提钒与转炉炼钢工艺课件.ppt

1、提钒与转炉炼钢工艺提钒与转炉炼钢工艺项目一项目一 含钒铁水提钒含钒铁水提钒氧气顶吹转氧气顶吹转炉吹炼提钒炉吹炼提钒观看提钒视频资观看提钒视频资料录像料录像11 具体具体：熟悉钒钛资源、钒的用途、钒的性质及提取熟悉钒钛资源、钒的用途、钒的性质及提取钒方法的特点钒方法的特点 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、调节的方法参数控制、调节的方法 了解氧气顶吹转炉吹炼提

2、取钒所涉及到的主要种类、了解氧气顶吹转炉吹炼提取钒所涉及到的主要种类、作用及结构特点作用及结构特点项目目标项目目标总体总体 ：在已知原材料和工艺设备条件下编制一炉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铁水提钒的操作规程和完成一炉铁水提钒的吹炼 攀西地区是中国矿产资源最富集的地区之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一，有钒钛磁铁矿资源储量98亿吨，占全亿吨，占全国铁矿资源储量近国铁矿资源储量近20%。其中，钒资源储。其中，钒资源储量占全国储量的量占全国储量的61%，占世界储量的，占世界储量的11.6%，钒是国家重要的战略物资钒是国

3、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钒钛磁铁矿在高炉中冶炼出的铁水含钒为0.250.5，为提取铁水中钒，含钒铁水，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的吹炼技能是十分重要的项目引入项目引入 在获得优质、高产、低耗、长寿的技术经济指标在获得优质、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成一炉铁水提钒得到合格产品的

4、工作任务岗位技能为总体目标，设置为一个综合性项目能为总体目标，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）联系起来要知识点同最终目的（总的工作任务）联系起来 将完成该任务所需的岗位操作技能设为实训项目，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，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构成理论和实践一体化的项目导向课程本项目中的学习型工作任

5、务本项目中的学习型工作任务教学内容教学内容任务单元任务单元1：11 钒相关知识介绍钒相关知识介绍1任务单元任务单元2：12 提取钒的方法提取钒的方法2任务单元任务单元3：13 氧化法提钒的方法氧化法提钒的方法3任务单元任务单元4：14 氧气顶吹转炉吹炼提取钒氧气顶吹转炉吹炼提取钒4任务单元任务单元1：1-1 钒相关知识介绍钒相关知识介绍钒钒相关知识介绍相关知识介绍钒钛资源用途钒钛资源用途钒的性质钒的性质钒的用途钒的用途1-1-1钒钛资源钒钛资源1-1-1钒钛资源钒钛资源 攀西地区攀西地区是中国矿产资是中国矿产资源最富集的地区之一，有源最富集的地区之一，有钒钛磁铁矿资源储量钒钛磁铁矿资源储量98

6、亿亿吨，占全国铁矿资源储量吨，占全国铁矿资源储量近近20%。其中，钒资源储。其中，钒资源储量占量占全国储量的全国储量的61%，占，占世界储量的世界储量的11.6%，居中，居中国第一、世界第三；钛资国第一、世界第三；钛资源储量在国内具有绝对优源储量在国内具有绝对优势，占全国储量的势，占全国储量的90%，世界的世界的35%，居世界第一，居世界第一位位1-1-1 钒钛资源钒钛资源 承德地区承德地区的钒钛磁的钒钛磁铁矿总储量达到了铁矿总储量达到了80亿亿t以上，折合以上，折合V2O5的储量有的储量有800万万t，资，资源相当丰富源相当丰富钒的性质钒的性质物理性质物理性质化学性质化学性质1-1-2 钒的

7、钒的性质性质 元素符号元素符号V，原子序数，原子序数23，原子量，原子量50.94 外围电子排布外围电子排布3d34s2，位于第四周期，位于第四周期VB族。族。原子半径原子半径132.1皮米，第一电离能皮米，第一电离能654kJ/mol，电负性电负性1.6 银白色金属，有良好的延展性银白色金属，有良好的延展性 密度密度 5.96g/cm3，熔点，熔点 189010，沸点，沸点3380钒的物理性质钒的物理性质 钒具有可变的氧化价，能生成钒具有可变的氧化价，能生成2、3、4、5氧化氧化态的化合物，其中态的化合物，其中5价钒的化合物最稳定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

8、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中钒也可被熔融的碱、碱金属碳酸盐所溶解生成钒酸盐 钒亦具有一定的耐液态金属（铀）和合金（钠、铅铋等）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腐蚀能力，因此，钒

9、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钠冷却快中子反应堆的燃料包套和反应堆材料钒的化学性质钒的化学性质 钢中加入少量的钒，起到细化晶粒和沉淀强化作钢中加入少量的钒，起到细化晶粒和沉淀强化作用用 大约有大约有710的钒用于制作金属合金，例如钒的钒用于制作金属合金，例如钒与钛可以组成重要合金与钛可以组成重要合金Ti6Al4V。钒的氧化物可以代替铂作催化剂，应用于玻璃工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。业、医药工业、纺

10、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工业中超导体 电子管中电子管中X射线滤波器的材料等，也是生物工程不射线滤波器的材料等，也是生物工程不可缺少的重要物资。可缺少的重要物资。1-1-3 钒的用途钒的用途1-2提钒方法提钒方法湿法提钒湿法提钒从含钒磁铁矿石从含钒磁铁矿石中直接提取钒中直接提取钒提钒方法提钒方法 火法提钒火法提钒 将含钒磁铁矿通过火将含钒磁铁矿通过火法冶金得到含钒铁水，法冶金得到含钒铁水，再经氧化得到含钒炉渣，再经氧化得到含钒炉渣，富集后成为制造钒铁合富集后成为制造钒铁合金的原料。提取钒渣

11、后金的原料。提取钒渣后的铁水称为半钢，还可的铁水称为半钢，还可进一步冶炼成钢。进一步冶炼成钢。1-2-11-2-1湿法提钒湿法提钒 钒磁铁矿中钒磁铁矿中 为为1 12 2，是含钒较高的矿，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石，经破碎精选的精矿粉，与芒硝混合制球后装入窑中，在入窑中，在12001200的高温下焙烧，精矿粉中钒与的高温下焙烧，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，使钒酸钠充分溶再将焙烧好的球团矿浸入水中，使钒酸钠充分溶解解 加入硫酸，钒酸钠再转化为不溶于水的加入硫酸，钒酸钠再转化为不溶于水的V V

12、2 2O O5 5，经，经沉淀、过滤后，即作为制作钒铁合金的工业原料沉淀、过滤后，即作为制作钒铁合金的工业原料52OVw湿法提钒工艺流程示意图湿法提钒工艺流程示意图 1-2-2 火法提钒火法提钒 火法提钒是用含钒的磁铁烧结矿，经过高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渣。南非和

13、新西兰等国家采用这种方式提取钒取钒 火火法法提提钒钒工工艺艺流流程程示示意意图图 两种提钒法的比较湿法湿法原料处理简单；钒原料处理简单；钒回收效率高，从精回收效率高，从精矿矿V2O5收率达收率达80以上以上 优点优点火法火法钒渣作为提取钒渣作为提取V2O5原料，钒含量高；处原料，钒含量高；处理量少；可回收铁；理量少；可回收铁；焙烧温度低，只有焙烧温度低，只有800左右，动力和左右，动力和辅助材料消量也少；辅助材料消量也少；缺点缺点湿法湿法处理物料量大，设处理物料量大，设备投资大；焙烧温备投资大；焙烧温度（度（1200以上以上）动力及辅助原料）动力及辅助原料消耗大，不回收铁消耗大，不回收铁。火法

14、火法钒的回收率较低，钒的回收率较低，从精矿粉到从精矿粉到V2O5回收率在回收率在6070。1-3氧化提钒方法氧化提钒方法摇包吹氧提钒摇包吹氧提钒 雾化提钒雾化提钒 转炉提钒转炉提钒 1-3-1摇包提钒法摇包提钒法半钢进转炉炼钢半钢进转炉炼钢1234 电炉炼铁电炉炼铁摇包提钒摇包提钒回转窑直接还原回转窑直接还原雾化法提钒工艺流程雾化法提钒工艺流程1-3-2 雾化提钒雾化提钒 雾化提钒工艺是我国自行研雾化提钒工艺是我国自行研制的一种独特提钒方法。制的一种独特提钒方法。特点：雾化提钒过程中不能特点：雾化提钒过程中不能加入冷却剂，只适用于含硅加入冷却剂，只适用于含硅低的含钒铁水，并要控制好低的含钒铁水

15、，并要控制好铁水温度，不能过高。铁水温度，不能过高。雾化提钒工艺简单，铁水提雾化提钒工艺简单，铁水提钒处理能力大，满足了生产钒处理能力大，满足了生产要求。但提钒时铁的氧化多，要求。但提钒时铁的氧化多，铁损较大铁损较大1-3-3转炉提钒方法转炉提钒方法空气侧吹转炉提钒空气侧吹转炉提钒氧气顶吹转炉吹炼提取钒氧气顶吹转炉吹炼提取钒 氧气顶底复吹转炉提钒法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提钒 空气侧吹转炉是利用侧吹供入空气，使转炉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。内铁水钒氧化而获得钒渣。1-3-3-2 氧气顶吹转氧气顶吹转炉吹炼提取钒炉吹

16、炼提取钒 氧气顶吹转炉吹炼提钒法是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我国火法提钒生产广泛采用的工艺工艺 我国的攀钢、承钢和马钢以及俄罗斯的下塔我国的攀钢、承钢和马钢以及俄罗斯的下塔吉尔钢铁公司均采用顶吹转炉提取钒渣。吉尔钢铁公司均采用顶吹转炉提取钒渣。氧气顶吹转炉吹炼提钒法的优点是：（氧气顶吹转炉吹炼提钒法的优点是：（1）半钢温度高；（半钢温度高；（2）可保证生产各种品总的）可保证生产各种品总的钢；（钢；（3）制取的钒渣含量高，氧化钙，磷）制取的钒渣含量高，氧化钙，磷等杂杂质少，有利于下一步提钒五氧化二钒；等杂杂质少，有利于下一步提钒五氧化二钒；（4）钒渣金属杂质物少；（）钒渣

17、金属杂质物少；（5）炉子寿命提）炉子寿命提高；（高；（6）钒氧化率高）钒氧化率高1-3-3-3 氧气顶底复吹转炉提钒法氧气顶底复吹转炉提钒法 为了提高熔池的搅为了提高熔池的搅拌温度，采用炉底吹拌温度，采用炉底吹入搅拌气体、炉顶吹入搅拌气体、炉顶吹氧的办法即为顶底复氧的办法即为顶底复合吹钒工艺。目前世合吹钒工艺。目前世界上仅处于界上仅处于试验阶段试验阶段氧气顶底复吹转炉提钒法氧气顶底复吹转炉提钒法试验进程试验进程 我国承德钢铁公司我国承德钢铁公司在在20t20t转炉上也进行了复合吹炼转炉上也进行了复合吹炼试验。底部用试验。底部用4 4个内径个内径2mm2mm的不锈钢管枪体，共氮的不锈钢管枪体，共

18、氮压力为压力为0.90.9到到1.35MPa1.35MPa，顶吹氧气压力为，顶吹氧气压力为0.60.60.85 0.85 MPa MPa，枪位，枪位0.80.8到到1.2m1.2m，供氧强度，供氧强度1.91.9 2.5m2.5m3 3/（min.tmin.t）。底吹供气强度）。底吹供气强度0.030.03到到0.06m0.06m3 3/（min.tmin.t），），N N2 2流量为流量为7272 150m150m3 3/h/h（标态）（标态）原苏联原苏联在容量在容量100kg的转炉试验，试验结果表明，的转炉试验，试验结果表明，随着顶底吹炼强度提高，平均熔化速度提高及钒随着顶底吹炼强度提高，

19、平均熔化速度提高及钒氧化程度提高，比单一吹氧的提钒率提高，半钢氧化程度提高，比单一吹氧的提钒率提高，半钢残渣的质量分数可降低到残渣的质量分数可降低到0.016%0.017,钒渣钒渣中的全铁的质量分数降低到中的全铁的质量分数降低到22%25%，五氧化，五氧化二钒质量分数提高到二钒质量分数提高到23%25%试验用冷却剂为含钒铁块和酸性球团，结果表明：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）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）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）钒渣全铁降低3.28%5.93%

20、，五氧化二钒提高，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）与顶吹相比，复合吹炼可多吃球团1015kg/t，每，每吨渣耗氧量（标态）降低吨渣耗氧量（标态）降低1030m3火法提钒的发展方向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转炉顶底复合吹炼提钒是今后转炉提钒顶底发展方向发展方向14 氧气顶吹转炉吹炼提取钒氧气顶吹转炉吹炼提取钒141 氧气顶吹转炉吹炼提取钒原理氧气顶吹转炉吹炼提取钒原理1 1-4-2 氧气顶吹转炉吹炼提取钒的准备氧气顶吹转炉吹炼提取钒的准备 2143 氧气顶吹转炉吹炼提钒工艺氧气顶吹转炉吹炼提钒工艺 3提钒任务提钒任务半钢半钢

21、把含钒铁水吹炼成把含钒铁水吹炼成高碳含量并满足下高碳含量并满足下一步炼钢要求的半一步炼钢要求的半钢，包括成分、温钢，包括成分、温度度钒渣钒渣最大限度地把铁水最大限度地把铁水中的钒氧化使其进中的钒氧化使其进入钒渣，得到适合入钒渣，得到适合于下一步提取五氧于下一步提取五氧化二钒要求化二钒要求的钒渣。钒渣。提钒提钒含钒铁水含钒铁水钒渣标准钒渣标准(YB32065)品品 级级化化 学学 成成 分分,%V2O5 SiO2CaOP 115.0270.80.080.8214.0281.00.100.8312.0291.00.100.8410.0311.00.100.81-4-1-2氧气顶吹转炉吹炼提取钒原理

22、氧气顶吹转炉吹炼提取钒原理工程实例工程实例 已知攀钢典型铁水成分：已知攀钢典型铁水成分：wC4.0,wSi0.20，wV0.32，wTi0.25，通过物理化学手册查出一些数据计算出通过物理化学手册查出一些数据计算出 lg fv0.587，lg fc0.865，求实际转化温，求实际转化温度度T=?解决此问题所需要的素材（解决此问题所需要的素材（1）转炉提取钒主要是通过供氧，形成钒的氧转炉提取钒主要是通过供氧，形成钒的氧化物提取出来。钒是极易氧化的元素，钒化物提取出来。钒是极易氧化的元素，钒与氧的亲合力介于硅和锰与氧的亲合力之与氧的亲合力介于硅和锰与氧的亲合力之间。供氧后，铁水中间。供氧后，铁水中

23、Fe被大量氧化，被大量氧化，Si、V、Mn和少量的和少量的C也同时被氧化。也同时被氧化。解决此问题所需要的素材（解决此问题所需要的素材（2）钒与氧的反应：提钒过程是氧气流与金属钒与氧的反应：提钒过程是氧气流与金属熔体表面相互作用的过程，是铁水中铁、熔体表面相互作用的过程，是铁水中铁、钒、碳、硅、锰、钛、磷、硫、等元素的钒、碳、硅、锰、钛、磷、硫、等元素的氧化反应过程氧化反应过程.反应能力的大小取决于铁水反应能力的大小取决于铁水组分与氧的化学亲和力，通常称之为标准组分与氧的化学亲和力，通常称之为标准生成自由能。值越负，氧化反应越容易进生成自由能。值越负，氧化反应越容易进行行A、钒与氧的反应、钒与

24、氧的反应 钒能与氧形成化合物：钒能与氧形成化合物：V2O2、V2O3、V2O4和和V2O5 在炼钢的温度范围内，最稳定的钒的氧化在炼钢的温度范围内，最稳定的钒的氧化物是物是V2O3和和V2O5 钒的氧化反应式：钒的氧化反应式：2V+3(FeO)=(V2O3)+3Fe 2V+5(FeO)=(V2O5)+5Fe 在固态的钒渣中，钒主要以钒尖晶石在固态的钒渣中，钒主要以钒尖晶石FeOV2O3形式存在。钒的氧化反应也可写形式存在。钒的氧化反应也可写成：成：2V+4(FeO)=(FeOV2O3)+3Fe 2V+4O+Fe=FeV2O4B 标准生成自由能与温度的关系曲线标准生成自由能与温度的关系曲线 分析

25、此图分析此图：钛的氧化钛的氧化优先，硅和钒的氧化优先，硅和钒的氧化较慢较慢 提钒的原理就是向转炉内铁水中加入氧化性物质提钒的原理就是向转炉内铁水中加入氧化性物质（主要是吹入氧气）使钒氧化成钒的氧化物进入（主要是吹入氧气）使钒氧化成钒的氧化物进入炉渣，为了达到炉渣，为了达到“脱钒保碳脱钒保碳”的效果，同时应适的效果，同时应适当加入各种冷却剂以控制熔池温度低于当加入各种冷却剂以控制熔池温度低于CV转化转化温度（温度（T转转），得到合乎要求的钒渣和满足下一道），得到合乎要求的钒渣和满足下一道工序炼钢的半钢工序炼钢的半钢 根据热力学计算根据热力学计算T转转 实际铁水中各元素选择性氧化转化温度与标准状况

26、下是有实际铁水中各元素选择性氧化转化温度与标准状况下是有差距的。实际的随铁水的成分和炉渣的成分的变化而变化。差距的。实际的随铁水的成分和炉渣的成分的变化而变化。例题讲解例题讲解 实际吹钒过程的转化温度，随着铁水中钒浓度的实际吹钒过程的转化温度，随着铁水中钒浓度的升高和氧分压的增大，转化温度略有升高，同时升高和氧分压的增大，转化温度略有升高，同时随着铁液中随着铁液中V浓度的降低，即半钢中余钒浓度的降低，即半钢中余钒越低，转化温度越低，保碳就越难。因此脱钒到越低，转化温度越低，保碳就越难。因此脱钒到一定程度后，要求半钢温度较高时，只有多氧化一定程度后，要求半钢温度较高时，只有多氧化一部分碳的条件下

27、才能做到。实际吹钒温度控制一部分碳的条件下才能做到。实际吹钒温度控制在在13401400范围内范围内 通过转化温度的计算，可以根据工艺的要求，规通过转化温度的计算，可以根据工艺的要求，规定出适当的半钢成分，即可估计转化温度，在吹定出适当的半钢成分，即可估计转化温度，在吹炼过程中控制过程温度不要超过此温度。根据原炼过程中控制过程温度不要超过此温度。根据原铁水成分及规定的半钢成分，并算出吹炼的终点铁水成分及规定的半钢成分，并算出吹炼的终点温度（转化温度），即可作一热平衡计算以估计温度（转化温度），即可作一热平衡计算以估计须用的冷却剂用量须用的冷却剂用量1-4-1-3 课堂实训课堂实训 已知攀钢典型

28、铁水成分：已知攀钢典型铁水成分：wC4.0,wSi0.20，wV0.32，wTi0.25，通过物理化学手册查出一些数据计算出通过物理化学手册查出一些数据计算出 lg fv0.587，lg fc0.865，求实际转化温，求实际转化温度度T转转=?1-4-2 氧气顶吹转炉吹炼提钒前的准备氧气顶吹转炉吹炼提钒前的准备原料准备原料准备 含钒铁水含钒铁水冷却剂冷却剂增碳剂增碳剂 提钒前的准备提钒前的准备提钒主要设提钒主要设备的准备备的准备转炉系统设备转炉系统设备供氧系统设备供氧系统设备冷却系统设备冷却系统设备1-4-2-1 提钒原料准备提钒原料准备 A 含钒铁水含钒铁水 对铁水成分的要求：对铁水成分的要

29、求：V、Si、Mn、Ti等等 铁水中含钒的高低，对钒渣中含量有直接铁水中含钒的高低，对钒渣中含量有直接关系，生产实践表明，吹炼关系，生产实践表明，吹炼WC=0.40左左右的铁水时，钒渣中的在右的铁水时，钒渣中的在1620；若；若吹炼在吹炼在0.20的铁水，渣中只有的铁水，渣中只有10左右。左右。铁水中铁水中Si、Mn、Ti等元素含量能抑制钒的氧化，等元素含量能抑制钒的氧化，其中其中Si、Ti元素尤为强烈。铁水含钛，粘度较大，元素尤为强烈。铁水含钛，粘度较大，在运输、贮存和吹炼过程中容易出现铁水包包衬、在运输、贮存和吹炼过程中容易出现铁水包包衬、混铁炉内衬、转炉炉衬和氧枪等粘结，影响设备混铁炉内

30、衬、转炉炉衬和氧枪等粘结，影响设备的正常运转和使用寿命。的正常运转和使用寿命。Si、Mn、Ti等元素氧化，等元素氧化，还放出大量的热，使熔池温度升高，为碳的激烈还放出大量的热，使熔池温度升高，为碳的激烈氧化提供了条件，所以铁水中氧化提供了条件，所以铁水中Si、Mn、Ti等元素等元素含量高时，半钢的余钒较高含量高时，半钢的余钒较高 钒渣中钒渣中SiO2含量增加，使含量增加，使V205含量降低；含量降低；Si02高，高，会降低钒渣质量，还会影响熔渣的流动性。会降低钒渣质量，还会影响熔渣的流动性。要求用于提取钒的铁水中要求用于提取钒的铁水中Si、Mn、P、Ti等元素等元素含量低些为好含量低些为好 脱

31、硫脱硫:由于含钒铁水含硫高，铁水提钒前进行炉外脱由于含钒铁水含硫高，铁水提钒前进行炉外脱硫（具体内容见转炉炼钢工艺中）硫（具体内容见转炉炼钢工艺中）扒渣扒渣:铁水（高炉铁水、脱硫铁水）在进入提钒转炉铁水（高炉铁水、脱硫铁水）在进入提钒转炉前进行渣铁分离的一道工序。铁水携带的炉渣含如前进行渣铁分离的一道工序。铁水携带的炉渣含如SiO2、TiO2杂质，会降低炉渣中杂质，会降低炉渣中V2O5含量，影响炉含量，影响炉渣质量；渣质量；CaO在钒渣后步工序的处理焙烧过程中在钒渣后步工序的处理焙烧过程中CaO与与V2O5会发生反应，易生成不溶于水的钒酸钙会发生反应，易生成不溶于水的钒酸钙CaO.V2O5，因

32、此，因此CaO对焙烧转化率影响极大。经对焙烧转化率影响极大。经测定，测定，入转炉的铁水带渣量要求小于铁水质量的入转炉的铁水带渣量要求小于铁水质量的0.5（规程要求每罐中不大（规程要求每罐中不大300kg）入炉铁水温度：入炉铁水温度高，不利于入炉铁水温度：入炉铁水温度高，不利于钒的选择氧化，增加冷却剂的加入量，缩钒的选择氧化，增加冷却剂的加入量，缩短吹氧时间，结果使半钢的余钒含量提高，短吹氧时间，结果使半钢的余钒含量提高，含碳量降低，钒渣的品位（含碳量降低，钒渣的品位（V2O5的含量）的含量）也降低。综合考虑，入炉铁水温度保持在也降低。综合考虑，入炉铁水温度保持在1270左右最好左右最好 B 辅

33、助原料辅助原料 为了达到为了达到“去钒保碳去钒保碳”的目的，在整个提的目的，在整个提钒过程需要将熔池温度控制在一定的范围。钒过程需要将熔池温度控制在一定的范围。目前，攀钢转炉提钒采用的冷却剂有生铁目前，攀钢转炉提钒采用的冷却剂有生铁块、冷固球团、铁皮球、铁矿石、绝废渣块、冷固球团、铁皮球、铁矿石、绝废渣（废钒渣）等（废钒渣）等 攀钢转炉提钒使用的冷却剂理化指标攀钢转炉提钒使用的冷却剂理化指标 含钒生铁块冷却剂由于与铁水成分相近，不会影响含钒生铁块冷却剂由于与铁水成分相近，不会影响钒渣品位，较多采用，但应采用低含量钒渣品位，较多采用，但应采用低含量Si、Mn的的生铁块，这是因为生铁块，这是因为S

34、i、Ti等对钒的氧化不利，造等对钒的氧化不利，造成钒铁损失增加；氧化铁皮冷却剂会增加熔池中成钒铁损失增加；氧化铁皮冷却剂会增加熔池中的氧，有利于钒的氧化，但应采用杂质较少的氧的氧，有利于钒的氧化，但应采用杂质较少的氧化铁皮且适量采用，这是因为夹杂会进入钒渣，化铁皮且适量采用，这是因为夹杂会进入钒渣，降低钒渣品位降低钒渣品位铁皮球与氧化铁皮相比杂质较少作冷却剂效果较好，铁皮球与氧化铁皮相比杂质较少作冷却剂效果较好，攀钢转炉提钒目前主要采用攀钢转炉提钒目前主要采用含钒生铁块含钒生铁块 C 其他材料其他材料 碳化硅增碳剂碳化硅增碳剂,使用碳化硅的成分如下使用碳化硅的成分如下 SiC C游离游离 Si

35、O2 H2O S 505 26 10 1.5 0.2 焦炭用于转炉提钒新开炉，焦炭的块度焦炭用于转炉提钒新开炉，焦炭的块度2080mm.其成分如下：其成分如下：C固固80 S0.75 H2O6 灰分灰分15 挥发挥发分分1.9 1-4-2-2提取钒主要设备的准备提取钒主要设备的准备 A 转炉系统设备转炉系统设备 转炉结构组成转炉结构组成 转炉系统设备转炉系统设备是由转炉炉体是由转炉炉体（包括炉壳和炉（包括炉壳和炉衬），炉体支承衬），炉体支承系统（包括托圈、系统（包括托圈、耳轴、耳轴轴承耳轴、耳轴轴承及支座），倾动及支座），倾动机构所组成的机构所组成的组成组成 根据转炉倾动机构的工作特点和操作工

36、艺的需要，根据转炉倾动机构的工作特点和操作工艺的需要，倾动机构应满足：在整个生产过程中，必须满足倾动机构应满足：在整个生产过程中，必须满足工艺的需要，应能使炉体正反转动工艺的需要，应能使炉体正反转动360，启动、，启动、倾动和制动时要求稳，并能准确地停在任一倾角倾动和制动时要求稳，并能准确地停在任一倾角位置上，并且要与氧枪、炉下钢包车、烟罩等设位置上，并且要与氧枪、炉下钢包车、烟罩等设备连锁；转炉的倾动速度可根据工艺要求具有两备连锁；转炉的倾动速度可根据工艺要求具有两种以上的倾动速度种以上的倾动速度 转炉倾动机构一般由电动机、制动器、一级减速转炉倾动机构一般由电动机、制动器、一级减速器和末级减

37、速器组成。就其传动设备安装位置可器和末级减速器组成。就其传动设备安装位置可分为落地式、半悬挂式和全悬挂式等分为落地式、半悬挂式和全悬挂式等转炉倾动机构转炉倾动机构 组成：它由喷头（枪头）、枪身（枪体）组成：它由喷头（枪头）、枪身（枪体）和枪尾所组成和枪尾所组成 枪身是三根同心管，内层管通氧气，上端枪身是三根同心管，内层管通氧气，上端用压紧密封装置牢固地装在枪尾，下端焊用压紧密封装置牢固地装在枪尾，下端焊接在喷头上。氧枪的枪尾与进水管、出水接在喷头上。氧枪的枪尾与进水管、出水管和进氧管相连，枪尾的另一端与枪身的管和进氧管相连，枪尾的另一端与枪身的三层套管连接，枪尾还有与升降小车固定三层套管连接，

38、枪尾还有与升降小车固定的装卡结构，在它的端部有更换氧枪时吊的装卡结构，在它的端部有更换氧枪时吊挂用的吊环挂用的吊环.攀钢转炉提钒目前采用的是攀钢转炉提钒目前采用的是339氧枪喷头氧枪喷头B 氧枪氧枪观看录像观看录像12氧枪结构氧枪结构氧枪结构示意图氧枪结构示意图 冷却剂可以在开吹时冷却剂可以在开吹时一次全部加入；或者先一次全部加入；或者先加入绝大部分，留少部加入绝大部分，留少部分用于过程调整。一般分用于过程调整。一般兑铁后，生铁块、绝废兑铁后，生铁块、绝废渣等在开吹前加入，铁渣等在开吹前加入，铁皮球、冷固球团等从炉皮球、冷固球团等从炉顶料仓加入炉内，其作顶料仓加入炉内，其作业流程为：高位料仓业

39、流程为：高位料仓分散称量漏斗分散称量漏斗电磁振电磁振动给料器动给料器汇集胶带运汇集胶带运输机输机汇集料斗汇集料斗转炉转炉 冷却剂供应系统设备冷却剂供应系统设备 冷却剂供应系统示意图冷却剂供应系统示意图1-4-3 氧气顶吹转炉吹炼提钒工艺氧气顶吹转炉吹炼提钒工艺观看录像观看录像111-4-3 氧气顶吹转炉吹炼提钒工艺氧气顶吹转炉吹炼提钒工艺1单渣法：就是在二单渣法：就是在二座转炉内，按正常座转炉内，按正常吹炼过程炼钢得到吹炼过程炼钢得到的炉渣，这种炉渣的炉渣，这种炉渣是高钙低品位钒渣。是高钙低品位钒渣。2双渣法：是在一座转双渣法：是在一座转炉内，先加冷却剂，炉内，先加冷却剂，供氧吹炼，当供氧吹炼

40、，当Si、Mn、V氧化基本结束，氧化基本结束，碳焰初起时，可将半碳焰初起时，可将半钢倒出，然后再出净钢倒出，然后再出净熔渣。最后把半钢返熔渣。最后把半钢返回原转炉，进行半钢回原转炉，进行半钢的吹炼。的吹炼。3双联法：采用两双联法：采用两座转炉吹炼，一座转炉吹炼，一座转炉为提钒炉，座转炉为提钒炉，提取钒渣；另一提取钒渣；另一座转炉为炼钢炉，座转炉为炼钢炉，将半钢冶炼成钢。将半钢冶炼成钢。单渣法、双渣法、双联法提钒情况对比单渣法、双渣法、双联法提钒情况对比 吹钒方法吹钒方法钒氧化率钒氧化率/%产渣量产渣量/kgt1钒回收率钒回收率/%单渣单渣93.088.667.3双渣双渣80.024.653.0

41、双联双联88.730.576.0顶吹转炉提取钒渣是采用双联工艺操作顶吹转炉提取钒渣是采用双联工艺操作。转炉提钒工艺流程转炉提钒工艺流程 1-4-3:氧气顶吹转炉吹炼提钒工艺氧气顶吹转炉吹炼提钒工艺子任务五：出半钢和出钒渣制度子任务五：出半钢和出钒渣制度 子任务四：终点控制制度子任务四：终点控制制度 子任务三：子任务三：温度控制制度温度控制制度子任务二：供氧制度子任务二：供氧制度 子任务一：装入制度子任务一：装入制度一炉铁一炉铁水提钒水提钒工艺工艺1-4-3-1：氧气顶吹转炉吹炼提钒工艺制度氧气顶吹转炉吹炼提钒工艺制度 装入制度装入制度兑铁水兑铁水观看录像观看录像13 铁水入炉前需进行预处理，必

42、须用扒渣铁铁水入炉前需进行预处理，必须用扒渣铁水。经过扒渣后的高炉或脱硫铁水均可用水。经过扒渣后的高炉或脱硫铁水均可用于提钒于提钒 装入量多少根据转炉公称容量、含钒铁水装入量多少根据转炉公称容量、含钒铁水成分，使用氧枪喷头结构等因素确定，过成分，使用氧枪喷头结构等因素确定，过多、过少均会对提钒吹炼产生不利的影响多、过少均会对提钒吹炼产生不利的影响.兑铁后测温取样，以便根据入炉温度，合兑铁后测温取样，以便根据入炉温度，合理配加冷却剂，取样分析理配加冷却剂，取样分析C、S，从而对从而对C、S的控制起指导作用的控制起指导作用1-4-3-2:氧气顶吹转炉吹炼提钒工艺氧气顶吹转炉吹炼提钒工艺工艺制度工艺

43、制度供氧制度供氧制度吹炼吹炼观看录像观看录像14 A 耗氧量耗氧量 耗氧量是指将耗氧量是指将1t含钒铁水吹炼成半钢时所含钒铁水吹炼成半钢时所需的氧量，单位为需的氧量，单位为m3/t 确定依据：一般根据不同的铁水成分、吹确定依据：一般根据不同的铁水成分、吹炼方式、供应强度和搅拌情况。转炉提钒炼方式、供应强度和搅拌情况。转炉提钒的每吨铁氧耗量在的每吨铁氧耗量在1418m3以内、以内、1600018000m3/h最佳最佳供氧工艺参数供氧工艺参数 B 供氧强度供氧强度 定义：供氧强度是指单位时间内每吨金属定义：供氧强度是指单位时间内每吨金属的耗氧量，单位为的耗氧量，单位为m3/（t.min）供氧强度的

44、大小影响吹钒过程的氧化反应供氧强度的大小影响吹钒过程的氧化反应强度，过大时喷溅严重，过小时反应速度强度，过大时喷溅严重，过小时反应速度慢，吹炼时间长，会造成熔池温度的升高，慢，吹炼时间长，会造成熔池温度的升高，超过转化温度，导致脱碳反应急剧加速，超过转化温度，导致脱碳反应急剧加速，半钢残渣钒量从新升高。一般在吹氧初期半钢残渣钒量从新升高。一般在吹氧初期可提高供氧强度，后期减少可提高供氧强度，后期减少 C 供氧压力和枪位供氧压力和枪位 供氧压力：在同样供氧量的条件下，供氧供氧压力：在同样供氧量的条件下，供氧压力大可加强熔池搅拌强化动力学条件有压力大可加强熔池搅拌强化动力学条件有利于钒等元素的氧化

45、速度。供氧压力控制利于钒等元素的氧化速度。供氧压力控制在在0.70.8MPa范围内较合适范围内较合适 枪位：枪位指氧枪喷头端部距离熔池液面枪位：枪位指氧枪喷头端部距离熔池液面的高度。例如俄罗斯下塔吉尔的高度。例如俄罗斯下塔吉尔160t氧气顶氧气顶吹转炉提钒时，在吹初期枪位高度控制在吹转炉提钒时，在吹初期枪位高度控制在2.0m到后期枪位降低到到后期枪位降低到1m。当铁水含硅量。当铁水含硅量高时，枪位均保持下限高时，枪位均保持下限攀钢攀钢120氧气顶吹转炉提钒氧气顶吹转炉提钒 氧枪枪位控制情况氧枪枪位控制情况 枪位枪位/m1.51.71.51.4备注备注吹 氧 时 间吹 氧 时 间/min0335

46、5终点前应保证用终点前应保证用1.51.4m枪位吹炼枪位吹炼0.5min氧枪枪位控制氧枪枪位控制模式示意图模式示意图 1-4-3-3 氧气顶吹转炉吹炼提钒工艺氧气顶吹转炉吹炼提钒工艺工艺制度工艺制度温度控制制度温度控制制度加冷却剂加冷却剂 温度控制是转炉提钒温度控制是转炉提钒各项制度中的关键，各项制度中的关键，是通过正确加入冷却是通过正确加入冷却剂来控制剂来控制 冷却剂加入的目的：冷却剂加入的目的：是为了控制吹炼温度，是为了控制吹炼温度，使之低于吹钒的转化使之低于吹钒的转化温度，达到脱钒保碳温度，达到脱钒保碳目的目的 常用冷却剂的种类：有生铁块、冷固球团、常用冷却剂的种类：有生铁块、冷固球团、

47、铁皮球、铁矿石、绝废渣（废钒渣）等。铁皮球、铁矿石、绝废渣（废钒渣）等。生铁块生铁块铁皮球铁皮球 冷却剂可以在开冷却剂可以在开吹时一次全部加吹时一次全部加入；或者先加入入；或者先加入绝大部分，留少绝大部分，留少部分用于过程调部分用于过程调整。整。冷却剂加入的方式冷却剂加入的方式 冷却剂的选用：冷却剂的选用：除了要求具有冷却除了要求具有冷却能力外，还要有氧能力外，还要有氧化能力，带入的杂化能力，带入的杂质少。冷却剂中的质少。冷却剂中的氧化性冷却剂（铁氧化性冷却剂（铁皮球、球团矿等）皮球、球团矿等）既是冷却剂又是氧既是冷却剂又是氧化剂，其中铁皮球化剂，其中铁皮球最好最好铁皮球铁皮球铁皮球铁皮球 冷

48、却剂的加入量主要取决于含钒铁水发热冷却剂的加入量主要取决于含钒铁水发热元素氧化放出的化学热与使吹钒终点温度元素氧化放出的化学热与使吹钒终点温度低于转化温度低于转化温度冷铁半渣铁铁冷半化冷冷冷qTTKCCqxqxMqQQqQMTiSiCC 冷却剂加入的数量冷却剂加入的数量1-4-3-3:氧气顶吹转炉吹炼提钒工艺氧气顶吹转炉吹炼提钒工艺工艺制度工艺制度终点控制制度终点控制制度 提钒终点控制主要指半钢温度控制、半钢提钒终点控制主要指半钢温度控制、半钢碳控制及钒渣（渣态、质量）控制三个方碳控制及钒渣（渣态、质量）控制三个方面面 半钢温度：半钢温度：1380 半钢碳含量：半钢碳含量：3.8%钒渣钒渣V2

49、O5品位要求品位要求17.5%转炉炉口火焰由暗红色转为明亮色时，视转炉炉口火焰由暗红色转为明亮色时，视为碳焰露头，可提枪倒炉为碳焰露头，可提枪倒炉 转炉提钒试验和生产的结果表明，半钢中转炉提钒试验和生产的结果表明，半钢中余钒含量与提钒终点温度之间的关系如图余钒含量与提钒终点温度之间的关系如图116所示所示 到到1400时，半钢中余钒含量相应由时，半钢中余钒含量相应由0.029增加到增加到0.043；温度继续提高到；温度继续提高到1440，余钒含量将剧增到余钒含量将剧增到0.091同时，提钒过同时，提钒过程中铁水的脱碳量与温度的关系如图程中铁水的脱碳量与温度的关系如图117所示。随着提钒终点温度

50、升高，提钒过程所示。随着提钒终点温度升高，提钒过程中脱碳量直线增加。因此，为了实现提钒中脱碳量直线增加。因此，为了实现提钒保碳，使半钢中余钒含量保碳，使半钢中余钒含量0.05，并获，并获得较高的半钢含碳量和温度，提钒过程应得较高的半钢含碳量和温度，提钒过程应在约在约1400时结束时结束 转炉提钒试验和生产的结果表明，半钢中余钒含转炉提钒试验和生产的结果表明，半钢中余钒含量与提钒终点温度之间的关系如图所示量与提钒终点温度之间的关系如图所示 由图可见，提钒终点温度由由图可见，提钒终点温度由1320提高到提高到1400时，半钢中余钒含量相应由时，半钢中余钒含量相应由0.029增加到增加到0.043；