其余提钒原料有石煤、废催化剂、石油灰渣、碳质页岩等。因钒原料 种类、矿物特征及其中钒含量差异较大，从含钒物料中提取钒的工艺和方法也多种多样，主 要有火法冶炼、湿法浸出和火法-湿法联合提取工艺。 ①火法冶炼 通常以钒钛磁铁矿为主要原料，通过高炉或其它炼铁流程得到含钒铁水，再在转 炉中吹入氧气使金属中的钒氧化富集到渣中。采用双联转炉吹炼时得到含v 2058~20 %的 钒渣和含C约3. 6%的半钢，采用单个转炉造渣吹炼时得到含V2052~5%的含钒钢渣和钢 水。得到的钒渣或含钒钢渣经过焙烧-浸出或直接浸出的方式进行后续提取。随着炼钢和 提钒工艺的发展要求，也出现了直接在转炉内加入碳酸钠进行吹炼，得到钠化钒渣和半钢， 同时达到脱除铁水中磷和硫的目的。 ②湿法浸出 此种工艺较适用于废催化剂、飞灰和石油灰渣等废产品，也有少量应用于石煤中、 钒钛磁铁矿等原矿，但由于其中钒都主要以难溶的三价钒形式存在，直接浸出较火法冶炼 和火法-湿法联合提取工艺回收率更低。目前直接浸出的工艺主要有酸浸、碱浸、生物浸 出、加压酸浸等。R. Navarro比较了酸浸和碱浸石油飞灰提钒工艺，认为NaOH浸出虽然浸出 率为61 %低于酸浸但对于过渡族金属化合物更具有选择性，得到含钒溶液调pH为8沉淀除 Al后再加入NH4Cl至pH为5便可沉淀得到f凡产品，沉淀率达99%。D. Mishra采用一种无 机营养菌-硫氧化菌处理废催化剂，通过促进硫氧化菌的生长以及两步处理，可使钒浸出 率达到94.8% ;Li等在探索了氧化焙烧-加压酸浸、常压酸浸的方法后，采取加压酸 浸石煤提钒可将钒浸出率提高到76%且反应时间短，相比常压酸浸50%和焙烧-浸出工艺 的70%都有明显地提高，但此工艺对设备要求较高。将钒浸出到溶液后一般采取沉淀-煅 烧、溶剂萃取-反萃等工艺得到最终的钒产品。 ③火法-湿法联合提取 由于原矿中V多以较稳定的三价钒形式存在，通常需要将其在氧化气氛下焙烧转 化成高价化合物以利于浸出。对于我国的石煤资源，其蕴藏的钒资源总量占全国总钒的 87%，钒品位在0. 13~1. 2%，发展的火法-湿法联合提取工艺有传统的钠盐焙烧-水浸、 空白焙烧-酸浸（碱浸）、少盐焙烧-循环浸出以及钙盐焙烧-酸浸（碱浸）等。虽然钠盐 焙烧工艺有焙烧温度低、时间短等优点，但其回收率低、产生大量有害气体如HCl和(：1 2正 逐渐被少盐焙烧或钙盐焙烧所取代。目前，世界范围内制取钒渣的生产方法较多，主要有新西兰铁水包吹钒工艺、南非 摇包提钒工艺、俄罗斯和中国的转炉提钒工艺等，其它提钒工艺还包括含钒钢渣提钒、石煤 提钒工艺等。其中最主流的为转炉提钒工艺，其处理量最大。转炉提钒技术由俄罗斯（前 苏联）开发，开发后主要在下塔吉尔钢铁公司应用。下塔吉尔钢铁公司（以下简称下钢） 建于1940年，于1964年开始用高炉冶炼卡奇卡纳尔的钒钦磁铁矿生产含钒铁水。该公司 从1957年开始进行吹炼含钒生铁新方法的探索，由乌拉尔黑色冶金研宄所等单位研宄的 转炉提钒一转炉炼钢的双联法提钒炼钢获得成功。在IOt试验转炉所做研宄的基础上，又 于1963年11月建成IOOt转炉，并进行第一批工业试验，证实了采用氧气从铁水中提钒的 合理性。推荐的典型工艺如下：转炉装入铁水115~120t，预先装入12%的固体生铁，5% 的氧化铁皮，氧气纯度9. 2 %，供氧强度150~200m3/min，氧气压力0. 98~I. 45MPa，喷枪 高度0. 7~I. 5m，采用3孔喷头，吹炼时间8~12min。当熔池含钒高于0. 04%时，进行补 吹。结果证实了用氧提钒的高效率，可以实现深度去钒，钒氧化率达92%~94%。 1978年，下钢为了均衡炼钢与轧钢的生产能力及满足对钒渣的需求，把原来的3 座130t转炉扩建成160t，1979年底又新建成第4座160t转炉，采用四吹三工作制，即一座 转炉提钒，两座转炉炼钢，另一座检修待用。在工业性运转中，启用了氧气转炉提钒自动化 控制系统，推行了留渣操作工艺。具体工艺流程为：从高炉车间运来的含钒铁水，先倒入混 铁炉均匀铁水成分和温度，再将铁水从混铁炉倒入铁水罐，运到转炉工段的工作平台，用吊 车将铁水兑入提钒转炉，然后根据铁水温度及含硅量，用料斗向转炉内加入氧化一冷却剂 轧钢铁皮70~80kg/tFe，然后降氧枪开始吹氧，氧枪高度开始为2. 0m，随后降至I. 0m，供氧 强度约300m3/min，当铁水中硅含量高时，整个冶炼期枪位均保持下限。在氧气吹炼过程中， 部分熔解于铁水中的碳和大部分造渣元素都被氧化。同时半钢温度从1230~1260°C上升 到1340~1410°C，在铁水碳含量降到2. 8%~3. 6%，钒含量降到0. 04%以后，抬起本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复吹转炉提钒的方法，所述方法包括将铁水兑入到所述复吹转炉中，其特征在于，所述方法还包括在吹炼阶段通过氧枪向所述铁水中吹氧，通过炉底透气砖向所述铁水中吹一氧化碳或一氧化碳与氮气的混合气体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈炼，陈永，戈文荪，王建，曾建华，董克平，黄正华，李龙，蒋龙奎，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51