高硅鐵水轉(zhuǎn)爐提釩對釩渣質(zhì)量的影響及方法

張帆

摘要：鐵水[ ]嚴(yán)重影響轉(zhuǎn)爐提釩的質(zhì)量，鐵水[ ]對釩渣氧化具有抑制作用。釩渣渣態(tài)稀，將降低釩渣品位以及產(chǎn)渣率，導(dǎo)致半鋼余釩相對偏高。因此，有必要深入了解高硅鐵水對轉(zhuǎn)爐提釩的影響，并積極探究高硅鐵水提釩方法。本文淺析了高硅鐵水對轉(zhuǎn)爐提釩的影響，探究了高硅鐵水提釩方法，以期為高硅鐵水提釩方法提供借鑒。

關(guān)鍵詞：高硅鐵水；提釩；釩渣質(zhì)量

前言：鐵水[Si]會嚴(yán)重影響釩渣品位，鐵水的硅含量越高，對釩渣品位的影響就越大，使釩渣品位越趨降低。相關(guān)高硅鐵水轉(zhuǎn)爐提釩的實(shí)踐表明，當(dāng)鐵水硅在0.18%以上時，釩渣品位在15.0%以下。因此，本文所論述的高硅鐵水主要是指鐵水在0.18%以上的鐵水。

一、高硅鐵水對轉(zhuǎn)爐提釩的影響

1、釩氧化的熱力學(xué)條件以及硅的具體影響

轉(zhuǎn)爐提釩的實(shí)際過程主要是鐵水中各類元素，諸如 、 、 、 以及 等進(jìn)行氧化反應(yīng)的具體過程。鐵水中各類元素的實(shí)際氧化反應(yīng)速度，主要由元素具體含量、吹釩時相應(yīng)的熱力學(xué)條件等因素決定，自由能 對反應(yīng)能力具有決定性影響。相對于[ ]與氧相應(yīng)的親和力，[ ]與氧相應(yīng)的親和力較強(qiáng)[1]。當(dāng)硅在鐵水中具有較高含量時，將對釩的氧化產(chǎn)生抑制影響。

2、釩渣 比例上升將對釩渣品位造成稀釋

提釩過程，實(shí)際上是鐵水中所含各類元素發(fā)生氧化的過程，鐵水[ ]與氧具有較強(qiáng)的結(jié)合能力，半鋼[ ]平均為0.02%，鐵水中的[ ]絕大部分發(fā)生氧化成為 。鐵水中[ ]的含量不同，將導(dǎo)致釩渣 含量存在較大差異，鐵水硅為0.1%時，對應(yīng)的釩渣 為11.7%；鐵水硅為0.30%時，對應(yīng)的釩渣為26.0%，前后相差的百分點(diǎn)為14.3。這就表明，當(dāng)鐵水硅的含量提高時，釩渣品位將被稀釋。釩渣中 含量較高時，將對生產(chǎn)釩制品具體過程呈現(xiàn)的釩收率產(chǎn)生影響。當(dāng)釩渣硅釩比 / 在1以上時，釩渣 每個百分點(diǎn)的上升，均會導(dǎo)致氧化釩收率0.2個百分點(diǎn)的下降[2]。也就是說，釩硅比與氧化釩回收率成反比。

3、 、 轉(zhuǎn)化溫度提前達(dá)到將阻礙 的氧化

鐵水[ ]上升，將加快熔池溫度的上升，使 、 轉(zhuǎn)化溫度提前達(dá)到，這就會對 的氧化產(chǎn)生阻礙作用，并造成半鋼[ ]高，將對釩渣的品位造成不良影響[3]。

4、鐵水硅與釩渣品位呈現(xiàn)出線性關(guān)系

鐵水[ ]上升，將造成釩渣 出現(xiàn)下降，根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)鐵水[ ]處于0.05%到0.30%的范圍之內(nèi)時，釩渣 將與鐵水與[ ]%呈現(xiàn)出線性關(guān)系，如下式所示：

由該式可知，鐵水[ ]含量與釩渣 品位成反比，對于鐵水[ ]含量每0.01個百分點(diǎn)的增加，釩渣 均會相應(yīng)地產(chǎn)生0.35個百分點(diǎn)的降低。

5、對折合渣率的影響

在提釩實(shí)際過程中，鐵水中的[ ]經(jīng)過氧化反應(yīng)對 生成之后，初渣中所含的 與 、 等發(fā)生化學(xué)作用，生成鐵橄欖石類的硅酸鹽相，此類硅酸鹽相具有較低熔點(diǎn)，且導(dǎo)致釩渣相應(yīng)的熔點(diǎn)以及年度出現(xiàn)降低，并導(dǎo)致釩渣流動性出現(xiàn)增加。在鐵水[ ]在0.05%以下時，向熔池適量添加 ，促進(jìn)爐渣相應(yīng)流動性的適度增加，可實(shí)現(xiàn)對偏稠渣態(tài)的有效避免，并促進(jìn)釩的有效氧化。當(dāng)鐵水[ ]含量偏高時，渣中低熔點(diǎn)相會呈現(xiàn)過高現(xiàn)象，且渣態(tài)過稀，會加劇釩渣流失，降低釩渣產(chǎn)渣率[4]。

二、 高硅鐵水提釩方法

1、轉(zhuǎn)爐復(fù)吹技術(shù)

（1）提釩復(fù)吹改造

提釩爐復(fù)吹，可加速鐵水中所含釩的氧化，并強(qiáng)化金屬與爐渣相應(yīng)的還原過程，使?fàn)t渣-金屬體系趨于平衡，實(shí)現(xiàn)對釩渣中所含氧化鐵的有效降低，并促進(jìn)鐵水中所含釩實(shí)際氧化率以及釩渣中 含量的提高，實(shí)現(xiàn)對釩渣品位的有效改善。當(dāng)前主要采用4塊復(fù)吹透氣磚，在此基礎(chǔ)上，可采取如下措施對提釩復(fù)吹透氣磚進(jìn)行改造：①對之增設(shè)自動控制儀檢測表，對提釩復(fù)吹實(shí)施計(jì)算機(jī)自動控制。②對復(fù)吹流量進(jìn)行智能控制，采用大流量進(jìn)行提釩，促進(jìn)復(fù)吹效果的有效加強(qiáng)，暫停提釩時采用小流量，有效節(jié)約能源。③增設(shè)“復(fù)吹緊停模式”，確保在提釩爐異常情況下，有效保障其安全。提釩復(fù)吹改造，能有效縮短提釩吹氧時間，并促進(jìn)提釩周期的有效縮短和釩渣產(chǎn)量的大幅度提高。另外，能提高釩渣品位和產(chǎn)渣率，改善冶金效果。

2、碳質(zhì)還原劑

為實(shí)現(xiàn)釩渣品位的提高，可將碳質(zhì)還原劑添加入提釩爐內(nèi)，促進(jìn)釩渣 含量的有效降低，實(shí)現(xiàn)對釩渣的有效濃縮。碳質(zhì)還原劑的具體使用方法如下：在提釩出渣相應(yīng)爐此，完成吹釩后，在提氧槍時，將碳質(zhì)還原劑加入其中，并實(shí)施時長1到2分鐘的搖爐，方能實(shí)施出半鋼操作，并對搖爐范圍進(jìn)行控制，使之保持在爐前45°到爐后45°之間。在倒渣相應(yīng)爐次，在下氧槍實(shí)施吹氧之前，要對復(fù)吹進(jìn)行手動調(diào)節(jié)，并對流量進(jìn)行設(shè)定，使之保持在120—160m?/h，完成出半鋼操作后，對復(fù)吹控制模式調(diào)回，使之為自動操作，實(shí)現(xiàn)對攪拌效果的加強(qiáng)。

3、預(yù)脫硅技術(shù)

鐵水[ ]對釩渣生產(chǎn)具有較大影響。在提硅之前，將部分[ ]脫去，即可實(shí)現(xiàn)釩渣品位的有效提高。將脫硅劑添加入脫硫劑中，能有效改善脫硫效果，并將部分硅有效脫去。因此，預(yù)脫硅技術(shù)，即是先脫硫，后實(shí)施提釩，并將脫硅劑添加入脫硫劑中，有效實(shí)現(xiàn)脫硫以及脫硅，其工藝流程如下：含釩鐵水→采用脫硅劑實(shí)施脫硫、脫硅→扒渣→轉(zhuǎn)爐提釩→煉鋼。在高硅提釩過程中，使用脫硅劑，能有效提高釩渣品位。

結(jié)語：綜上所述，鐵水[Si]會嚴(yán)重影響釩渣品位，鐵水的硅含量越高，對釩渣品位的影響就越大，使釩渣品位越趨降低，釩渣 比例上升將對釩渣品位造成稀釋，當(dāng)鐵水[ ]含量偏高時，渣中低熔點(diǎn)相會呈現(xiàn)過高現(xiàn)象，且渣態(tài)過稀，會加劇釩渣流失，降低釩渣產(chǎn)渣率。因此，可采用提釩復(fù)吹工藝、添加碳質(zhì)還原劑以及預(yù)脫硅技術(shù)等高硅提釩方法有效提高釩渣品位和質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫成翔.轉(zhuǎn)爐提釩工藝對釩渣質(zhì)量的影響[J].中國科技博覽，2013（34）：577-577.

[2]梁新騰，曾建華，李揚(yáng)洲，等.一種轉(zhuǎn)爐提釩的釩渣改性劑及轉(zhuǎn)爐提釩冶煉方法：CN104195283 A[P].2014.

[3]張濤.轉(zhuǎn)爐提釩過程同時造渣脫磷的應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D].重慶大學(xué)，2015.

[4]李國庭，李敬賓，張文彪，等.150t轉(zhuǎn)爐低釩鐵水提釩生產(chǎn)實(shí)踐[C]//2014全國釩鈦學(xué)術(shù)交流會. 2014.