[发明专利]一种含钒磷铁水脱磷保钒的方法

说明书

一种含钒磷铁水脱磷保钒的方法，主要包括以下步骤：(1)将高炉或非高炉生产的脱硫后的含钒、磷铁水引流到感应炉中；(2)根据磷含量添加脱磷渣并喷吹CO₂，可采用顶吹，底吹，侧吹或顶底复吹；(3)当含钒磷铁水中磷的含量降低至0.03％以下时，停止喷吹，炉渣与铁水分离。含钒、磷铁水经本发明方法处理后，在磷含量降至钒钢要求的同时，铁水中的钒损失率小于10％，达到脱磷保钒的效果。本发明通过喷吹CO₂实现了含钒、磷铁水的选择性氧化以及CO₂的资源化利用，缩减了钒钢的冶炼流程。

技术领域

本发明属于冶金领域，具体涉及一种含钒铁水脱磷保钒的方法。

背景技术

金属钒在钢铁领域应用广泛，85％以上的钒产品被应用到钢铁生产中。对于已开发的钒钢冶炼工艺而言，无论采用何种合金化方式均在氧气提钒的框架之内，需要先把钒氧化入渣，再以钒渣、V₂O₅或者钒铁的方式加入至提钒半钢中，整个冶炼工艺流程长，能源消耗大，钒的利用率和收得率低。

目前脱磷工艺遵循着“三高一低”的原则，即高碱度、高氧化性、高渣量、低温，传统的转炉脱磷工艺需要大量鼓吹氧气，导致铁水中的钒被氧化富集到渣中，也就是传统的提钒工艺。若要做到脱磷保钒要求不能喷吹强氧化气体-氧气，CO₂在炼钢温度下具有一定的氧化性，在炼钢过程中常被用作复吹气体，来控制炉温。

申请号为201510398708.1的专利提出一种利用CO₂在双转炉中提高脱磷效率的方法，通过在脱磷炉中顶吹CO₂-O₂混合气体，在脱碳炉中深度脱磷，最终磷含量可降低到0.01％～0.03％，但该方法只是利用CO₂，并未涉及到有价元素的选择性氧化。申请号为201811174998.1的专利一种铁水预处理过程脱硫脱磷工艺，可将铁水中磷含量从0.05％降至0.005％，未涉及到喷吹CO₂和钒元素。申请号为201880007485.3的专利提出铁水的脱磷方法，对脱磷渣系进行了改进，未涉及喷吹CO₂及钒元素。

申请号为201610851740.5的专利提出了一种喷吹CO₂脱除高碳含铜铁水中碳的方法，涉及到喷吹CO₂对含铜铁水脱碳和脱磷，但未涉及对含钒磷铁水中脱磷保钒的处理方法。申请号为201510117621.2的专利提供了一种铁水同时脱磷硫保铌钒铬镍的方法，涉及一种同时脱磷硫的方法，并未涉及到喷吹CO₂脱磷保钒。

上述专利虽然涉及到以CO₂脱磷过程，但并未涉及利用CO₂喷吹的方式同时实现含钒、磷铁水脱磷保钒直接冶炼钒钢的方法。

发明内容

本发明针对含钒磷铁水的短流程应用提出一种脱磷保钒的方法，向含钒磷铁水通入CO₂气体，通入的CO₂与铁水中的磷元素发生反应，不和铁水中的钒元素反生反应。使用CO₂气体与脱磷渣配合对熔池中磷元素进行选择性氧化，CO₂在冶炼温度下优先氧化磷、碳、硅等元素，因此可以达到脱磷保钒的效果。

本发明的技术过程主要通过以下步骤实现：

(1)将脱硫后的含钒磷铁水引流至感应炉中，并保证感应炉中的含钒铁水的温度保持在1400～1450℃；

(2)投入脱磷渣，同时喷吹CO₂气体；其中，CO₂的喷吹速率为0.50～5.0Nm³/t_铁水·min，喷吹时间为10～60min；其中CO₂与铁水中磷的反应如下：