《转炉提钒讲座》PPT课件.ppt

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1、 提高钒渣品位工艺技术控制建龙目录目录第三部分第三部分第三部分第三部分 第二部分第二部分第二部分第二部分 第四部分第四部分第四部分第四部分第一部分第一部分第一部分第一部分 转炉提钒基本原理转炉提钒基本原理转炉提钒基本原理转炉提钒基本原理 攀钢转炉提钒冶炼工艺状况攀钢转炉提钒冶炼工艺状况攀钢转炉提钒冶炼工艺状况攀钢转炉提钒冶炼工艺状况 第五部分第五部分第五部分第五部分转炉提钒概况转炉提钒概况转炉提钒概况转炉提钒概况 第六部分第六部分第六部分第六部分转炉提钒基本概况转炉提钒基本概况第一部分第一部分 1.钒的特性钒的特性：“现代工业的味精”、“现代工业材料重要的添加剂”。2.钒的用途钒的用途：钒是一

2、种重要的战略资源，广泛应用于钒铁、航天、化工、新型能源等领域。u钒铁合金、钒氮合金可提高钢的强度和韧性，如：在结构钢中加入0.1%的钒,可提高强度10%至21%,减轻结构重量15%至25%,降低成本8%至10%；钒在钢铁工业中的消费占其总额的85%。国内钒的消费中有90%用于钢铁工业，发达国家低微合金钢占整个钢材消费量的80%,我国目前不到20%。其消耗比例为碳素钢占20%,高强度低合金钢占25%,合金钢占20%,工具钢占15%。u钒铝合金被用于航天领域。u其余10%用于催化剂、颜料等领域。一一 概述概述u钒在普通钢普通钢中主要为细化晶粒，增加钢的强度，具有抑制时效作用；u钒在合金结构钢合金结

3、构钢中能细化晶粒，增加钢的强度和韧性；u钒在弹簧钢弹簧钢中与Cr、Mn配合使用可增加钢的弹性极限，并改善其质量；u在 工具钢工具钢中主要细化钢的组织和晶粒，增加钢的回火稳定性，延长工具使用寿命；u钒在耐热钢耐热钢中也起着关键作用。钒在钢中的作用钒在钢中的作用3.钒的用量钒的用量u 2010年国内对V2O5的需求量约为4.2万t。其中钢铁工业对钒铁和氮化钒的需求量为3.9万tV2O5,化工等部门的需求量为0.3万tV2O5；u2011年将接近4.5万t。4.钒的产量钒的产量主要主要钒渣生渣生产厂家厂家产量量(万万t)年份年份厂家厂家20072007200820082009200920102010

4、攀攀钢2020212123.523.529.629.6承承钢12.512.520.120.122.322.333.133.1承德建承德建龙3.13.15.钒的产量钒的产量u中国的钒产量居世界第一位，约占世界钒产量的 54.8；u南非的钒产量居世界第二位，约占世界钒产量的 30.0；u俄罗斯为世界第三大钒生产国，俄罗斯钒产量约占世界钒总产量的 13.3；u西欧国家矿山钒的产量不足世界矿山钒产量的 3。6.钒的主要产地钒的主要产地 2010年上半年国内V2O5(冶金级，片)均价约9.9万元/t，全年V2O5均价为11.5万元/t，高点12万元/t。7.钒的商业价值钒的商业价值8.钒的储量钒的储量

5、世界上的钒资源储量基础为1.6亿t,可开采150年。从钒储量基础的占有比重情况看,南非占46%,独联体占23.6%,美国占13.1%,中国占11%,其它国家占有的总和则不足6%。第二部分第二部分 转炉提钒基本原理转炉提钒基本原理要求：要求：要求：要求：1 1 1 1、理理理理解解解解转转转转炉炉炉炉提提提提钒钒钒钒原原原原理理理理，铁铁铁铁质质质质初初初初渣渣渣渣与与与与金金金金属属属属熔熔熔熔体间的氧化反应，转炉提钒脱钒脱碳规律。体间的氧化反应，转炉提钒脱钒脱碳规律。体间的氧化反应，转炉提钒脱钒脱碳规律。体间的氧化反应，转炉提钒脱钒脱碳规律。2 2 2 2、掌掌掌掌握握握握铁铁铁铁水水水水中

6、中中中碳碳碳碳-钒钒钒钒氧氧氧氧化化化化转转转转化化化化温温温温度度度度的的的的计计计计算算算算及及及及影响提钒的主要因素。影响提钒的主要因素。影响提钒的主要因素。影响提钒的主要因素。重点：重点：重点：重点：铁铁铁铁水水水水中中中中碳碳碳碳-钒钒钒钒氧氧氧氧化化化化转转转转化化化化温温温温度度度度的的的的计计计计算算算算及及及及影影影影响响响响提提提提钒的主要因素钒的主要因素钒的主要因素钒的主要因素一、转炉提钒的目的和意义一、转炉提钒的目的和意义一、转炉提钒的目的和意义一、转炉提钒的目的和意义 1 1 1 1、提提提提钒钒钒钒：经经经经济济济济、合合合合理理理理、工工工工业业业业化化化化地地地

7、地从从从从含含含含钒钒钒钒矿矿矿矿物物物物或或或或含含含含钒钒钒钒废废废废料料料料中提取钒、钒的氧化物、钒合金、钒化合物的过程。中提取钒、钒的氧化物、钒合金、钒化合物的过程。中提取钒、钒的氧化物、钒合金、钒化合物的过程。中提取钒、钒的氧化物、钒合金、钒化合物的过程。2 2 2 2、转炉提钒的目的、转炉提钒的目的、转炉提钒的目的、转炉提钒的目的(或主要任务或主要任务或主要任务或主要任务)uu 把含钒铁水吹炼成满足下一步炼钢要求的把含钒铁水吹炼成满足下一步炼钢要求的把含钒铁水吹炼成满足下一步炼钢要求的把含钒铁水吹炼成满足下一步炼钢要求的一定一定一定一定碳量的半钢碳量的半钢碳量的半钢碳量的半钢；uu

8、 最大限度地最大限度地最大限度地最大限度地把铁水中的钒氧化进入钒渣；把铁水中的钒氧化进入钒渣；把铁水中的钒氧化进入钒渣；把铁水中的钒氧化进入钒渣；uu 通过提钒得到通过提钒得到通过提钒得到通过提钒得到适合于下一步提取适合于下一步提取适合于下一步提取适合于下一步提取V V V V2 2 2 2O OO O5 5 5 5要求的钒渣要求的钒渣要求的钒渣要求的钒渣；uu 铁的损耗要降至最低限度铁的损耗要降至最低限度铁的损耗要降至最低限度铁的损耗要降至最低限度,即半钢的收得率要高即半钢的收得率要高即半钢的收得率要高即半钢的收得率要高,以降低钒渣生产成本。以降低钒渣生产成本。以降低钒渣生产成本。以降低钒渣

9、生产成本。3 3 3 3、提钒的意义、提钒的意义、提钒的意义、提钒的意义 获获获获得得得得高高高高品品品品位位位位的的的的钒钒钒钒渣渣渣渣和和和和高高高高物物物物理理理理热热热热及及及及高高高高化化化化学学学学热热热热的的的的半半半半钢钢钢钢,为为为为下下下下一一一一步步步步生生生生产产产产商商商商品品品品钒钒钒钒渣渣渣渣和炼钢提供原料。和炼钢提供原料。和炼钢提供原料。和炼钢提供原料。二、提钒原理二、提钒原理二、提钒原理二、提钒原理 1 1 1 1、转转转转炉炉炉炉提提提提钒钒钒钒过过过过程程程程：是是是是氧氧氧氧射射射射流流流流与与与与金金金金属属属属熔熔熔熔体体体体表表表表面面面面相相相相

10、互互互互作作作作用用用用，与与与与铁铁铁铁水水水水中中中中铁铁铁铁、钒钒钒钒、碳碳碳碳、硅硅硅硅、锰锰锰锰、钛钛钛钛、磷磷磷磷、硫硫硫硫等等等等元元元元素素素素的的的的氧氧氧氧化化化化反反反反应应应应过过过过程程程程。这这这这些些些些元元元元素素素素氧氧氧氧化化化化反反反反应应应应进进进进行行行行的的的的速速速速度度度度取取取取决决决决于于于于铁铁铁铁水水水水本本本本身身身身化化化化学学学学成成成成分分分分、吹吹吹吹钒钒钒钒时时时时的的的的动动动动力力力力学学学学条条条条件件件件和热力学条件。和热力学条件。和热力学条件。和热力学条件。2 2 2 2、转炉提钒原理、转炉提钒原理、转炉提钒原理、转

11、炉提钒原理 就就就就是是是是利利利利用用用用选选选选择择择择性性性性氧氧氧氧化化化化的的的的原原原原理理理理,采采采采用用用用高高高高速速速速氧氧氧氧射射射射流流流流在在在在转转转转炉炉炉炉中中中中对对对对含含含含钒钒钒钒铁铁铁铁水水水水进进进进行行行行搅搅搅搅拌拌拌拌，将将将将铁铁铁铁水水水水中中中中钒钒钒钒氧氧氧氧化化化化成成成成稳稳稳稳定定定定的的的的钒钒钒钒氧氧氧氧化化化化物物物物,以以以以制制制制取取取取钒钒钒钒渣渣渣渣的的的的一一一一种种种种物理化学反应过程。物理化学反应过程。物理化学反应过程。物理化学反应过程。在在在在反反反反应应应应过过过过程程程程中中中中，通通通通过过过过加加

12、加加入入入入冷冷冷冷却却却却剂剂剂剂控控控控制制制制熔熔熔熔池池池池温温温温度度度度在在在在碳碳碳碳钒钒钒钒转转转转化化化化温温温温度度度度以以以以下，达到下，达到下，达到下，达到“去钒保碳去钒保碳去钒保碳去钒保碳”的目的。的目的。的目的。的目的。三、铁质初渣与金属熔体间的氧化反应三、铁质初渣与金属熔体间的氧化反应三、铁质初渣与金属熔体间的氧化反应三、铁质初渣与金属熔体间的氧化反应 提钒操作的主要特点：提钒操作的主要特点：提钒操作的主要特点：提钒操作的主要特点：铁铁铁铁水水水水中中中中的的的的铁铁铁铁在在在在提提提提钒钒钒钒初初初初期期期期强强强强烈烈烈烈氧氧氧氧化化化化并并并并形形形形成成成

13、成铁铁铁铁质质质质初初初初渣渣渣渣。在在在在金金金金属属属属-渣渣渣渣界界界界面面面面上上上上随即进行如下的氧化反应：随即进行如下的氧化反应：随即进行如下的氧化反应：随即进行如下的氧化反应：(FeO)+m/nMe(FeO)+m/nMeFe+1/n(MeFe+1/n(MemmOOn n)如：如：如：如：(FeO)+1/2Si(FeO)+1/2Si Fe+1/2(SiOFe+1/2(SiO2 2)；(FeO)+2/3V(FeO)+2/3V Fe+1/3(VFe+1/3(V2 2OO3 3)下塔吉尔下塔吉尔下塔吉尔下塔吉尔130t130t130t130t转炉吹钒过程钒渣组成转炉吹钒过程钒渣组成转炉吹

14、钒过程钒渣组成转炉吹钒过程钒渣组成(%)(%)(%)(%)的变化的变化的变化的变化从开始吹炼起从开始吹炼起从开始吹炼起从开始吹炼起/min/minSiOSiO2 2FeOFeOV V2 2OO5 5CaOCaOTiOTiO2 2MnOMnO2.12.111.211.252.452.49.49.40.160.165.05.04.24.24.14.114.514.544.944.912.012.00.220.225.95.95.45.47.27.217.117.138.938.914.614.60.440.446.56.56.56.59 916.616.635.935.918.718.70.300

15、.308.78.77.27.2四、转炉提钒脱钒、脱碳规律四、转炉提钒脱钒、脱碳规律四、转炉提钒脱钒、脱碳规律四、转炉提钒脱钒、脱碳规律1 1 1 1、脱脱脱脱钒钒钒钒规规规规律律律律：吹吹吹吹钒钒钒钒前前前前期期期期熔熔熔熔池池池池处处处处于于于于“纯纯纯纯脱脱脱脱钒钒钒钒”状状状状态态态态，脱脱脱脱钒钒钒钒量量量量占占占占总总总总提提提提钒钒钒钒量量量量的的的的70%70%70%70%，进进进进入入入入中中中中后后后后期期期期，碳碳碳碳氧氧氧氧化化化化逐逐逐逐渐渐渐渐处处处处于于于于优优优优先先先先，随随随随钒钒钒钒含含含含量量量量的的的的降降降降低，脱钒速度也随之降低。低，脱钒速度也随之降

16、低。低，脱钒速度也随之降低。低，脱钒速度也随之降低。2 2 2 2、脱脱脱脱碳碳碳碳规规规规律律律律：在在在在吹吹吹吹炼炼炼炼前前前前期期期期，脱脱脱脱碳碳碳碳较较较较少少少少，反反反反应应应应进进进进行行行行速速速速度度度度较较较较低低低低，中中中中后后后后期期期期脱脱脱脱碳碳碳碳速速速速度度度度明明明明显显显显加加加加快快快快，在在在在此此此此期期期期间间间间碳碳碳碳氧氧氧氧化化化化率率率率达达达达70%70%70%70%。另另另另外外外外，在在在在倒倒倒倒炉炉炉炉及及及及出出出出半半半半钢钢钢钢期间，也有少量碳氧化。期间，也有少量碳氧化。期间，也有少量碳氧化。期间，也有少量碳氧化。在熔池

17、区域，碳的氧化反应按下列反应进行：在熔池区域，碳的氧化反应按下列反应进行：在熔池区域，碳的氧化反应按下列反应进行：在熔池区域，碳的氧化反应按下列反应进行：C+O=COC+O=COC+O=COC+O=CO 在射流区域碳的氧化反应按下列反应进行：在射流区域碳的氧化反应按下列反应进行：在射流区域碳的氧化反应按下列反应进行：在射流区域碳的氧化反应按下列反应进行：2C+O2C+O2C+O2C+O2 2 2 2=2CO =2CO =2CO =2CO 钒元素和碳元素的成分变化比较 钒元素和碳元素的成分变化比较 实际提钒过程中钒元素和碳元素变化情况1 1 1 1、冶炼时各金属元素氧化难易顺序：、冶炼时各金属元

18、素氧化难易顺序：、冶炼时各金属元素氧化难易顺序：、冶炼时各金属元素氧化难易顺序：CaCaCaCa、MgMgMgMg、AlAlAlAl、TiTiTiTi、SiSiSiSi、V V V V、MnMnMnMn、CrCrCrCr、FeFeFeFe、CoCoCoCo、NiNiNiNi、PbPbPbPb、CuCuCuCu氧化逐渐减弱氧化逐渐减弱氧化逐渐减弱氧化逐渐减弱 五、铁水中钒与碳氧化的转化温度五、铁水中钒与碳氧化的转化温度五、铁水中钒与碳氧化的转化温度五、铁水中钒与碳氧化的转化温度2 2 2 2、碳碳碳碳钒钒钒钒转转转转化化化化标标标标准准准准温温温温度度度度 ：在在在在元元元元素素素素氧氧氧氧化化

19、化化 -T T T T图图图图中中中中，一一一一氧氧氧氧化化化化碳碳碳碳 线段与线段与线段与线段与V V V V2 2 2 2OOOO3 3 3 3 线段的交点温度，称为线段的交点温度，称为线段的交点温度，称为线段的交点温度，称为 吹吹吹吹钒钒钒钒时时时时 非非非非常常常常重重重重要要要要，因因因因为为为为当当当当铁铁铁铁水水水水中中中中的的的的组组组组元元元元TiTiTiTi、SiSiSiSi、CrCrCrCr、V V V V、MnMnMnMn、C C C C、FeFeFeFe等等等等氧氧氧氧化化化化时时时时要要要要放放放放出出出出大大大大量量量量的的的的热热热热，使使使使熔熔熔熔池池池池温

20、温温温度度度度迅迅迅迅速速速速上上上上升升升升，当当当当温温温温度度度度超超超超过过过过 时时时时，使铁水中碳大量氧化而抑制钒的氧化，因此要加入冷却剂来降温。使铁水中碳大量氧化而抑制钒的氧化，因此要加入冷却剂来降温。使铁水中碳大量氧化而抑制钒的氧化，因此要加入冷却剂来降温。使铁水中碳大量氧化而抑制钒的氧化，因此要加入冷却剂来降温。实实实实际际际际的的的的T T T T转转转转与与与与标标标标准准准准状状状状态态态态下下下下的的的的 是是是是有有有有差差差差距距距距的的的的，它它它它随随随随铁铁铁铁水水水水成成成成分分分分和和和和炉炉炉炉渣渣渣渣成成成成分分分分的变化而变化。如铁是主要元素，吹氧

21、时就被氧化形成铁质初渣。的变化而变化。如铁是主要元素，吹氧时就被氧化形成铁质初渣。的变化而变化。如铁是主要元素，吹氧时就被氧化形成铁质初渣。的变化而变化。如铁是主要元素，吹氧时就被氧化形成铁质初渣。该该该该图图图图是是是是在在在在铁铁铁铁水水水水中中中中各各各各元元元元素素素素原原原原始始始始活活活活度度度度相相相相等等等等和和和和不不不不存存存存在在在在动动动动力力力力学学学学困困困困难难难难的的的的情情情情况况况况下下下下，各各各各元元元元素素素素氧氧氧氧化的情况。化的情况。化的情况。化的情况。铁铁铁铁水中元素氧化的水中元素氧化的水中元素氧化的水中元素氧化的-T-T图图图图转炉提钒过程中钒

22、碳转化温度和实际熔池温度的变化转炉提钒过程中钒碳转化温度和实际熔池温度的变化 3实际提钒过程中钒碳的竞争氧化实际提钒过程中钒碳的竞争氧化 4 4 4 4、标准状态下、标准状态下、标准状态下、标准状态下 温度的计算温度的计算温度的计算温度的计算 已知：已知：已知：已知：C C C C(S)(S)(S)(S)+1/2O+1/2O+1/2O+1/2O2 2 2 2=CO=CO=CO=CO(g)(g)(g)(g)=-114400-85.77T (1)=-114400-85.77T (1)=-114400-85.77T (1)=-114400-85.77T (1)C C C C(S)(S)(S)(S)=

23、C =22590-42.26T (2)=C =22590-42.26T (2)=C =22590-42.26T (2)=C =22590-42.26T (2)2/3V 2/3V 2/3V 2/3V(S)(S)(S)(S)+1/2O+1/2O+1/2O+1/2O2 2 2 2=1/3V=1/3V=1/3V=1/3V2 2 2 2O OO O3 3 3 3 =-400966+79.18T (3)=-400966+79.18T (3)=-400966+79.18T (3)=-400966+79.18T (3)V V V V(S)(S)(S)(S)=V =-20710-45.61T (4)=V =-2

24、0710-45.61T (4)=V =-20710-45.61T (4)=V =-20710-45.61T (4)求：求：求：求：2/3V+CO2/3V+CO2/3V+CO2/3V+CO(g)(g)(g)(g)=1/3(V=1/3(V=1/3(V=1/3(V2 2 2 2O OO O3 3 3 3)+C)+C)+C)+C 反应的反应的反应的反应的解：碳的氧化反应：解：碳的氧化反应：解：碳的氧化反应：解：碳的氧化反应：C+1/2OC+1/2OC+1/2OC+1/2O2 2 2 2=CO=CO=CO=CO(g)(g)(g)(g)(5)(5)(5)(5)反应反应反应反应(5)=(5)=(5)=(5)

25、=反应反应反应反应(1)-(1)-(1)-(1)-反应反应反应反应(2)(2)(2)(2)得到：得到：得到：得到：=-136990-43.51T=-136990-43.51T=-136990-43.51T=-136990-43.51T 钒的氧化反应：钒的氧化反应：钒的氧化反应：钒的氧化反应：2/3V+1/2O2/3V+1/2O2/3V+1/2O2/3V+1/2O2 2 2 2=1/3(V=1/3(V=1/3(V=1/3(V2 2 2 2O OO O3 3 3 3)(6)(6)(6)(6)=-2/3 =-387160+109.58T =-2/3 =-387160+109.58T =-2/3 =-

26、387160+109.58T =-2/3 =-387160+109.58T 反应反应反应反应(6)-(5)(6)-(5)(6)-(5)(6)-(5)得反应：得反应：得反应：得反应：2/3V+CO2/3V+CO2/3V+CO2/3V+CO(g)(g)(g)(g)=1/3(V=1/3(V=1/3(V=1/3(V2 2 2 20 0 0 03 3 3 3)+C (7)+C (7)+C (7)+C (7)=-250170+153.09T =250170/153.09=-250170+153.09T =250170/153.09=-250170+153.09T =250170/153.09=-25017

27、0+153.09T =250170/153.09=1634K=13611634K=13611634K=13611634K=13615 5 5 5、碳钒实际转换温度、碳钒实际转换温度、碳钒实际转换温度、碳钒实际转换温度 的计算的计算的计算的计算反反反反应应应应式（式（式（式（7 7 7 7）2/3V+CO2/3V+CO2/3V+CO2/3V+CO(g)(g)(g)(g)=1/3(V=1/3(V=1/3(V=1/3(V2 2 2 20 0 0 03 3 3 3)+C)+C)+C)+C实际转换实际转换实际转换实际转换温度的温度的温度的温度的计计计计算算算算 根据等温方程式：根据等温方程式：根据等温方

28、程式：根据等温方程式：G GG G7 7 7 7=+RTlnK=+RT =+RTlnK=+RT =+RTlnK=+RT =+RTlnK=+RT 式中式中式中式中 反反反反应应应应(7)(7)(7)(7)的的的的标标标标准生成自由能；准生成自由能；准生成自由能；准生成自由能；R R R R常数，常数，常数，常数，8.314JK8.314JK8.314JK8.314JK-1-1-1-1molmolmolmol-1-1-1-1：a ac c、a av v分分分分别为铁别为铁别为铁别为铁液中碳、液中碳、液中碳、液中碳、钒钒钒钒的活度；的活度；的活度；的活度；为钒为钒为钒为钒渣中渣中渣中渣中V V V

29、V2 2 2 2OOOO3 3 3 3的活度；的活度；的活度；的活度；P P P PCOCOCOCO为为为为气相中气相中气相中气相中COCOCOCO的分的分的分的分压压压压。当当当当 G GG G7 7 7 7=0=0=0=0时时时时：250170+153.09T+RT =0250170+153.09T+RT =0250170+153.09T+RT =0250170+153.09T+RT =0=250170/153.09+R (8)=250170/153.09+R (8)=250170/153.09+R (8)=250170/153.09+R (8)其中其中其中其中a ac c=f=fc c

30、C%C%，a av v=f fv v%V%V。f fc c、f fv v为铁液中碳和钒的活度系数；为铁液中碳和钒的活度系数；为铁液中碳和钒的活度系数；为铁液中碳和钒的活度系数；C%C%、%V%V为铁液中碳和钒的浓度；为铁液中碳和钒的浓度；为铁液中碳和钒的浓度；为铁液中碳和钒的浓度；钒渣中三氧化二钒的活度系数，通常很小，估计为钒渣中三氧化二钒的活度系数，通常很小，估计为钒渣中三氧化二钒的活度系数，通常很小，估计为钒渣中三氧化二钒的活度系数，通常很小，估计为1010-5-5左右左右左右左右;钒渣中三氧化二钒的摩尔分数。钒渣中三氧化二钒的摩尔分数。钒渣中三氧化二钒的摩尔分数。钒渣中三氧化二钒的摩尔分

31、数。P PCOCO根据反应式根据反应式根据反应式根据反应式(1)2C+O(1)2C+O2 2=2CO=2CO，可认为，可认为，可认为，可认为P PCOCO=2P=2POO2 2。由由由由式式式式(8)(8)可可可可见见见见，实实实实际际际际吹吹吹吹钒钒钒钒过过过过程程程程的的的的转转转转化化化化温温温温度度度度，随随随随着着着着铁铁铁铁水水水水中中中中的的的的钒钒钒钒浓浓浓浓度度度度升升升升高高高高和和和和氧氧氧氧分分分分压压压压的的的的增增增增大大大大，转转转转化化化化温温温温度度度度略略略略有有有有升升升升高高高高。同同同同时时时时随随随随着着着着铁铁铁铁液液液液中中中中的的的的%V%V浓

32、浓浓浓度度度度降降降降低低低低，即即即即半半半半钢钢钢钢中中中中余余余余钒钒钒钒越越越越低低低低，转转转转化温度越低，保碳就越难。化温度越低，保碳就越难。化温度越低，保碳就越难。化温度越低，保碳就越难。因因因因此此此此，脱脱脱脱钒钒钒钒到到到到一一一一定定定定程程程程度度度度后后后后，要要要要求求求求半半半半钢钢钢钢温温温温度度度度较较较较高高高高时时时时，则则则则只只只只有有有有多多多多氧氧氧氧化化化化一一一一部部部部分分分分碳碳碳碳才才才才能能能能做到。实际吹钒温度控制在做到。实际吹钒温度控制在做到。实际吹钒温度控制在做到。实际吹钒温度控制在1340134014001400范围内。范围内。

33、范围内。范围内。可可可可根根根根据据据据原原原原铁铁铁铁水水水水成成成成分分分分及及及及规规规规定定定定的的的的半半半半钢钢钢钢成成成成分分分分，算算算算出出出出吹吹吹吹炼炼炼炼的的的的终终终终点点点点温温温温度度度度(转转转转化化化化温温温温度度度度)，可可可可用用用用热平衡计算估计需用的冷却剂用量。热平衡计算估计需用的冷却剂用量。热平衡计算估计需用的冷却剂用量。热平衡计算估计需用的冷却剂用量。六、影响转炉提钒的主要因素六、影响转炉提钒的主要因素六、影响转炉提钒的主要因素六、影响转炉提钒的主要因素uu铁水成分及温度；铁水成分及温度；铁水成分及温度；铁水成分及温度；uu吹炼终点温度；吹炼终点温

34、度；吹炼终点温度；吹炼终点温度；uu冷却剂种类；冷却剂种类；冷却剂种类；冷却剂种类；uu冷却剂的加入量和加入时间；冷却剂的加入量和加入时间；冷却剂的加入量和加入时间；冷却剂的加入量和加入时间；uu供氧制度等。供氧制度等。供氧制度等。供氧制度等。铁铁铁铁水水水水中中中中SiSi、MnMn、CrCr、V V、TiTi的的的的含含含含量量量量直直直直接接接接影影影影响响响响钒钒钒钒渣渣渣渣的的的的品质。品质。品质。品质。钒渣中钒渣中钒渣中钒渣中全铁含量全铁含量全铁含量全铁含量对渣中钒含量的影响对渣中钒含量的影响对渣中钒含量的影响对渣中钒含量的影响最大最大最大最大 渣中全铁渣中全铁渣中全铁渣中全铁(F

35、eO)(FeO)含量取决于供氧强度和氧枪枪位等。含量取决于供氧强度和氧枪枪位等。含量取决于供氧强度和氧枪枪位等。含量取决于供氧强度和氧枪枪位等。1 1 1 1、铁水成分的影响、铁水成分的影响、铁水成分的影响、铁水成分的影响 铁水中钒的影响铁水中钒的影响铁水中钒的影响铁水中钒的影响 19771977年年年年我我我我国国国国统统统统计计计计了了了了雾雾雾雾化化化化提提提提钒钒钒钒、转转转转炉炉炉炉提提提提钒钒钒钒的的的的铁铁铁铁水水水水原原原原始始始始成成成成分与半钢残钒量分与半钢残钒量分与半钢残钒量分与半钢残钒量对钒渣中五氧化二钒浓度的影响规律：对钒渣中五氧化二钒浓度的影响规律：对钒渣中五氧化二

36、钒浓度的影响规律：对钒渣中五氧化二钒浓度的影响规律：(V(V2 2OO5 5)=6.224+31.916V-10.556Si-8.964V)=6.224+31.916V-10.556Si-8.964V余余余余 -2.134Ti-1.855Mn-2.134Ti-1.855Mn 上上上上述述述述规规规规律律律律说说说说明明明明铁铁铁铁水水水水中中中中原原原原始始始始钒钒钒钒含含含含量量量量高高高高得得得得到到到到的的的的钒钒钒钒渣渣渣渣V V2 2OO5 5品品品品位提高。位提高。位提高。位提高。铁水提钒过程中的钒与渣中的FeO 可以氧化反应，生成VO、V2O3、V2O4、V2O5；在提钒过程钒的

37、氧化过程中，V 与FeO 生成V2O3的反应G值最小，说明在钒的氧化反应中，V2O3最容易生成。提钒过程中V 与渣中FeO 反应的G-T 图吹吹吹吹钒钒钒钒过过过过程程程程中中中中，铁铁铁铁水水水水中中中中FeFeFeFe、V V V V、C C C C、SiSiSiSi、MnMnMnMn、TiTiTiTi、P P P P等等等等元元元元素素素素的的的的氧氧氧氧化化化化速速速速度度度度取取取取决决决决于于于于铁铁铁铁水水水水中中中中该该该该元元元元素素素素的的的的含含含含量量量量、吹吹吹吹钒钒钒钒时时时时的的的的热热热热力力力力学学学学条条条条件件件件和和和和动动动动力力力力学学学学条条条条件

38、件件件，而而而而反反反反应应应应能能能能力力力力的的的的大大大大小小小小又又又又取取取取决决决决于于于于铁铁铁铁水水水水组组组组分分分分与与与与氧氧氧氧的的的的化化化化学学学学亲亲亲亲和和和和力力力力标标标标准准准准生生生生成成成成自自自自由能由能由能由能GGGG。Si+OSi+OSi+OSi+O2 2 2 2=(SiO=(SiO=(SiO=(SiO2 2 2 2)GGGG=946350+197.64T946350+197.64T946350+197.64T946350+197.64T V+3/4O V+3/4O V+3/4O V+3/4O2 2 2 2=1/2(V=1/2(V=1/2(V=1

39、/2(V2 2 2 2OOOO3 3 3 3)GGGG=601450+118.76T601450+118.76T601450+118.76T601450+118.76T 从从从从以以以以上上上上两两两两个个个个反反反反应应应应式式式式可可可可知知知知，SiSiSiSi与与与与氧氧氧氧的的的的亲亲亲亲合合合合力力力力比比比比VVVV与与与与氧氧氧氧的的的的亲亲亲亲合合合合力力力力强强强强，铁水铁水铁水铁水SiSiSiSi含量较高时，将抑制含量较高时，将抑制含量较高时，将抑制含量较高时，将抑制VVVV的氧化。的氧化。的氧化。的氧化。应严格控制铁水中应严格控制铁水中应严格控制铁水中应严格控制铁水中S

40、iSiSiSi的含量的含量的含量的含量。铁水硅的影响铁水硅的影响铁水硅的影响铁水硅的影响 a.Sia.Sia.Sia.Si在钒氧化热力学条件中的作用在钒氧化热力学条件中的作用在钒氧化热力学条件中的作用在钒氧化热力学条件中的作用在提钒温度范围内，铁水中Si元素的主要氧化产物为SiO2。铁水中硅元素氧化反应的G-T图图 铁铁铁铁水水水水中中中中的的的的SiSiSiSi氧氧氧氧化化化化后后后后生生生生成成成成(SiO(SiO(SiO(SiO2 2 2 2)，初初初初渣渣渣渣中中中中的的的的(SiO(SiO(SiO(SiO2 2 2 2)与与与与(FeO)(FeO)(FeO)(FeO)、(MnO)(M

41、nO)(MnO)(MnO)等等等等作作作作用用用用生生生生成成成成铁铁铁铁橄橄橄橄榄榄榄榄石石石石FeFeFeFe MnMnMnMn2 2 2 2SiOSiOSiOSiO4 4 4 4等等等等低低低低熔熔熔熔点点点点(1220(1220(1220(1220)的的的的硅硅硅硅酸酸酸酸盐盐盐盐相相相相使使使使初初初初渣渣渣渣熔熔熔熔点点点点，钒钒钒钒渣渣渣渣粘粘粘粘度度度度，流动性，流动性，流动性，流动性。在在在在铁铁铁铁水水水水SiSiSiSi较较较较低低低低时时时时(0.05%)(0.05%)(0.05%)(0.05%)，通通通通过过过过向向向向熔熔熔熔池池池池配配配配加加加加一一一一定定定定

42、量量量量的的的的SiOSiOSiOSiO2 2 2 2，适适适适度度度度增增增增加加加加炉炉炉炉渣渣渣渣流流流流动动动动性性性性，可可可可避避避避免免免免渣渣渣渣态态态态偏偏偏偏稠稠稠稠，有有有有利于钒的氧化利于钒的氧化利于钒的氧化利于钒的氧化。在在在在铁铁铁铁水水水水SiSiSiSi偏偏偏偏高高高高(0.15%)(0.15%)(0.15%)(0.15%)时时时时，渣渣渣渣中中中中低低低低熔熔熔熔点点点点相相相相过过过过高高高高，渣态过稀，又会渣态过稀，又会渣态过稀，又会渣态过稀，又会增加出钢过程中钒渣的流失增加出钢过程中钒渣的流失增加出钢过程中钒渣的流失增加出钢过程中钒渣的流失。b.b.b.

43、b.铁水中硅对钒渣渣态的影响铁水中硅对钒渣渣态的影响铁水中硅对钒渣渣态的影响铁水中硅对钒渣渣态的影响 铁铁铁铁水水水水SiSiSiSi偏偏偏偏高高高高会会会会造造造造成成成成熔熔熔熔池池池池升升升升温温温温加加加加快快快快，阻阻阻阻碍碍碍碍钒钒钒钒的的的的氧氧氧氧化化化化，且且且且SiSiSiSi被被被被氧氧氧氧化进入渣相，使粗钒渣中化进入渣相，使粗钒渣中化进入渣相，使粗钒渣中化进入渣相，使粗钒渣中(SiO(SiO(SiO(SiO2 2 2 2)比例上升，比例上升，比例上升，比例上升，降低了钒渣品位降低了钒渣品位降低了钒渣品位降低了钒渣品位。1999199919991999年年年年攀攀攀攀钢钢

44、钢钢统统统统计计计计了了了了120t120t120t120t氧氧氧氧气气气气转转转转炉炉炉炉610610610610炉炉炉炉次次次次的的的的吹吹吹吹钒钒钒钒过过过过程程程程中中中中铁铁铁铁水水水水中中中中的的的的SiSiSiSi对钒渣对钒渣对钒渣对钒渣(V(V(V(V2 2 2 2OOOO5 5 5 5)浓度的影响规律，得到如下关系式：浓度的影响规律，得到如下关系式：浓度的影响规律，得到如下关系式：浓度的影响规律，得到如下关系式：(V(V(V(V2 2 2 2OOOO5 5 5 5)22.25522.25522.25522.2550.4378Si0.4378Si0.4378Si0.4378Si

45、（R R R R0.580.580.580.58）通过以上分析，认为通过以上分析，认为通过以上分析，认为通过以上分析，认为铁水硅高铁水硅高铁水硅高铁水硅高对钒渣中对钒渣中对钒渣中对钒渣中(V(V(V(V2 2 2 2OOOO5 5 5 5)浓度浓度浓度浓度的影响：的影响：的影响：的影响：uu SiSiSiSi 高会高会高会高会抑制钒的氧化；抑制钒的氧化；抑制钒的氧化；抑制钒的氧化；uu SiSiSiSi 氧化成氧化成氧化成氧化成 (SiO(SiO(SiO(SiO2 2 2 2)渣渣渣渣,对钒渣有对钒渣有对钒渣有对钒渣有“稀释稀释稀释稀释”作用；作用；作用；作用；uu SiSiSiSi 氧化放热

46、氧化放热氧化放热氧化放热使提钒所需的低温熔池环境使提钒所需的低温熔池环境使提钒所需的低温熔池环境使提钒所需的低温熔池环境时间缩短；时间缩短；时间缩短；时间缩短；uu SiSiSiSi 偏高偏高偏高偏高(0.15%)(0.15%)(0.15%)(0.15%)时，时，时，时，渣态过稀渣态过稀渣态过稀渣态过稀，使出钢过程中，使出钢过程中，使出钢过程中，使出钢过程中钒渣的流失增加。钒渣的流失增加。钒渣的流失增加。钒渣的流失增加。c.c.c.c.铁水硅对熔池温升及钒渣铁水硅对熔池温升及钒渣铁水硅对熔池温升及钒渣铁水硅对熔池温升及钒渣(V(V(V(V2 2 2 2OOOO5 5 5 5)浓度的影响浓度的影

47、响浓度的影响浓度的影响(4)(4)(4)(4)铁水铁水铁水铁水TiTiTiTi的影响的影响的影响的影响在提钒温度范围内，铁水中Ti元素的氧化产物主要为TiO2，Ti 元素的氧化产物有TiO、Ti2O3、Ti3O5、TiO2 四种。铁水中钛元素氧化反应的G-T图图 2 2 2 2、铁水温度的影响、铁水温度的影响、铁水温度的影响、铁水温度的影响 由此可知，入炉铁水温度越高，越不利于提钒所需的低温熔池环境。由此可知，入炉铁水温度越高，越不利于提钒所需的低温熔池环境。由此可知，入炉铁水温度越高，越不利于提钒所需的低温熔池环境。由此可知，入炉铁水温度越高，越不利于提钒所需的低温熔池环境。3 3 3 3、

48、吹炼终点温度对钒渣中全铁含量影响、吹炼终点温度对钒渣中全铁含量影响、吹炼终点温度对钒渣中全铁含量影响、吹炼终点温度对钒渣中全铁含量影响uu钒渣中钒渣中钒渣中钒渣中氧化铁氧化铁氧化铁氧化铁(FeOFeOFeOFeO)含量含量含量含量随着随着随着随着吹炼终点温度吹炼终点温度吹炼终点温度吹炼终点温度的提高而降低；的提高而降低；的提高而降低；的提高而降低；uu提提提提钒钒钒钒终终终终点点点点温温温温度度度度高高高高,有有有有利利利利于于于于碳碳碳碳氧氧氧氧化化化化反反反反应应应应的的的的进进进进行行行行,有有有有利利利利于于于于降降降降低低低低渣渣渣渣中中中中全铁含量全铁含量全铁含量全铁含量。(FeO

49、)+CFeO)+CFeO)+CFeO)+C Fe+COFe+COFe+COFe+CO4 4 4 4、冷却剂的种类、加入量和加入时间的影响、冷却剂的种类、加入量和加入时间的影响、冷却剂的种类、加入量和加入时间的影响、冷却剂的种类、加入量和加入时间的影响 冷却剂加入的目的冷却剂加入的目的冷却剂加入的目的冷却剂加入的目的 为为为为了了了了控控控控制制制制熔熔熔熔池池池池温温温温度度度度,使使使使之之之之低低低低于于于于吹吹吹吹钒钒钒钒的的的的转转转转化化化化温温温温度度度度,达达达达到到到到脱脱脱脱钒钒钒钒保保保保碳碳碳碳的目的。的目的。的目的。的目的。冷却剂的种类冷却剂的种类冷却剂的种类冷却剂的种

50、类 生生生生铁铁铁铁块块块块、废废废废钢钢钢钢、废废废废钒钒钒钒渣渣渣渣、铁铁铁铁皮皮皮皮球球球球、污污污污泥泥泥泥球球球球、铁铁铁铁矿矿矿矿石石石石、烧烧烧烧结结结结矿、球团矿等。矿、球团矿等。矿、球团矿等。矿、球团矿等。对冷却剂的要求对冷却剂的要求对冷却剂的要求对冷却剂的要求 冷冷冷冷却却却却剂剂剂剂除除除除了了了了要要要要求求求求具具具具有有有有冷冷冷冷却却却却能能能能力力力力外外外外,还还还还要要要要有有有有氧氧氧氧化化化化能能能能力力力力,带带带带入入入入的的的的杂杂杂杂质少。质少。质少。质少。冷却剂种类的优缺点冷却剂种类的优缺点冷却剂种类的优缺点冷却剂种类的优缺点 冷冷冷冷却却却却