[发明专利]一种利用CO促进提钒保碳的方法

说明书

本发明属于冶金技术领域，涉及一种利用CO促进提钒保碳的方法，在30‑400吨提钒转炉的冶炼阶段，利用炉气分析仪实时监测炉气中CO含量变化，根据CO含量变化将冶炼过程划分为冶炼前期、冶炼中期和冶炼后期三个阶段；针对不同冶炼时期的CO含量变化，动态调节CO气体供入量，增加炉内CO气体分压，抑制碳的氧化，同时利用CO气泡搅拌熔池。本发明利用CO在转炉中提高钒的氧化转化率，以降低半钢余钒，提高钒渣品位，从而实现提钒保碳的方法。

技术领域

本发明属于冶金工艺领域，尤其涉及一种利用CO促进提钒保碳的方法。

背景技术

转炉提钒是铁水中Fe、Si、Ti、Mn、V、C、等元素的选择性氧化反应过程。目前我国主要采用氧气转炉提钒工艺，氧气转炉提钒工艺主要通过供氧，形成钒的氧化物进入渣中。

从热力学角度分析，由于Si、Ti、Mn氧化反应均产生大量的热，因此转炉提钒过程熔池温度很快上升至1400℃以上，导致碳过早的氧化，抑制了钒的氧化，导致残钒较高。目前主要通过加入一些优质纯净而又含钒的冷却剂，如普通炼钢生铁块、含钒生铁块、氧化铁皮等冷却剂来实现提钒过程的控温，取得一定的效果，但是由于块状冷却剂无法持续控温，使熔池局部出现温差过大现象，同时由于提钒节奏快、温度低使块状冷却剂不易完全熔化，未能充分发挥其有效冷却作用，不利于提钒反应的顺利进行。

从动力学角度分析，钒氧化反应主要取决于反应物[V]和(FeO)向反应界面扩散的扩散传质速度。在吹炼过程中，氧气直接同铁水接触，由于铁浓度很大，铁元素的氧化受动力学条件及扩散因素的影响较小，而铁水中的钒元素在提钒过程中浓度逐渐减小，从而导致扩散速度变慢，随着冶炼过程的进行，反应界面处的钒越来越不能满足反应的需要，钒的氧化速度逐渐变慢，在吹炼末期尤其明显。因此，铁水中钒向反应界面处的扩散传质速度是钒发生氧化反应的限制性环节，钒的氧化速度主要取决于钒的扩散速度。提钒工艺特点决定熔池反应不激烈，炉内温度较低，碳氧反应被抑制，同时由于铁水中钒元素含量仅为0.3％左右，因此在提钒过程中钒元素的反应速度和程度受传质速度限制。钒在反应界面间的传质成为限制性环节，既影响了吹炼时间，又影响了钒的回收率。熔池反应动力学条件差，导致半钢余钒和渣中TFe含量高。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种利用CO促进提钒保碳的方法，本发明利用CO在转炉中提高钒的氧化转化率，以降低半钢余钒，提高钒渣品位，从而实现提钒保碳的方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种利用CO促进提钒保碳的方法，包括如下过程：

在30-400吨提钒转炉的冶炼阶段，利用炉气分析仪实时监测炉气中CO含量变化，根据CO含量变化将冶炼过程划分为冶炼前期、冶炼中期和冶炼后期三个阶段；

冶炼前期、冶炼中期和冶炼后期三个阶段划分方式为：

冶炼前期为：炉气中CO体积分数由0％逐渐增加至0.5％；

冶炼中期为：炉气中CO体积分数在0.5％-5％，波动范围为±1％；

冶炼后期为：炉气中CO体积分数由5％逐渐升高，直至吹炼终点；

针对不同冶炼时期的CO含量变化，动态调节CO气体供入量，增加炉内CO气体分压，抑制碳的氧化，同时利用CO气泡搅拌熔池，具体包括如下过程：

在所述的冶炼前期，喷吹惰性气体，对熔池搅拌；

在所述的冶炼中期，喷吹气体中混入CO，逐步增加CO供入量，通过提升炉内CO分压，抑制C的氧化，延长提钒反应温度区间，具体方法包括：基于实时炉内CO含量变化率与喷吹混合气体中CO的喷吹强度建立函数关系，使转炉冶炼中期的CO喷吹强度从冶炼中期的起始喷吹强度开始持续增加，在冶炼中期终点时达到最大喷吹强度，以抑制碳的氧化；