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第五章
含钒铁水炼钢工艺及钢渣(钒渣)提钒;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; 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。;铁水化学成分; 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:;吹炼前期;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。; 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。;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%。;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。;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。;2、终点控制
攀钢采用低拉增碳法。超低碳钢采用RH脱碳,中高碳钢采用增碳法补碳。; ①钒渣直接冶炼钒铁
②钒渣作为生产钒化合物原料
③用钒渣使钢直接合金化;(一)钒渣直接冶炼钒铁的方法;2、用钒渣直接冶炼钒铁方法举例;⑵俄罗斯的姆.阿.累斯:介绍了用碳在1290~1390℃预还原钒渣,将86%的氧化铁和小于5%的氧化钒被还原到金属中,分离后钒渣中的V/Fe比由0.20~0.25提高到1.0~1.5。再用75%的硅铁和铝还原预还原钒渣得到合金(%):20~26V,10~15Mn,2~4Cr,14~18Si,3~6Ti。用预还原钒渣精炼此合金后得到钒铁合金(%):26~34V,14~18Mn,4~6Cr。 ;(二)用钒渣使钢直接合金化;2、钒渣直接使钢合金化
采用钒渣直接合金化原理:是用钒渣和还原剂进行混合,还原渣中的钒氧化物,并使钒转入钢中。
优点:可显著降低合金化的成本,减少生产钒铁造成的钒损失,提高钒利用率。目前俄罗斯许多企业采用钒渣直接合金化。采用不同含钒原料使钢合金化时,钒进入钢的比率及工艺流程图见下页。;造块原料(烧结球团)97.8%;钒渣直接使钢合金化方法举例:
①在炼钢过程中加入钒渣(苏联)
在碱性电弧炉中直接合金化的方法是:先将炼钢过程中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
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