第四章攀钢转炉提钒工艺

第四章攀钢转炉提钒工艺3775教学要求：1、了解提钒用原料、主要设备及其参数2、了解转炉提钒中常见事故处理3、理解钒渣质量、半钢质量及提钒主要技术经济指标4、掌握转炉提钒工艺重点：转炉提钒工艺难点：转炉提钒工艺到1994年为止，国外用氧气顶吹转炉提钒的工厂仅有俄罗斯下塔吉尔钢铁公司（以下简称下钢）一家。该公司建于1940年，从1957年开始由乌拉尔黑色冶金研究所等单位研究的转炉提钒—转炉炼钢的双联法提钒炼钢获得成功，在10t实验转炉所做研究的基础上，不断扩大试验规模。1963年11月建成100t转炉，并进行了第一批工业试验，证实了采用氧气从铁水中提钒的合理性及提钒的高效率，可以实现深度脱钒，钒氧化率达92—94%。一、转炉提钒的研究发展历程从60年代初开始，我国为了加速钒钛磁铁矿的综合利用，曾先后在首钢3t和30tLD转炉、唐钢5tLD转炉、上钢30tLD转炉，攀钢120tLD炼钢转炉上进行过多次半工业与工业性试验，并获得了大量的试验数据，为氧气顶吹转炉提钒工艺转化为工艺性生产奠定了基础。攀枝花钒钛磁铁矿开发后，为了综合利用资源，须寻求从钒钛铁矿中合理的提钒炼钢流程，为此，进行了氧气顶吹转炉吹钒炼钢工艺试验，其发展经历了如下几个阶段：1、首钢3吨LD转炉提钒试验

1965年7月～11月在首钢进行了三个方案的试验。a.同炉单渣法试验了39炉b.同炉双渣法试验了61炉c.双联法试验了145炉实验结论：a.双联法：钒回收率较高,钒渣的水浸率可高达90.0～97.7%,是一次从生铁中提出优质钒渣的较好方法。缺点是生产调度上较为复杂。b.同炉双渣法：钒渣含钒低，钒回收率较低，CaO、P、S高，不适宜用现行工艺进行焙烧浸出处理。可作为石灰代用品返回高炉利用。c.同炉单渣法：钒渣含钒更低，余钒较高0.08%以下，CaO、P高。可作为部分石灰的代用品返回高炉或直接冶炼低钒铁供冶炼普通含钒低合金钢用。同炉单渣法、同炉双渣法和双联法提钒过程中金属成分、金属温度和炉渣成分变化情况以及提钒过程中元素氧化的规律与吹炼普通生铁相类似，即吹炼一开始首先是硅、锰、钒、钛、铬的氧化期，在氧气顶吹转炉提钒操作中称之为提钒期，一般为4～8min。

同炉单渣法的冶炼过程：当纯吹氧7min时,硅氧化率95%,锰氧化率90%,钒氧化率91%,钛氧化率86%,碳氧化率为20%。

同炉双渣法和双联法硅、锰、钒、钛、铬等元素氧化情况与上述同炉单渣法的情况一样。但在提钒期,同炉单渣法磷硫含量略有降低，而同炉双渣法和双联法磷硫的去除主要在炼钢期进行。2、首钢30吨LD同炉双渣法吹钒炼钢试验

1965～1966年在首钢的30tLD转炉上进行了同炉双渣法吹钒炼钢试验。此试验的目的：是与双联法作技术经济指标对比，为锦州铁合金厂处理高钙钒渣试验提供原料，以及进一步探索同炉双渣法的工艺特点。CaOSiO2∑FeV2O5钒渣范围1.6~20.88.24~22.979.11~51.165.98~20.42平均10.0416.0526.3015.30统计炉数64646464炼钢渣范围41.20~54.807.52~19.316.64~23.042.03~4.81平均48.80141.3412.353.12统计炉数66666666平均钒氧化率80.0%（78.5%）66炉去硫率36.4%去磷率84.7%钒渣量24.6kg/t铁（包括MFe）64炉钒回收率53%64炉双渣法化学成分及钒氧化率去硫率去磷率数据表同炉双渣法与双联法对比：a.钒氧化率较低，半钢余钒较高。(双联法钒氧化率平均88.7%,余钒平均0.045%)b.钒渣V2O5较低15.30%,TFe、MFe较低,CaO、P2O5较高。(双联法V2O5平均20.9%,TFe平均33.8%,MFe平均15%,CaO平均0.62%,P2O5平均0.19%)c.钒渣产量和钒回收率较低，24.6kg/t铁。(双联法平均钒渣产量30.46kg/t铁，钒回收率76.02%）d.钢水含钒不多，大部分≤0.01%。e.钢渣含V2O5较多。f.炼钢温度和去磷硫情况良好。3、攀钢120tLD炼钢转炉提钒试验

1986年元月初和3月初，由攀钢钢研所、炼钢厂和科技处等有关单位组成的转炉提钒试验组在攀钢炼钢厂120tLD转炉上先后进行了两次(共44炉)转炉双联提钒试验；

其目的是：探索采用以焦油白云石作炉衬的大型氧气顶吹转炉进行提钒的可能性，查明工艺上所存在的问题，测定脱硫—提钒—炼钢过程中金属液温度与成份的变化，为攀钢二期工程选定转炉提钒—转炉炼钢方案提供必要的论据。实验表明：氧气转炉提钒比雾化炉提钒具有更好的优越性，而且焦油白云石炉衬本身对钒渣质量没有影响。二、攀钢转炉提钒工艺流程(一)转炉提钒工艺流程图120t提钒转炉生铁块废钒渣生铁料槽称量140t半钢罐经过栈桥到炼钢车间120t炼钢转炉覆盖剂炉气净化装置炉气放散污泥处理烟尘回收利用脱硫铁水扒渣16m3钒渣罐16m3钒渣罐车火车拉出钒渣破碎车间弃渣场O2N2单斗提升机皮带运输机炉顶料仓称量斗覆盖剂污泥球铁矿石铁皮球(二)转炉提钒工艺过程1、铁水供应将脱硫后的铁水扒渣，再用起重机将铁水兑入转炉。2、冷却剂供应

(1)生铁块、废钒渣：生铁块、废钒渣用电磁起重机装入生铁料槽,再用起重机加入提钒炉。(2)铁皮球、污泥球、铁矿石：用翻斗汽车运至地面料仓，由单斗提升机运到37.56m平台，经胶带运输机送到炉顶料仓内。使用时由炉顶料仓电磁振动给料机给料,经称量斗称量后加入转炉。154、吹炼提钒

吹炼前先根据铁水条件加入生铁块或废钒渣,然后兑入铁水,摇正炉体下枪供氧吹炼，在吹炼过程中可根据吹炼情况加适量铁皮球、铁矿石、污泥球，吹炼结束时先出半钢进入半钢罐。5、出钒渣

转炉炉下钒渣罐采用16m3渣罐,每个渣罐能容纳吹炼钒渣8~12炉。钒渣罐通过炉下电动渣罐车拉至钒渣跨，用起重机吊至16m3钒渣罐车上；每4辆车组成一列(3辆钒渣罐车,一辆废渣车),用火车拉至钒渣破碎间，废渣拉至弃渣场。3、氧气和氮气供应氮气和氧气用管道输送到车间内,氧气纯度为99.5％，压力0.49～1.18MPa；氮气压力0.294～0.392Mpa。设计工艺参数：公称容量120吨，设计炉产半钢138吨，提钒周期30min/炉，纯吹氧时间8min，日提钒最大炉数68炉(2吹2时)，设计年产钒11万吨/年，半钢295万吨年。转炉炉型参数：高9050mm，炉壳外径6530mm，高宽比1.386，熔池内经5180mm，熔池深度1400mm，转炉有效容积136m3，炉容比V/t0.986，炉口外径2480mm。

提钒转炉主要设备：冷却料供应系统、转炉及其倾动系统、氧枪系统、烟气净化及回收、挡渣镖加入装置等。三、攀钢转炉提钒主要设备1、冷却料供应系统

冷却剂供应系统包括地下料坑、单斗提升机、皮带运输机、卸料小车、高位料仓、振动给料器、称量料斗以及废钢槽、天车等设备，这些设备保证提钒用原料的正常供应。1—卸料斗；2—卸抖小车；3—高位料仓；4—振动给料器；5—称量斗；6—插板阀；7—转炉；8—单斗；9—地下料坑散状料上料、下料设备简图12

⑴生铁块、废钒渣：火车运输→钒渣跨→料坑装槽→吊至9m平台→吊车加入炉内。

⑵铁皮、污泥球、铁皮球、铁矿石等：汽车运输→地下料坑→提升机→卸料→高位料仓→称量料斗→炉内。

⑶半钢覆盖剂(增碳剂、蛭石、碳化硅、半钢脱氧覆盖剂等)：汽车运输→地下料坑→提升机→高位料仓→称量→半钢罐。

地下料坑的作用:暂时存放用火车或汽车运输来的提钒冷却剂，保证提钒转炉连续生产的需要。

单斗提升机的作用:把贮存在地下料仓的各种散状料提升运输到高位料仓，供给提钒生产使用。

高位料仓的作用:临时贮料，保证转炉随时用料的需要。料仓的大小决定不同冷却剂的消耗和贮存时间。每座提钒转炉单独使用4个高位料仓。2、挡渣镖加入装置作用：减少出半钢过程中因涡流作用造成钒渣流失。

挡渣装置由挡渣镖投放车和挡渣镖两部分组成。

挡渣镖挡渣出钢示意图挡渣镖镖体导向杆挡渣镖结构示意图挡渣镖由镖体和导向杆组成。导向杆采用Φ14mm的螺纹钢筋外包裹耐火材料制成，起定位作用，可防止挡渣镖四处“漂移”。镖体由耐火材料及其包裹的铁心块组成。比重4.2g/cm3,介于钢渣比重2.2g/cm3和半钢比重之间。挡渣镖投放车示意图1、含钒铁水

含钒铁水是提钒的主要原料，其化学成份决定着钒渣质量和提钒工艺流程。攀钢铁水含硫高，需采用炉外脱硫，脱硫后铁水钒略有下降。四、转炉提钒用原材料攀钢含钒铁水成份项目C(%)Si(%)Mn(%)P(%)S(%)V(%)Ti（%）温度(℃)含钒铁水4.43.8～4.70.1300.03～0.360.2380.12～0.50.0750.065～0.0850.0580.035～0.1460.2850.18～0.330.190.08～0.2312601180～1350为避免氧化钙等杂质污染钒渣，高炉铁水和脱硫铁水在进入提钒转炉前都必须经过除渣处理。要求入转炉的铁水带渣量小于铁水质量的0.5％。项目下塔吉尔丘索夫海威尔德新西兰中国承钢中国马钢中国攀钢[C],%4.0～4.54.4～4.63.53.54.0～4.34.1～4.34.533.78～5.09[V],%0.45～0.480.48～0.551.220.450.52～0.570.2～0.290.320.23～0.4温度,℃13001280～13201350～14001400～14501275127512471187～1365备注高炉铁水高炉铁水电炉熔炼铁水高炉铁水高炉铁水高炉铁水作为对比，把国内外主要铁水提钒生产厂家的含钒铁水成分列在下表中。攀钢含钒钛铁水与同类钢铁厂相比，有如下特点：①攀钢高炉铁水碳含量与下塔吉尔、丘索夫的高炉铁水相当，比承钢、马钢略高，但铁水温度却最低。铁水温度低，虽对低钒铁水提钒有利，但却在终点半钢温度一定的条件下，使提钒“保碳”难度增大，影响半钢质量。②攀钢高炉铁水属低钒铁水,平均钒含量比下塔吉尔、丘索夫、海威尔德、新西兰及承钢低0.13%以上，仅比马钢略高。铁水钒低，将直接影响钒氧化率、钒回收率的提高。攀钢低钒铁水[C]-[V]氧化转化临界温度较下塔尔等厂家的中高钒铁水低50℃。∴对攀钢低钒铁水而言，拟定好转炉提钒工艺的冷却制度、供氧制度和终点控制制度，确保“提钒保碳”目标实现，是技术关键与难点所在。2、其他原材料⑴冷却剂为了达到“去钒保碳”的目的，整个提钒过程中需将熔池温度控制在一定的范围内。在吹钒过程中,含钒铁水中的其它元素也随之氧化并放出热量,使得熔池温度升高而超出提钒所控制的温度范围。因此在提钒过程中选择合适的冷却材料及合理的配比对提钒非常重要。采用的冷却剂有：生铁块、污泥球、铁皮球、铁矿石、废钒渣等。其主要成份见下表。组元CSiMnVTiSP生铁块4.310.100.260.3240.0970.050.059转炉提钒用生铁块化学成份，wt％组元CaOSiO2Fe2O3TFeMFeSPV2O5FeO粒度要求铁皮球＜0.58.731.22＞620.0230.01660.27复合球＜0.58.938.59＞620.0440.0970.615～30mm者≥90％绝废钒渣1.3～2.535～395611～17＜400mm回收钒渣30～35158～10<400mm⑵半钢覆盖剂

半钢是介于铁水与钢水之间的半成品，其具有一定的氧化性，加上转炉提钒出钢时间偏长，在出钢过程中造成半钢碳的烧损。据统计，在该过程中[C]损失约0.06％，温度降达36℃。另外出半钢过程及出半钢后钢水裸露，易产生大量的烟尘污染环境，所以，在出半钢前向罐内加入一定量的半钢复合增碳剂或半钢脱氧覆盖剂，可有效减少[C]的烧损及温降。半钢覆盖剂成份品名C固SiCSPSiO2H20CaO半钢脱氧覆盖剂6-12%15-21%≤0.15%≤0.15%26-32%<1.0%<5.0%半钢复合增碳剂≥65.0%≥8.0%≤0.15%≤0.09%<1.0%C固SH2O灰分挥发分≥80≤0.75<6≤15≤1.9⑶焦炭：主要用于转炉提钒新开炉，焦炭的块度20～80mm。焦炭成份提钒转炉沥青结合补炉料化学成份MgOCaOSiO2Al2O3沥青≥80%≤1.5%≤1%≤1%7～8%⑷提钒转炉喷补料：主要用于炉衬的维护

提钒转炉喷补料化学成份MgOCaOSiO2Al2O3SP水分≥75%≤1.5%≤5%≤5%≤0.02%≤1.5%≤1.0%五、转炉提钒工艺制度(一)开新炉制度1、开新炉的意义开新炉操作的好坏，对炉衬的使用寿命影响很大。生产实践表明，新炉子炉衬的侵蚀速度要比炉役中、后期快得多。开新炉操作不当的后果，不但影响炉衬的烧结，导致炉衬的大面积剥落，严重时会造成炉衬坍塌，影响正常的提钒炼钢生产。所以开新炉操作是能否使该炉役生产尽快进入良性循环的关键。开新炉的具体要求：开吹后炉内迅速升温，并保证足够的冶炼烧结时间，在保证烘烤、烧结好炉衬的基础上，做到开炉生产两不误。2、开炉前的准备工作开新炉前由专人负责对所有设备做全面的检查和调试，确认各种设备和操作系统正常后方可组织兑铁，开炉炼钢提钒。⑴炉子砌好后，由专业技术人员对炉衬砌筑质量进行检查确认，合格后将转炉炉口向炉后摇至偏离“零位”30°→防止水漏入炉内。⑵由设备管理人员对转炉倾动系统、氧枪提升机构、散料供应设备、炉下钢包车、渣车、烟气净化回收系统、各设备水压、气压和流量进行检查确认。3、开炉操作要点⑴入炉要求：开新炉时,炉膛容积较小,装入量不宜过大(比正常装入量低5~10%)。为保证热量充足,必须采用脱硫扒渣铁水冶炼。根据铁水情况也可配加适量硅铁,以补充热量及辅助化渣。⑵供氧压力:因烘炉时以炉衬烧结为主，所以用低氧压操作(0.7MPa)⑶供氧时间:供氧时间应大于20min,并尽可能使钢水快速升温至1500℃以上→保证炉衬烧结质量。⑷加入焦炭：是为了使炉内有充足的热源来延长吹炼时间。加入时间：在转炉开吹前加入,以确保焦炭完全燃烧并有较高热效率。4、提钒开炉方法⑴炼钢法开炉(从投产到2003年)连续炼钢10炉，之后改为3炉(1997-2003年)。其弊端是：①工艺不顺，生产组织极为困难；②提钒转炉设备不适应炼钢、功能有限；③炼钢后提钒的钒渣氧化钙含量太高，渣中(CaO)的质量分数在第一、二炉竞高达10%，第五炉后才基本降到5%以下。⑵深吹半钢法开炉其方法是：半钢碳较正常吹钒时低，温度较正常吹钒时高。①深吹半钢开炉法产出的半钢[C]≥2.5%，第一、二炉半钢温度控制在1450~1520℃，第三炉半钢温度控制在1380~1450℃。半钢可直接按正常生产中半钢进行折罐处理。钒渣(CaO)的质量分数为2.0~3.0%左右，可随正常钒渣一同出厂。②深吹半钢开炉操作注意事项a.前三炉装入量125~135吨，不加生铁和其他冷却剂；b.第一炉加焦炭2~3吨，硅铁600~800kg，吹钒时间20~25min；c.第二炉加焦炭2吨，硅铁300kg左右，吹炼时间15min，第一、二炉半钢[C]≥2.5%d.第三炉不加焦炭和硅铁，视情况吹炼；e.前50炉提钒温度控制在上限，不停歇生产；f.第三炉后才可出钒渣，前三炉半钢分成二次以上与铁水整兑后炼钢。生产实践证明，该方法既能达到开炉目的，又能保持生产顺行，而且生产的半钢和钒渣基本能满足下工序生产要求。(二)装入制度装入制度：就是确定合理的铁水重量和合适的生铁块量，以保证转炉提钒过程的正常进行。1、装入量装入量是指转炉冶炼中每炉装入的金属总重量，主要包括铁水和生铁块。⑴为什么要有合理的金属装入量？①装入量过大，会导致喷溅增加，不但增大金属损失，而且熔池搅拌不好，钒渣质量不稳定，另外还使炉衬特别是炉帽寿命缩短；同时，供氧强度也因喷溅大而被迫降低，使提钒吹炼时间增长，半钢碳烧损严重。②装入量过小，不仅降低生产率，而且更为严重的是因熔池过浅，炉底容易受来自氧气射流区的高温和高氧化铁的环流冲击而过早损坏，严重时甚至有可能使炉底烧穿而造成漏钢事故。因此,确定合理的装入量十分重要.⑵确定合理装入量应考虑的因素①炉容比炉容比：指转炉新砌筑后转炉内部自由空间容积V与金属装入量T之比。合适的炉容比是从生产实践中总结出来的，主要与铁水成分、氧枪喷头结构和供氧强度有关。目前大多数顶吹转炉的炉容比在0.7~1.10之间，复吹转炉可小些。②熔池深度实践证明，熔池深度H应大于氧气射流对熔池的最大穿透深度h，且h/H≤0.7较合理。攀钢提钒转炉熔池深度1.5~1.7m。③装入量装入量尽可能接近炼钢炉装入量。2、装入方式转炉装入方式有三种：定量装入、定深装入和分阶段定量装入。大炉子多采用定量装入，小炉子多采用分阶段装入。攀钢采用定量装入。定量装入的优点：生产组织简便，原材料供给稳定，有利于实现过程自动控制和均衡生产，特别适合于和连铸配合的大型转炉。(三)供氧制度转炉提钒供氧制度：就是使氧气流股合理的供给熔池，以及确定合理的喷头结构、供氧强度、供氧压力和氧枪枪位，为熔池创造良好的物理化学反应条件。供氧制度主要参数有氧气流量和压力、供氧枪位、吹氧时间以及喷头形状等。1、枪位枪位是吹炼过程中调节最灵活的参数。标准枪位显示枪位液面设定值零米实际枪位实际液位枪头④液面设定值：是人工设定的某一时期铁水液面相对零米的标高，它只有在测枪确定误差较大时才改变，一般为定值。⑴枪位分类：实际枪位、显示枪位和标准枪位。①实际枪位：指某一时刻枪头距平静液面的高度，它与氧枪实际的位置、装入量及熔池直径有关。②显示枪位：是操作计算机的显示值，等于标准枪位与液面设定值之差。③标准枪位：指枪头距零米标高的距离，是计算机以激光检测点作为初值计算得来的。标准枪位显示枪位液面设定值零米实际枪位实际液位枪头⑵枪位对吹炼熔池的影响①当氧压一定时，采用过低枪位，氧气射流对熔池的冲击深度大但冲击面积小，熔池的搅拌力越强，可强化氧化速度，但加速了炉内脱碳反应，熔池碳氧反应剧烈，渣中(FeO)降低，炉渣变干，流动性差，易喷溅和粘枪，而且对炉底损害大；②当氧压一定时，采用过高枪位，氧气射流对熔池的冲击深度小但冲击面积大，表面铁的氧化加快，钒渣中（FeO）含量上升，炉渣流动性变好，化渣容易，但对炉壁冲刷加大，熔池的搅拌力减弱，元素氧化速度慢。因此，只有合理控制氧枪枪位才能获得良好的吹炼效果。⑶氧枪枪位控制主要考虑的因素

a.保证氧气射流有一定的冲击面积；b.保证氧气射流在不损坏炉底的前提下有足够的冲击深度。目前攀钢提钒转炉采用339氧枪喷头,分阶段恒压变枪，低—高—低供氧操作方式,供氧压力0.7～0.8MPa，供氧量(标态)15500～18000m3/h，纯吹氧时间控制在:3～7min。此操作方式的优点是操作简单、灵活，吹炼过程比较稳定。

攀钢转炉提钒氧枪最初沿用炼钢用535、435型氧枪提钒，后改为339喷头。在使用535及435喷头吹钒时表现出吹钒时间短,炉温上升快，造成半钢碳含量低、半钢余钒高；由于氧枪喷头夹角偏大，对炉衬侵蚀较大，且用535、435喷头吹钒时，钒渣中TFe偏高，V2O5量偏低。⑷不同氧枪的提钒效果使用不同喷头的吹钒效果喷头型号纯吹氧时间/min半钢中钒的质量分数/％半钢中碳的质量分数/％钒渣中V205的质量分数/％半钢温度/℃钒渣TFe/％5353.010.0503.5318.00138335.034356.070.0533.6019.37138932.93396.350.0373.6019.42138231.7(四)冷却制度转炉提钒冷却制度：就是确定合理的冷却剂加入数量、加入时间以及各种冷却剂加入的配比→是转炉提钒各项制度中的关键。

转炉提钒加入冷却剂的目的：是为了调节过程温度，防止过程温度上升过快，提高钒的氧化率，达到“去钒保碳”的目的。1、冷却剂加料量的主要依据：装入量、入炉温度、冷却剂的冷却强度和已经加入生铁块重量等。

2、冷却剂加入的要求⑴能够降低前期升温速度；⑵保证冷却剂在提钒终点时能够充分熔化。3、冷却剂的加入方式及数量⑴冷却剂必须在吹氧时加完；⑵兑铁前，生铁块、废钒渣用废钢槽由转炉炉口加入，废钒渣加入量≤2t/炉，生铁块约5~6吨；铁矿石、铁皮球、污泥球从炉顶料仓加入炉内，约1.8~2.5吨。当铁水温度小于1200℃或停炉时间大于6小时，可加少量冷却剂，也可不加冷却剂。冷却剂加入总量一般3~8吨，25~70kg/t铁。⑶提钒用冷却剂冷却效应值之比为：铁块：废钒渣：复合球：铁皮球：铁矿石=1：1.5：3.5：5.0：5.6冷却剂加入情况加入方式铁水条件加入时间备注兑铁前供氧2min内Si≤0.15%,铁水温度≤1260℃污泥球:1t污泥球:0～0.8t铁水温度指加完料兑铁后所测入炉温度。操作工根据装入量情况，对污泥球加入量进行调整。以上加入量为装入量115t/炉，若装入量变化可适当调整。Si≤0.15%,铁水温度＞1260℃铁矿石:0.7t污泥球:0.5t污泥球:0.5～1.2tSi＞0.15%,铁水温度≤1260℃铁矿石:0.5t铁皮球:1.0t铁皮球:0～0.6tSi＞0.15%,铁水温度＞1260℃铁矿石:0.5t铁皮球:1.0t铁皮球:0.5～0.8t⑷提钒冷却剂的比较①生铁块

优点:增加了铁和钒的来源；缺点:成本较高,冷却强度低,熔化慢。②污泥球优点:冷却强度适中,调渣作用明显；缺点:质量不稳定,粉尘量较大,利用率比铁矿石低,成本比铁矿石高。③铁矿石优点:冷却强度大，成本低；缺点:含(SiO2)低,含(TiO2)较高,调渣性能差,容易带入硫及(CaO)等杂质。④废钒渣优点:产渣率高；缺点:熔化慢,操作不当容易出质量事故。⑤铁皮球优点:可减少铁的氧化,成渣快,冷却强度大,有利于提高钒渣品位。(五)终点控制提钒终点控制主要指半钢温度控制、半钢碳控制及钒渣(渣态、质量)控制三个方面。目前攀钢要求半钢温度控制在1360℃~1400℃，半钢碳含量≥3.5%，余钒≤0.04%，钒渣V2O5品位≥17.0%。为保证钒渣品位和半钢质量合格，要求用于提钒的铁水含钒量高，硅、锰、钛应低，硫、磷元素应尽量低——是转炉提钒获得优质钒渣有利条件。1、出半钢和倒钒渣要求

⑴吹钒结束后，倒炉测温取样，然后出半钢，出半钢前向半钢罐内加入适量增碳剂或脱氧覆盖剂。⑵出半钢时间≤4min时必须更换出钢口。⑶出半钢时须加挡渣镖以减少钒渣的流失。⑷终点温度低于1340℃或渣态不好、废钒渣未化完不得出钒渣。⑸出尽半钢后，摇炉至炉前出钒渣。禁止未出完半钢的炉次出钒渣。钒渣一般2~3炉出一次，每次出钒渣必须取钒渣样。(六)出半钢和倒钒渣2、2～3炉出一次钒渣具有的优点

(1)有利于铁在渣中沉降，降低(TFe)含量，(TFe)降低约4.1％，V2O5品位提高约3.3％。(2)可使钒尖晶石进一步长大,有利于提高钒回收率。(3)加快了生产节奏。如连续4炉未出，熔池面渣层太厚，渣与半钢分离困难，反而降低了钒回收率，所以要求第4炉必须出钒渣。3炉出一次钒渣的岩相结构1炉出一次钒渣的岩相结构钒铁尖晶石35~45%25~35%硅酸盐相46~54%55~60%金属铁1.1~1.5%1%自由氧化物6~9%10%钒铁尖晶石大小大多为0.017~0.033mm近似圆形连晶,部分0.05~0.06mm的大晶粒0.01~0.02mm近似圆形晶粒1炉出一次和3炉出一次钒渣的岩相结构比较3、出钒渣炉次的操作注意事项

(1)一般连续2炉后要考虑出钒渣，出钒渣炉次的入炉铁水量不能太多，防止半钢出不完；(2)生铁块数量控制在下限，少加或不加废钒渣，防止熔化不完全；(3)吹炼终点温度靠上限，有利于渣铁分离；(4)控制好终点渣的氧化性，不能终点后吹扫炉口；(5)出钒渣前和过程中必须确认渣态，避免夹有半钢。1、炉口粘渣⑴产生原因①提钒温度较低；②金属喷溅粘结在炉帽上段；③出半钢时钒渣粘在炉口出钢侧；④出钒渣时钒渣粘结在炉口出渣侧。⑵危害

使炉口变小、变形，兑铁、出钒渣及炉后加挡渣镖困难，严重时甚至发生氧枪碰撞炉口，给安全生产带来极大的隐患。⑶处理办法

兑铁后或吹炼后，氧枪枪位6.5~7.5米，氧压0.60-0.70MPa，分期多次进行“打炉口”操作，每炉次处理时间不大于30秒。六、常见事故及处理2、烟罩、烟道积渣垮塌烟罩、烟道时有积渣垮塌的现象，积渣掉下直接威胁到炉前平台和炉下渣道作业人员的人身安全。为防止群伤事故的发生，其防范措施如下：a.在炉前及渣道作业时,要尽可能躲在挡渣棚和托渣板下面。b.在提钒兑铁、吹炼过程中，严禁从提钒炉前平台通过。c.提钒炉前对锅炉的积渣定期进行清理，尽可能减少跨渣量。d.加强职工的安全教育，强化职工的安全意识，提高职工的防范意识，增强对垮渣的警觉性。3、粘枪⑴产生原因:粘枪是炉内的金属和渣在氧气射流的冲击作用下,飞溅在冷却的枪身表面凝结和堆积而成，一般与以下因素有关：①铁水温度过低。②吹炼枪位低，特别是开吹的枪位过低。③氧枪喷孔变形，喷头参数发生变化。④提钒吹炼全过程渣干。⑵危害:使枪身加重加粗，提升困难，严重时氧枪提不出氮封孔，用火焰切割粘结物时易损坏枪身并且增加了非作业时间。⑶处理办法:发生局部粘枪时可以适当提高温度或稀渣来熔化粘结物,或用钢钎等工具敲掉粘结物,严重时必须用火焰切割粘结物。4、铁水粘兑铁罐⑴危害①罐口变小,接铁水、出半钢困难,易洒铁;兑铁时不能全部兑完,留有桶底。②罐嘴增高,过跨时刮坏烟罩等设备。③铁水粘罐壁后,减少了罐的有效容积,不能保证提钒装入量。④粘结渣铁后,增加了罐的空重,使重心上移,兑铁后不能自行回落，极不安全。⑵处理办法①用刺钩将渣铁钩断掉在兑铁罐内；②粘兑铁罐严重时用氧气烧；③兑铁罐交替用于兑铁和出半钢,利用半钢冲刷、熔化兑铁罐的粘结物。5、兑铁洒铁⑴产生原因由于吊车司机与指吊人员配合不好或吊车故障等原因，会造成洒铁，烧、烫伤炉前工、摇炉工及平台通行的人。⑵处理办法①兑铁时，禁止其它人员从炉前平台通过。②加强炉前平台的定置管理，确保炉前平台安全通道的畅通，便于发生洒铁事故时人员迅速撤离。③加强对职工培训，提高操作技能，增强岗位间的配合。6、摇炉洒铁⑴产生原因

炉子倾动出现故障,在出半钢过程中炉子倾动无法正常操作,造成跑半钢事故。⑵防范措施①随时保持渣道干燥无积水，防止洒铁时发生爆炸事故。②兑铁、倒炉取样、出半钢过程中，仔细观察转炉的运行情况，若发现异常，立即停止作业，通知维检人员到现场检查确认并处理。③在倒炉或出半钢过程中,若发现炉子停不住,立即抬炉,仍不好使,按下“紧停”按钮,立即通知维检人员处理。并立即报告炉长,作好监护，防止意外发生。④炉子所有的控制系统失灵，将半钢或铁水到在渣道上，摇炉工应迅速关闭摇炉房的窗户，防止冲上来的火焰或烟气将自己烧伤或烫伤。并立即报告炉长，作好监护，禁止他人从渣道横穿，防止发生意外。如在出半钢，半钢罐将要溢出时，立即将渣车、钢包车开出去，防止将车辆烧坏或焊死在炉下。7、吹钒期间炉内氧枪漏水⑴产生原因由于氧枪制作及喷头质量的原因，或者在提钒操作过程枪位过低烧坏氧枪鼻子，容易造成氧枪漏水。⑵判断漏水方法从炉口火焰判断,当火焰突然变软往内收、无声音、呈暗青色，表明氧枪漏水严重。烟罩蒸汽量突然增大,可能是烟罩漏水。⑶处理办法发现漏水后，应立即提枪停止吹炼，通知水站停水，并上32米平台关水，确认水蒸发干净后方可缓慢动炉，动炉时前后平台严禁有人。所有情况都应及时汇报和记录。8、大砣子渣大砣渣子是指夹铁较多的钒渣。⑴产生原因①冷却剂加入时间太晚，未熔化完全,粘结在炉底的生铁块在出钒渣时进入渣罐；②钒渣氧化性强或渣稀，渣与半钢分离困难；③半钢未出完，出钒渣时未确认。⑵主要危害破碎、磁选困难,降低了钒渣成品率,浪费人力、物力。⑶防止措施

a.冷却剂必须在吹氧2min内加完，加入量不能过多；b.半钢温度不低于1360℃；c.出尽半钢。七、钒渣的质量

钒渣：是指含钒铁水经过转炉等方法吹炼氧化成富含钒氧化物和铁氧化物的一种炉渣。根据物相分析，钒渣主要由钒尖晶石、铁橄榄石、磷石英及少量其他物质组成。攀钢钒渣的主要成分钒渣成份CaOSiO2V2O5TFeMFeP百分含量%1.5-2.514-1716-2026-328-120.06-0.101、钒渣的结构⑴含钒物相(钒铁尖晶石相)钒在钒渣中是以三价离子存在于尖晶石中的，尖晶石相是钒渣中的主要含钒物相(MeO.),Me代表Fe2+、Mg2+、Mn2+、Zn2+等两价元素离子，Me′代表Fe3+、V3+、Mn3+、Al3+、Cr3+等三价元素离子，钒渣中所含元素最多的是铁和钒，因此称为铁钒尖晶石，纯铁钒尖晶石熔点1700℃左右。用铁水提钒时，首先结晶析出的是铁钒尖晶石相，在非常缓慢的冷却过程中，钒不断进入尖晶石可达91%以上。结晶长度可达20~100um，在氧化钠化焙烧过程中，钒尖晶石最容易分解提取，所以在生产钒渣时，应尽可能使吹炼出的新钒渣缓慢冷却，使钒尽可能转变成尖晶石，并获得较大颗粒结晶相。⑵粘结相粘结相是钒渣中的硅酸盐相。①橄榄石(Me2SiO4)主要为铁橄榄石，其熔点1100~1200℃，也是钒渣的主要矿相，因为它最后凝固，所以包裹在尖晶石周围。②辉石(Me2SiO3或MeSiO3)是在渣中CaO、MgO等杂质高时就会析出偏硅酸盐。如CaMg(SiO3)2熔点1390℃。Me代表Fe2+、Mg2+、Ca2+或Fe3+、Ti3+、Na+、Al3+等离子。钙辉石CaSiO3和镁辉石MgSiO3熔点分别为1540℃和1577℃。当有大量CaO时，形成Ca3V2O8-m(m=1~2),该物质在现有钒渣焙烧温度下难分解提取，会降低钒提取率，所以要求钒渣中(CaO)越低越好，攀钢要求小于2.5%。③磷石英α-SiO2

是普通石英在800℃以上转变而成的，当渣中SiO2低时，磷石英少，因为SiO2会与FeO组成2FeO.SiO2。有磷石英存在时，会伸入铁橄榄石中影响钒的提取。⑶夹杂相主要指钒渣中的金属铁，它以两种形式存在于钒渣中。即：①细小、弥散的金属铁微粒。②球滴状、网状、片状。⑷钒渣结构对提取V2O5的影响

主要影响钒氧化速度。钒氧化速度取决于钒渣中含钒尖晶石颗粒的大小和硅酸盐粘结相的多少。①含钒尖晶石颗粒越大，破碎后表面积越大→有利于钒的氧化。②硅酸盐粘结相越少，包裹尖晶石程度小，包裹层越容易氧化分解被破坏→使含钒尖晶石越容易氧化。但辉石因为氧化焙烧时不易分解，所以影响钒的氧化率。③杂质相对钒氧化率也有一定影响指固溶于尖晶石、硅酸盐中的杂质。2、钒渣的化学成分对提钒的影响

钒渣各化学成份的百分含量是评价钒渣质量好坏的主要因素。下面分项叙述各组分对钒渣焙烧转化率的具体影响。⑴钒含量的影响原则上是含钒量越高，越有利于提高钒焙烧转化率。钒渣中钒的含量主要取决于铁水的钒含量及杂质(硅、锰、钛、铬等)含量；其次，与提钒过程的操作制度有关(如冷却剂加入量及种类、温度控制、终点控制条件等)。因为大量的杂质氧化和加入会降低钒渣中的含钒量。⑵氧化钙的影响

钙钒比指钒渣中CaO含量与V2O5含量的比值，它是评价钒渣质量的重要指标。钒渣中的CaO对焙烧转化率影响极大。原因是钒渣中(CaO)在焙烧过程中易与V205生成不溶于水的钒酸钙CaO．V205或含钙的钒青铜。研究表明,ω(CaO)每增加1％就会带来4.7％~9.0％的V205损失。V／Ca比越高，影响程度就小，当V205／CaO小于9时影响就比较明显。⑶二氧化硅的影响提取V205时钒渣中SiO2对钒渣氧化焙烧有影响。其原因是SiO2焙烧时，主要是按下列反应式反应生成了可溶性玻璃体：Na2C03+SiO2→Na2SiO3+CO2

它在水中发生水解析出胶质Si02沉淀，使V205浸出及浸出液澄清困难、堵塞过滤网孔，降低过滤机生产效率。当V205／SiO2比小于1时，影响较明显。钒渣中硅主要来自铁水,其次也与冷却剂种类及加入量有关。⑷磷的影响主要