本發(fā)明屬于鋼鐵冶煉技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種使用釩化尾渣輔助半鋼煉鋼造渣的方法。

背景技術(shù)：

目前，使用釩鈦磁鐵礦作為主要原料生產(chǎn)鋼鐵的企業(yè)，煉鋼所使用的鐵水中含釩、鈦等微量元素（簡(jiǎn)稱(chēng)含釩鐵水），為提取含釩鐵水中的釩元素，采用雙聯(lián)工藝，即鐵水先經(jīng)過(guò)提釩后冶煉成半鋼，再用半鋼進(jìn)行煉鋼。提釩過(guò)程si、mn、ti等元素絕大部分已經(jīng)氧化進(jìn)入釩渣中，與普通鐵水相比較，半鋼中si、mn、ti等元素含量很少，不利于煉鋼過(guò)程的造渣及轉(zhuǎn)爐渣的流動(dòng)性。目前半鋼煉鋼化渣，主要依靠半鋼煉鋼過(guò)程氧化金屬液中的鐵形成氧化鐵來(lái)促進(jìn)石灰融化，形成ca-fe系爐渣，導(dǎo)致吹煉過(guò)程中化渣困難。為解決此問(wèn)題，通常采用在吹煉過(guò)程中加入含氟化渣物料作為化渣劑輔助化渣，加入量一般在4-6kg/t鋼，加入含氟化渣物料能夠顯著降低cao、2cao·sio2的熔點(diǎn)和爐渣的黏度，達(dá)到迅速化渣的效果，但是存在持續(xù)時(shí)間短、易返干，大量使用會(huì)增加噴濺、加劇爐襯侵蝕及污染環(huán)境等問(wèn)題，屬于不可再生資源。因此改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)，改善半鋼煉鋼化渣問(wèn)題，是提高半鋼煉鋼技術(shù)水平的重要內(nèi)容。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種使用釩化尾渣輔助半鋼煉鋼造渣的方法，從而提高半鋼吹煉過(guò)程中爐渣熔化速度、脫磷效果及冶金效果，提高金屬收得率，降低生產(chǎn)成本。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是，一種利用釩化尾渣輔助半鋼煉鋼造渣的方法，所述方法包括如下步驟：

（1）釩化尾渣壓球處理；

（2）半鋼煉鋼造渣劑篩選；

（3）半鋼冶煉。

本發(fā)明所述步驟（1）釩化尾渣壓球時(shí)添加硅、錳元素。

本發(fā)明所述步驟（1）釩化尾渣球中的全鐵含量tfe≥26%。

本發(fā)明所述步驟（1）釩化尾渣球中的硅錳氧化物含量（sio2+mno）≥25%。

本發(fā)明所述步驟（2）中的造渣劑為粒度5-30mm的釩化尾渣球。

本發(fā)明所述步驟（3）中半鋼冶煉工序，在轉(zhuǎn)爐吹煉0-3min，按照2-10kg/t鋼向爐內(nèi)加入造渣劑。

本發(fā)明所述步驟（3）中半鋼冶煉工序，在轉(zhuǎn)爐吹煉中期6-10min，聲納化渣儀顯示過(guò)程返干，降低供氧量至20000-22000m³/h，按照2-6kg/t鋼向爐內(nèi)加入造渣劑。

本發(fā)明所述步驟（3）中半鋼冶煉工序，在吹煉6-7分鐘時(shí)分兩批加入石灰，石灰總加入量為5-10kg/t鋼。

上述在轉(zhuǎn)爐使用釩化尾渣球，有效的改善了轉(zhuǎn)爐爐渣的流動(dòng)性，降低了終渣的全鐵含量。

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中半鋼煉鋼化渣困難等問(wèn)題進(jìn)行了大膽創(chuàng)新改進(jìn)，利用廢棄物釩化尾渣，添加一定量的硅、錳元素，篩選出粒度5-30mm的釩化尾渣球作為半鋼煉鋼造渣劑，吹煉前期加入釩化尾渣球輔助半鋼煉鋼化渣，利用釩化尾渣球含鐵氧化物及si、mn氧化物含量高的特點(diǎn)，加速半鋼煉鋼時(shí)的石灰熔化速度，提高爐渣脫磷效果；吹煉中期加入釩化尾渣球，利用釩化尾渣較高的含鐵氧化物，有效降低爐渣熔點(diǎn)，改善吹煉中期的化渣條件；吹煉后期加入釩化尾渣球，促進(jìn)脫磷反應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：1、縮短初渣形成時(shí)間，加速石灰熔化速度，比傳統(tǒng)工藝平均縮短42秒；2、提高爐渣脫磷效果；3、釩化尾渣本身屬于廢棄物，自身成本低，釩化尾渣鐵含量高（tfe≥26%），熔化后經(jīng)煉鋼化學(xué)反應(yīng)直接進(jìn)入金屬液中，能夠提高金屬收得率；釩化尾渣硅錳氧化物含量高（sio2+mno≥25%），有效改善爐渣的流動(dòng)性，提高冶金效果，有效的降低了生產(chǎn)成本。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

本發(fā)明改進(jìn)要點(diǎn)是以釩化尾渣球代替?zhèn)鹘y(tǒng)螢石作為半鋼煉鋼化渣劑。所述釩化尾渣球是利用廢棄物釩化尾渣，添加一定量的硅、錳元素，壓球處理，篩選出粒度5-30mm的釩化尾渣球作為半鋼煉鋼造渣劑，其理化指標(biāo)如下表1：

表1造渣劑釩化尾渣球主要化學(xué)成分及含量（wt%）

本發(fā)明方法在半鋼煉鋼的不同時(shí)期，根據(jù)需求加入釩化尾渣球，其具體加入方法及作用機(jī)理如下：

1、在半鋼吹煉前期應(yīng)用釩化尾渣球輔助半鋼煉鋼造渣，加速半鋼煉鋼石灰熔化：

半鋼煉鋼時(shí)，在吹煉開(kāi)始0-3min內(nèi)按照2-10kg/t鋼一次性向爐內(nèi)加入釩化尾渣球，輔助吹煉前期快速成渣。煉鋼過(guò)程（feo）對(duì)石灰熔化速度影響最大，它是石灰熔解的基本溶劑。其原因是（1）它能顯著降低爐渣粘度，加速石灰熔解過(guò)程傳質(zhì)。（2）它能改善爐渣對(duì)石灰的潤(rùn)濕和向石灰孔隙中的滲透。（3）它的離子半徑小，且與cao同屬立方晶系。這有利于（feo）向石灰晶格中遷移并生成低熔點(diǎn)物質(zhì)。（4）它能減少石灰塊表面2cao·feo的生成，并使生成2cao·feo變疏松，有利于石灰熔解。與鐵水煉鋼不同，半鋼中si、mn等元素含量為微量，半鋼溫度在1330-1390℃之間，吹煉前期直接發(fā)生較為劇烈的c-o反應(yīng)，從而使?fàn)t渣中feo含量達(dá)不到化渣要求，石灰熔化速度降低。釩化尾渣球加速半鋼煉鋼石灰熔解的關(guān)鍵在于加入釩化尾渣球后，增加了渣中（fe2o3）含量，并迅速反應(yīng)生成（feo），加速石灰的熔解速度。

2、吹煉中期加入釩化尾渣球化渣：

轉(zhuǎn)爐吹煉開(kāi)始6-10min，根據(jù)聲納化渣儀顯示過(guò)程返干，降低供氧量至20000-22000m³/h，按照2-6kg/t鋼向爐內(nèi)加釩化尾渣球進(jìn)行化渣。在轉(zhuǎn)爐吹煉中期，由于[c][o]化學(xué)反應(yīng)劇烈，[c][o]反應(yīng)成為主要奪[c]主要限制環(huán)節(jié)在于[o]，造成爐渣中的（feo）降低，造成返干，除依靠提高槍位降低供氧流量外，勢(shì)必加入一些降低熔渣熔點(diǎn)的物質(zhì)進(jìn)行調(diào)渣操作，傳統(tǒng)是加入螢石，起到降低爐渣熔點(diǎn)的作用，但螢石對(duì)轉(zhuǎn)爐爐襯侵蝕厲害，嚴(yán)重影響轉(zhuǎn)爐爐齡，還污染環(huán)境，而釩化尾渣球由于含有較高的鐵氧化物，適量加入可有效降低爐渣熔點(diǎn)，提高冶金效果，改善吹煉中期的化渣條件。

實(shí)施例1

生產(chǎn)鋼種ss400，轉(zhuǎn)爐裝入半鋼量173噸，半鋼中[c]3.69%，[s]0.043%，[p]0.124%，溫度1372℃，本次轉(zhuǎn)爐出鋼量為165噸，生產(chǎn)鋼種ss400吹煉終點(diǎn)目標(biāo)溫度為1650℃，[c]0.06-0.10%，[s]≤0.035%，[p]≤0.020%。開(kāi)吹按25kg/t鋼加入石灰、按照10kg/t鋼加入白云石，按照4kg/t鋼加入釩化尾渣（化學(xué)成分含量見(jiàn)表1），吹煉前期成渣時(shí)間為208秒，初渣形成2分鐘后爐渣進(jìn)行取樣，堿度為3.33，全鐵含量為24.5%。在吹煉6-7分鐘時(shí)分兩批加入石灰，加入總量為6kg/t鋼。在轉(zhuǎn)爐吹煉中期（吹煉8分鐘）聲納化渣儀顯示過(guò)程返干，將瞬時(shí)流量33000m³/h降至22000m³/h，按照2kg/t鋼加入釩渣尾渣進(jìn)行化渣。36秒后爐渣熔化較好，瞬時(shí)流量恢復(fù)到33000m³/h。終點(diǎn)時(shí)鋼水溫度1652℃，過(guò)程熱量損失不大，爐渣堿度為3.98，tfe含量為17.24%，鋼水中[c]0.075%，[s]0.033%，[p]0.017%。

實(shí)施例2

生產(chǎn)鋼種sphc，轉(zhuǎn)爐裝入半鋼量173噸，半鋼中[c]3.59%，[s]0.033%，[p]0.136%，溫度1364℃，本次轉(zhuǎn)爐出鋼量為165噸，生產(chǎn)鋼種sphc吹煉終點(diǎn)目標(biāo)溫度為1660℃，[c]0.03%，[s]≤0.028%，[p]≤0.015%。開(kāi)吹按30kg/t鋼加入石灰、按照10kg/t鋼加入白云石，按照5kg/t鋼加入釩化尾渣（化學(xué)成分含量見(jiàn)表1），吹煉前期成渣時(shí)間為233秒，初渣形成2分鐘后爐渣進(jìn)行取樣，堿度為3.56，全鐵含量為26.4%。在吹煉5-7分鐘時(shí)分兩批加入石灰，加入總量為8kg/t鋼。在轉(zhuǎn)爐吹煉中期（吹煉7分鐘）聲納化渣儀顯示過(guò)程返干，將瞬時(shí)流量33000m³/h降至22000m³/h，按照2kg/t鋼加入釩渣尾渣進(jìn)行化渣。38秒后爐渣熔化較好，瞬時(shí)流量恢復(fù)到33000m³/h。終點(diǎn)時(shí)鋼水溫度1662℃，過(guò)程熱量損失不大，爐渣堿度為4.23，tfe含量為18.74%，鋼水中[c]0.032%，[s]0.025%，[p]0.012%。

實(shí)施例3

生產(chǎn)鋼種c380cl，轉(zhuǎn)爐裝入半鋼量173噸，半鋼中[c]3.72%，[s]0.025%，[p]0.127%，溫度1364℃，本次轉(zhuǎn)爐出鋼量為164噸，生產(chǎn)鋼種c380cl吹煉終點(diǎn)目標(biāo)溫度為1670℃，[c]0.05%，[s]≤0.022%，[p]≤0.010%。開(kāi)吹按40kg/t鋼加入石灰、按照10kg/t鋼加入白云石，按照5kg/t鋼加入釩化尾渣（化學(xué)成分含量見(jiàn)表1），吹煉前期成渣時(shí)間為226秒，初渣形成2分鐘后爐渣進(jìn)行取樣，堿度為4.86，全鐵含量為26.59%。在吹煉6-7分鐘時(shí)分兩批加入石灰，加入總量為10kg/t鋼。在轉(zhuǎn)爐吹煉中期（吹煉7分鐘）聲納化渣儀顯示過(guò)程返干，將瞬時(shí)流量33000m³/h降至22000m³/h，按照3kg/t鋼加入釩渣尾渣進(jìn)行化渣。47秒后爐渣熔化較好，瞬時(shí)流量恢復(fù)到33000m³/h。終點(diǎn)時(shí)鋼水溫度1668℃，過(guò)程熱量損失不大，爐渣堿度為4.59，tfe含量為19.74%，鋼水中[c]0.043%，[s]0.021%，[p]0.009%。

實(shí)施例4

生產(chǎn)鋼種gr50-11，轉(zhuǎn)爐裝入半鋼量174噸，半鋼中[c]3.76%，[s]0.028%，[p]0.173%，1371℃，本次轉(zhuǎn)爐出鋼量為166噸，生產(chǎn)鋼種gr50-11吹煉終點(diǎn)目標(biāo)溫度為1650℃，[c]0.06%，[s]≤0.024%，[p]≤0.018%。開(kāi)吹按30kg/t鋼加入石灰、按照10kg/t鋼加入白云石，按照2kg/t鋼加入釩化尾渣（化學(xué)成分含量見(jiàn)表1），吹煉前期成渣時(shí)間為233秒，初渣形成1分鐘后爐渣進(jìn)行取樣，堿度為3.28，全鐵含量為25.44%。在吹煉5-6分鐘時(shí)分兩批加入石灰，加入總量為5kg/t鋼。在轉(zhuǎn)爐吹煉中期（吹煉6分鐘）聲納化渣儀顯示過(guò)程返干，將瞬時(shí)流量33000m³/h降至20000m³/h，按照2kg/t鋼加入釩渣尾渣進(jìn)行化渣。42秒后爐渣熔化較好，瞬時(shí)流量恢復(fù)到33000m³/h。終點(diǎn)時(shí)鋼水溫度1661℃，過(guò)程熱量損失不大，爐渣堿度為3.89，tfe含量為16.58%，鋼水中[c]0.066%，[s]0.022%，[p]0.014%。

實(shí)施例5

生產(chǎn)鋼種sae1006b，轉(zhuǎn)爐裝入半鋼量177噸，半鋼中[c]3.62%，[s]0.020%，[p]0.137%，1366℃，本次轉(zhuǎn)爐出鋼量為166噸，生產(chǎn)鋼種sae1006b吹煉終點(diǎn)目標(biāo)溫度為1630℃，[c]0.03%，[s]≤0.018%，[p]≤0.012%。開(kāi)吹按32kg/t鋼加入石灰、按照10kg/t鋼加入白云石，按照10kg/t鋼加入釩化尾渣（化學(xué)成分含量見(jiàn)表1），吹煉前期成渣時(shí)間為226秒，初渣形成1分鐘后爐渣進(jìn)行取樣，堿度為3.53，全鐵含量為24.4%。在吹煉8-10分鐘時(shí)分兩批加入石灰，加入總量為5kg/t鋼。在轉(zhuǎn)爐吹煉中期（吹煉10分鐘）聲納化渣儀顯示過(guò)程返干，將瞬時(shí)流量33000m³/h降至21000m³/h，按照6kg/t鋼加入釩渣尾渣進(jìn)行化渣。36秒后爐渣熔化較好，瞬時(shí)流量恢復(fù)到33000m³/h。終點(diǎn)時(shí)鋼水溫度1667℃，過(guò)程熱量損失不大，爐渣堿度為4.33，tfe含量為18.48%，鋼水中[c]0.035%，[s]0.015%，[p]0.012%。

對(duì)比例1

本對(duì)比例提供本發(fā)明方法冶煉與常規(guī)方法冶煉普碳鋼種，跟蹤對(duì)比10爐，具體效果見(jiàn)下表2。

其中，本發(fā)明方法與常規(guī)煉鋼工藝的方法區(qū)別僅在于造渣劑使用不同，本發(fā)明方法使用的造渣劑為釩化尾渣，常規(guī)煉鋼工藝使用的造渣劑為螢石。

表2本發(fā)明方法經(jīng)與常規(guī)煉鋼造渣方法比對(duì)

以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。