[发明专利]转炉提钒氧氮混吹供气方法

说明书

本发明涉及一种转炉提钒氧氮混吹供气方法，顶吹氧气，还包括下述步骤：a、取样：对铁水进行测温，取样化验，得到铁水温度和化学成分；b、修正：根据铁水成分对温度进行修正，得出铁水的计算温度；c、计算：根据铁水的计算温度计算顶部氧气中混入氮气的时间；d、转炉：转炉兑铁，降氧枪吹氧；e、混氮：根据计算出的混入氮气时间向顶部氧气中混入氮气；f、熔池温度达到终点温度，关氧气，关氮气。本方法顶吹氧枪采用纯氧吹炼，铁水中的钒可充分氧化，氧气中混入氮气，减少供氧强度，增加冷却强度，延缓铁水温度的上升速度，使得钒得到充分氧化，同时减少铁水中碳的氧化速度，达到“脱钒保碳”的目的。

技术领域

本发明涉及一种转炉提钒氧氮混吹供气方法，属于冶金技术领域。

背景技术

中国是钒钛磁铁矿大国，主要通过高炉冶炼钒钛磁铁矿得到含钒铁水，国内外主要的含钒铁水提钒方法有中国攀钢早期采用的雾化提钒、俄罗斯丘索夫冶金工厂的空气底吹转炉提钒法、顶底复吹转炉提钒法、南非海威尔德钢钒公司采用的摇包提钒法、新西兰钢铁公司采用的铁水包吹氧提钒法，其中顶底复吹转炉提钒法最为常用。

转炉提钒过程是将含钒铁水兑入提钒转炉，转炉上方安装可向转炉供氧气的可上下移动的氧枪，转炉底部有透气砖，可从底部供氮气、氩气等惰性气体，开炉吹炼时，氧枪下降的过程中打开氧气，氧气与高温铁水接触，铁水点燃，将氧枪下降到离铁水液面1.3m～2.2m的位置，给熔池供氧气，铁水中的碳、硅、锰、铬、钒、钛等元素与氧气接触进行氧化，形成氧化物，上浮进入渣中，钒氧化形成钒的高价氧化物进入渣中形成钒渣。转炉提钒过程是一个选择氧化过程，存在碳钒转化温度，温度大约1360℃，当熔池温度低于1360℃时，钒优先于碳发生氧化反应，以钒的氧化为主，碳的氧化较慢，当熔池温度高于1360℃时，碳优先于钒氧化，碳的氧化速度大于钒的氧化速度。提钒过程中向熔池加入冷却剂，使溶池温度上升速度变慢，使铁水钒充分氧化。转炉提钒过程中由于铁水碳和硅在钒氧化的同时进行了氧化，导致提钒后半钢的碳低、硅低，半钢的化学热源下降，影响下步转炉炼钢操作。

在提钒过程中，顶吹氧气混入氮气，可使熔池的温度上升速度变慢，有利于钒的充分氧化。但对于碳低、硅低、温度低的铁水，本来铁水热源不足，在提钒过程中氧气混入氮气，由于氮气具有冷却作用，低碳低硅低温度的热值损失加大，需要氧化更多的碳来保证终点温度，导致半钢碳低，半钢质量差，影响下步转炉炼钢操作。

铁水的热源，主要由化学热源和物理热源组成。其中铁水温度为物理热源，铁水的碳、硅等成分为化学热源，在转炉提钒供气过程中，铁水的碳、硅氧化产生热，根据经验，铁水碳质量分数每0.01％氧化可产生1℃的温度，铁水硅质量分数每0.01％氧化可产生4℃的铁水温度。

中国专利、公布号为CN102127613A的名称为一种转炉复合喷吹提钒方法，属于冶金行业转炉提钒技术领域。利用氧气与氮气的混和气体替代纯氧对含钒铁水进行复合喷吹，同时配合转炉底吹氮气或其它惰性气体进行提钒，通过降低对熔池所提供气体介质中的氧气浓度，同时保证熔池搅拌所需要的供气压力，以确保吹炼过程熔池温度平稳上升，同时满足提钒动力学条件的需要。该专利方法可增加提钒冷却强度，降低提钒升温速度，有利于铁水钒的氧化，但对于碳低、硅低、温度低的铁水，会存在半钢碳低，半钢条件差的问题。

中国专利、公布号为CN103773917B的名称为一种含钒铁水提钒炼钢的冶炼方法，其将含钒铁水经转炉炼钢工序、精炼工序和连铸工序进行冶炼，所述转炉炼钢工序为：(1)提钒：含钒铁水在转炉内采用氮氧复合喷吹进行吹炼，喷吹过程温度控制在1340℃～1400℃，直至铁水中钒含量≤0.05wt％时停止喷吹；(2)回收钒渣：倾斜转炉，通过捞渣或扒渣方式回收转炉内的钒渣；(3)炼钢：回收钒渣后的钢水在转炉内进行炼钢吹炼，吹炼采用氮氧复合喷吹；吹炼过程根据钢种要求加入造渣剂、控制吹炼终点。该专利提到“含钒铁水在转炉内采用氮氧复合喷吹进行吹炼”，但对碳低、硅低、温低的铁水，会导致半钢质量差的问题。

发明内容