第四章攀钢转炉提钒工艺详解
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攀钢提钒炼钢厂工艺技术及装备进步
攀钢提钒炼钢厂工艺装备及技术进步1 前言攀钢提钒炼钢厂是我国第一座自行设计、制造、建设大型转炉炼钢厂，1971年10月1日建成投产后，经过二期工程建设、三期工程建设和三期技术改造，技术装备水平不断提高，生产规模逐渐扩大，目前已成为我国西南地区最大、中国重要的钢钒生产基地。
攀钢提钒炼钢厂已投入生产使用的工艺装备包括5座120吨炼钢转炉、2座120吨提钒转炉、2部混合喷吹脱硫装置、1部复合喷吹脱硫装置、2台1350板坯连铸机、1台6机6流和1台4机4流大方坯连铸机，配套设置RH真空处理装置2台、LF电加热炉4台，已形成年产钒渣18万吨、连铸坯500万吨、炼钢600万吨的生产能力。
在工艺技术和产品开发方面，开发了独具特色的世界先进水平的低钒铁水转炉提钒工艺技术，其主要技术经济指标达世界先进水平；炼钢转炉炉龄突破10000炉大关，创世界半钢炼钢条件下转炉炉龄之最；国内首家在大方坯连铸上开发应用了凝固末端动态轻压下技术。
转炉冶炼品种多达200多个，是国内首家生产350km/h高速重轨钢的企业，同时也是国内仅有的几家具备批量性生产IF 钢、纯净钢的大型炼钢厂之一。
2 工艺流程攀钢提钒炼钢厂的工艺流程见图1。
图1 攀钢提钒炼钢厂工艺流程3 含钒铁水转炉提钒攀钢1971年～1995年采用雾化提钒法技术，1995年改为转炉提钒。
2座120吨转炉提钒的设计能力为年产钒渣11万吨。
3.1提钒主要技术经过技术攻关，自主研究并形成了以下技术：（1）渣态调整工艺技术。
（2）多炉出钒渣工艺技术和挡渣出半钢技术。
（3）铁矿石和冷固球团作冷却剂的有效冷却工艺。
（4）339专用提钒氧枪提钒供氧工艺。
（5）提高提钒转炉炉龄技术。
（6）深吹半钢开炉工艺。
（7）复吹提钒技术。
3.2转炉提钒主要技术指标攀钢转炉提钒的技术经济指标已达到了世界先进水平，见表1。
通过铁水提钒工艺的研究和改进，攀钢钒渣产量大幅度提高，实现了钒资源的综合回收和利用，2006年的钒渣产量达到18.2万吨，见图2。
提钒与转炉炼钢工艺
提钒与转炉炼钢工艺
项目一 含钒铁水提钒
氧气顶吹转 炉吹炼提钒
观看提钒视频资 料录像1－1
项目目标
总体 ：在已知原材料和工艺设备条件下编制一炉
铁水提钒的操作规程和完成一炉铁水提钒的吹炼
? 具体：熟悉钒钛资源、钒的用途、钒的性质及提取
钒方法的特点 ? 熟练掌握氧气顶吹转炉提取钒的任务、原理；氧气
顶吹转炉提取钒的主要原料种类及对其要求要点氧 气顶吹转炉吹炼一炉含钒铁水提取钒包括的项目及 参数控制、调节的方法 ? 了解氧气顶吹转炉吹炼提取钒所涉及到的主要种类、 作用及结构特点
3
12.0
4
10.0
化 学 成 分, %
SiO2
CaO
P
Ⅰ
Ⅱ
≯
27
0.8
0.08
0.8
28
1.0
0.10
0.8
29
1.0
0.10
0.8
31
1.0
0.10
0.8
1-4-1-2氧气顶吹转炉吹炼提取钒原理 工程实例
? 已知攀钢典型铁水成分：w[C]＝4.0％,w[Si] ＝0.20％，w[V]＝0.32％，w[Ti]＝0.25％， 通过物理化学手册查出一些数据计算出 lg fv＝－0.587，lg fc＝0.865，求实际转化温 度T=?
本项目中的学习型工作任务
? 在获得优质、高产、低耗、长寿的技术经济指标 理念下，依据已知原材料性质及工艺设备，以完 成一炉铁水提钒得到合格产品的工作任务岗位技 能为总体目标，设置为一个综合性项目
? 以职业能力培养为主线，将一炉铁水提钒相对应 的主要知识点设置为若干个单元，每一单元的主 要知识点同最终目的（总的工作任务）联系起来
项目一 含钒铁水提钒
氧气顶吹转 炉吹炼提钒
观看提钒视频资 料录像1－1
项目目标
总体 ：在已知原材料和工艺设备条件下编制一炉
铁水提钒的操作规程和完成一炉铁水提钒的吹炼
? 具体：熟悉钒钛资源、钒的用途、钒的性质及提取
钒方法的特点 ? 熟练掌握氧气顶吹转炉提取钒的任务、原理；氧气
顶吹转炉提取钒的主要原料种类及对其要求要点氧 气顶吹转炉吹炼一炉含钒铁水提取钒包括的项目及 参数控制、调节的方法 ? 了解氧气顶吹转炉吹炼提取钒所涉及到的主要种类、 作用及结构特点
3
12.0
4
10.0
化 学 成 分, %
SiO2
CaO
P
Ⅰ
Ⅱ
≯
27
0.8
0.08
0.8
28
1.0
0.10
0.8
29
1.0
0.10
0.8
31
1.0
0.10
0.8
1-4-1-2氧气顶吹转炉吹炼提取钒原理 工程实例
? 已知攀钢典型铁水成分：w[C]＝4.0％,w[Si] ＝0.20％，w[V]＝0.32％，w[Ti]＝0.25％， 通过物理化学手册查出一些数据计算出 lg fv＝－0.587，lg fc＝0.865，求实际转化温 度T=?
本项目中的学习型工作任务
? 在获得优质、高产、低耗、长寿的技术经济指标 理念下，依据已知原材料性质及工艺设备，以完 成一炉铁水提钒得到合格产品的工作任务岗位技 能为总体目标，设置为一个综合性项目
? 以职业能力培养为主线，将一炉铁水提钒相对应 的主要知识点设置为若干个单元，每一单元的主 要知识点同最终目的（总的工作任务）联系起来
钒的基础知识(课堂PPT)
10
1994年攀钢开发了用煤气还原多钒酸铵制取V2O3技术，获国家 发明专利。
1995年，攀钢将雾化提钒改为转炉提钒，建成两座120吨提钒炉， 设计能力11万t/a钒渣。
1998年攀钢从德国引进设备，建成了年产2400tV2O3的车间。 后扩建为5150t/a。同时，进行了V2O3冶炼高钒铁的试验。西昌分 公司建成年产1200t五氧化二钒生产车间。同时，攀钢钒渣产量达到 并超过了设计能力，创下历史最高水平。
6
在19世纪末20世纪初,俄罗斯开始利用碳还原法还原铁和钒氧化物,首 次制备出钒铁合金(含V35%～40%)。1902～1903年俄罗斯进行了铝热 法制取钒铁的试验。
1927年，美国的马尔登和赖奇用金属钙还原五氧化二钒(V2O5)，第 一次制得了含钒99.3%～99.8%的可锻性金属钒。
19世纪末，研究还发现了钒在钢中能显著改善钢材的机械性能，从而 使钒在工业上才得到广泛应用。至20世纪初，人们开始大量开采钒矿。
转炉提钒
1
教学内容：
第一章 钒的基础知识(6学时) 第二章 转炉提钒基本原理(4学时) 第三章 提取钒渣方法(2学时) 第四章 攀钢转炉提钒工艺(8学时) 第五章 含钒铁水炼钢工艺及含钒钢渣提钒 方法与工艺(8学时)
2
第一章 钒的基础知识
73 23 9
教学要求： 1、了解钒制备的发展史
钒及其化合物的用途。 2、掌握钒矿物及其主要性质
1830年，瑞典化学家尼尔斯·格·塞夫斯特姆用矿石炼生铁时， 分离出一种新元素，由于其化合物具有绚丽的颜色，以希腊神话中 美丽女神娃娜迪斯（Vanadis）的名字命名为钒(Vanadium)。同年， 德国化学家沃勒尔证明，Vanadium与早期德尔·里奥发现的红色 素是同一种元素──钒。
1994年攀钢开发了用煤气还原多钒酸铵制取V2O3技术，获国家 发明专利。
1995年，攀钢将雾化提钒改为转炉提钒，建成两座120吨提钒炉， 设计能力11万t/a钒渣。
1998年攀钢从德国引进设备，建成了年产2400tV2O3的车间。 后扩建为5150t/a。同时，进行了V2O3冶炼高钒铁的试验。西昌分 公司建成年产1200t五氧化二钒生产车间。同时，攀钢钒渣产量达到 并超过了设计能力，创下历史最高水平。
6
在19世纪末20世纪初,俄罗斯开始利用碳还原法还原铁和钒氧化物,首 次制备出钒铁合金(含V35%～40%)。1902～1903年俄罗斯进行了铝热 法制取钒铁的试验。
1927年，美国的马尔登和赖奇用金属钙还原五氧化二钒(V2O5)，第 一次制得了含钒99.3%～99.8%的可锻性金属钒。
19世纪末，研究还发现了钒在钢中能显著改善钢材的机械性能，从而 使钒在工业上才得到广泛应用。至20世纪初，人们开始大量开采钒矿。
转炉提钒
1
教学内容：
第一章 钒的基础知识(6学时) 第二章 转炉提钒基本原理(4学时) 第三章 提取钒渣方法(2学时) 第四章 攀钢转炉提钒工艺(8学时) 第五章 含钒铁水炼钢工艺及含钒钢渣提钒 方法与工艺(8学时)
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第一章 钒的基础知识
73 23 9
教学要求： 1、了解钒制备的发展史
钒及其化合物的用途。 2、掌握钒矿物及其主要性质
1830年，瑞典化学家尼尔斯·格·塞夫斯特姆用矿石炼生铁时， 分离出一种新元素，由于其化合物具有绚丽的颜色，以希腊神话中 美丽女神娃娜迪斯（Vanadis）的名字命名为钒(Vanadium)。同年， 德国化学家沃勒尔证明，Vanadium与早期德尔·里奥发现的红色 素是同一种元素──钒。
高钙含钒转炉钢渣提钒工艺进展
2 杨素波，罗泽中，文永才，等．含钒转炉钢渣中钒的提取与回 收 ［J］．钢 铁 ，2005，40（4）：72－75．
3 李光强，张鹏科，朱诚意，等．用碳热还原法从含钒钢渣回收含 钒 生 铁 ［J］．四 川 冶 金 ，2005，27（5）：61－64．
（责任编辑 ／ 赵建国）
行业动态
再生资源增值税新政执行中的新问题
1 提钒流程
1．1 湿法提钒 加盐并在高温下进行焙烧， 使钒转变成易溶于
水的钒酸钠浸出，获得精钒，主要过程包括破磨、焙 烧、浸出、沉淀和热解过程。
1．1．1 破磨 钢渣露天存放一个月之后， 吸收了空气中的
CO2 和水分，使其充分粉化后破磨，破碎后的块度一 般不超过 50 mm，球磨后的筛上物（0．15 mm）不得大 于 20％，磁选后钢渣中的金属铁减少至 1％以下，再 将球磨钢渣制成 8 mm 左右的粒状炉料， 在焙烧时 可防止窑尾结圈堵料。 1．1．2 焙烧
沉淀槽采用陶瓷缸，用蒸汽直接加热和搅拌。浸 出液的沉淀，有铵盐沉淀、溶剂萃取和离子交换法。 1．1．5 热解
收 稿 日 期 ：2009－01－23 作者简介：钱 强（1979－），男，四川遂宁人，工程师，主要从事固体废物处理与再利用研究工作。
－ 15－
● 综合利用
中国资源综合利用
第6 期
V2O5 的 热 解 在 熔 化 炉 内 进 行 ，经 过 脱 水 、脱 氨 后即可得到片状的 V2O5。 1．2 火法提钒 1．2．1 电 Nhomakorabea火法提钒
参考文献
图 3 矿热炉冶炼工艺流程图 2．4 碳热还原法
将自然风化后的钢渣进行研磨， 制成钢渣粉并 配 入 石 墨 和 SiO2 粉 末 均 匀 混 合 ［3］，在 1 000 ℃以 上 的温度中焙烧一定的时间， 冷却后自动粉化并进行 磁选分离，得到钒铁合金和残渣，残渣的主要成份为
3 李光强，张鹏科，朱诚意，等．用碳热还原法从含钒钢渣回收含 钒 生 铁 ［J］．四 川 冶 金 ，2005，27（5）：61－64．
（责任编辑 ／ 赵建国）
行业动态
再生资源增值税新政执行中的新问题
1 提钒流程
1．1 湿法提钒 加盐并在高温下进行焙烧， 使钒转变成易溶于
水的钒酸钠浸出，获得精钒，主要过程包括破磨、焙 烧、浸出、沉淀和热解过程。
1．1．1 破磨 钢渣露天存放一个月之后， 吸收了空气中的
CO2 和水分，使其充分粉化后破磨，破碎后的块度一 般不超过 50 mm，球磨后的筛上物（0．15 mm）不得大 于 20％，磁选后钢渣中的金属铁减少至 1％以下，再 将球磨钢渣制成 8 mm 左右的粒状炉料， 在焙烧时 可防止窑尾结圈堵料。 1．1．2 焙烧
沉淀槽采用陶瓷缸，用蒸汽直接加热和搅拌。浸 出液的沉淀，有铵盐沉淀、溶剂萃取和离子交换法。 1．1．5 热解
收 稿 日 期 ：2009－01－23 作者简介：钱 强（1979－），男，四川遂宁人，工程师，主要从事固体废物处理与再利用研究工作。
－ 15－
● 综合利用
中国资源综合利用
第6 期
V2O5 的 热 解 在 熔 化 炉 内 进 行 ，经 过 脱 水 、脱 氨 后即可得到片状的 V2O5。 1．2 火法提钒 1．2．1 电 Nhomakorabea火法提钒
参考文献
图 3 矿热炉冶炼工艺流程图 2．4 碳热还原法
将自然风化后的钢渣进行研磨， 制成钢渣粉并 配 入 石 墨 和 SiO2 粉 末 均 匀 混 合 ［3］，在 1 000 ℃以 上 的温度中焙烧一定的时间， 冷却后自动粉化并进行 磁选分离，得到钒铁合金和残渣，残渣的主要成份为
转炉提钒讲座
下塔吉尔130t转炉吹钒过程钒渣组成(%)的变化 从开始吹炼起/min 2.1 4.1 7.2 SiO2 11.2 14.5 17.1 ∑FeO 52.4 44.9 38.9 V2O5 9.4 12.0 14.6 CaO 0.16 0.22 0.44 TiO2 5.0 5.9 6.5 MnO 4.2 5.4 6.5
线段与V2O3 G 线段的交点温度，称为 T转
吹钒时T转 非常重要，因为当铁水中的组元Ti、Si、Cr、V、Mn、C、 Fe等氧化时要放出大量的热，使熔池温度迅速上升，当温度超过
T转 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。 实际的T转与标准状态下的
T转是有差距的，它随铁水成分和炉渣成分
从以上两个反应式可知，[Si]与氧的亲合力比[V]与氧的亲合力强， 铁水[Si]含量较高时，将抑制[V]的氧化。 ∴应严格控制铁水中[Si]的含量。
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△Gθ-T图
b. 铁水中硅对钒渣渣态的影响
铁水中的[Si]氧化后生成(SiO2)，初渣中的(SiO2)与
提高钒渣品位工艺技术控制
——建龙
目录
第一部分
第二部分 第三部分 第四部分 承钢转炉提钒 第五部分 第六部分
转炉提钒概况
转炉提钒基本原理
攀钢转炉提钒冶炼工艺状况
冶炼工艺状况
承德建龙转炉提钒冶炼工艺状况 总结
第一部分
转炉提钒基本概况
一 概述
1.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：钒是一种重要的战略资源，广泛应用于钒铁、 航天、化工、新型能源等领域。 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%。 钒铝合金被用于航天领域。 其余10%用于催化剂、颜料等领域。
线段与V2O3 G 线段的交点温度，称为 T转
吹钒时T转 非常重要，因为当铁水中的组元Ti、Si、Cr、V、Mn、C、 Fe等氧化时要放出大量的热，使熔池温度迅速上升，当温度超过
T转 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。 实际的T转与标准状态下的
T转是有差距的，它随铁水成分和炉渣成分
从以上两个反应式可知，[Si]与氧的亲合力比[V]与氧的亲合力强， 铁水[Si]含量较高时，将抑制[V]的氧化。 ∴应严格控制铁水中[Si]的含量。
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△Gθ-T图
b. 铁水中硅对钒渣渣态的影响
铁水中的[Si]氧化后生成(SiO2)，初渣中的(SiO2)与
提高钒渣品位工艺技术控制
——建龙
目录
第一部分
第二部分 第三部分 第四部分 承钢转炉提钒 第五部分 第六部分
转炉提钒概况
转炉提钒基本原理
攀钢转炉提钒冶炼工艺状况
冶炼工艺状况
承德建龙转炉提钒冶炼工艺状况 总结
第一部分
转炉提钒基本概况
一 概述
1.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：钒是一种重要的战略资源，广泛应用于钒铁、 航天、化工、新型能源等领域。 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%。 钒铝合金被用于航天领域。 其余10%用于催化剂、颜料等领域。
硕士论文：转炉高效提钒相关技术基础研究
硕士论文：转炉高效提钒相关技术基础研究四四转炉高效提钒相关技术基础研究④重庆大学博士学位论文学生姓名:黄青云教授指导教师:谢兵专业:冶金工程学科门类:工学重庆大学材料科学与工程学院二一二年五月’.够:,,,中文摘要摘要钒是重要的战略物资,被称为“现代工业的味精”,广泛应用于钢铁工业、化学工业、航空航天工业、轻纺工业和医学等领域。
钒在自然界中主要赋存在钒铁磁铁矿中,我国攀枝花地区拥有丰富的钒钛磁铁矿资源。
而从钒铁磁铁矿中回收钒资源的常用工艺是还原钒铁磁铁矿获得含钒铁水,接着含钒铁水中的钒氧化进入渣中,之后通过湿法工艺从钒渣中提取。
从含钒铁水中提取钒的方法有摇包法、铁水包、雾化法、转炉法。
我国和俄罗斯都采用转炉提钒工艺。
经过多年努力,攀钢在钒资源的丌发和利用方面取得了不错的成绩,但现工艺流程下钒的回收率小于其它国家,钒渣品位、钒氧化率等均有待提高。
另外,针对铁水中含量约为.%的转炉提钒研究报道较少。
因此有必要摸清低钒铁水提钒机理及影响因素。
自动控制模型在转炉炼钢上已经成功应用,但是由于冶炼时间短,提钒转炉没有副枪、烟气检测设备,转炉提钒控制处于静态控制状态。
而我国的提钒操作仍采用人工手动操作,完全凭借操作工人的经验来控制,这导致半钢、钒渣质量不稳定。
因此丌发一款适用于我国特色的提钒控制模型是适应时代要求的。
针对我国转炉提钒工艺上存在的问题,丌展了基础研究,得到以下结论:①转炉提钒热力学研究,发现铁水中的钒主要被氧化成,也有少部分被氧化成;钒渣中的铁有、两种形式。
渣中的活度和活度系数随渣中、含量的增加而增加,随渣中、、含量的增加而减小,其值分别在。
和的数量级上,而渣中的活度及活度系数在同样条件下的变化趋势则与相反,其值分别在之和。
的数量级。
②转炉提钒动力学研究,发现铁水中对和的氧化均由较强的抑制作用,铁水初始含量升高将使得铁水中和的氧化速率明显降低,并导致终点铁水含量高;铁水初始含量增加将使其自身被氧化减少的速率加快,同时对铁水中的氧化有微小的抑制作用使其减少速率减慢,并且终点铁水含量将升高;温度升高使得被氧化的速率大幅度加快,同时使铁水中被氧化速率明显减缓;出渣中的快速生成可以促进、氧化。
攀钢转炉提钒工艺的回顾与展望
从表4中可看出攀钢转炉提钒的各项经济技术指标在国内领先并已经达到国际先进水平攀钢与国内外转炉提钒技术经济指标对比厂家tfemfe钒氧化率攀钢转炉提钒315737519147301431210911428210攀钢雾化提钒31503701840228670中国承钢311740012342187187716马钢二炼319539091613126819下塔吉尔31203801632912908284南非摇包27014002325299382长期以来攀钢脱硫提钒一直受入厂铁水的困扰主要是铁水罐装铁量波动大带入罐内的高炉渣多不仅脱硫工艺参数不能稳定控制而且在现工艺流程下采用铁水罐脱硫撇渣后入提钒转炉的装入量波动仍较大影响提钒工序质量的稳定控制导致半钢和钒渣质量很不稳定
REVIEW AND PROSPECT OF TECHNOLOGY FOR VANAD IUM RECOVERY FROM HOT METAL IN CONVERTER AT PZH STEEL
ZHAN G Da - de ,ZHAN G Yu - dong
(Vanadium Recovery and Steelmaking Plant of PZH Steel ,Panzhihua 617062 ,Sichuan ,China)
313 提高钒渣质量的措施 31311 使用 SiO2 调渣技术
转炉提钒过程中钒的氧化是以渣铁界面上消耗 初渣中 FeO 为主要特征的 。初渣流动性大 ,有助于 钒氧化后与 FeO 形成尖晶石 ,加快钒的氧化过程 ; 另外 ,增加硅酸盐相量 ,在凝固过程中形成钒渣粘结 相 ,在吹钒终点时 ,钒渣不至于过稠 。实践证明 ,经
摘 要 :通过对不同提钒工艺流程的对比分析 ,系统回顾了攀钢提钒工艺的发展 、优化 ,提出了攀钢未来转炉提钒 工艺的一个初步思路 。 关键词 :转炉提钒 ;工艺 ;钒渣 中图分类号 : T G14614 + 13 文献标识码 :A 文章编号 :1004 —7638 (2001) 01 - 0030 - 04
REVIEW AND PROSPECT OF TECHNOLOGY FOR VANAD IUM RECOVERY FROM HOT METAL IN CONVERTER AT PZH STEEL
ZHAN G Da - de ,ZHAN G Yu - dong
(Vanadium Recovery and Steelmaking Plant of PZH Steel ,Panzhihua 617062 ,Sichuan ,China)
313 提高钒渣质量的措施 31311 使用 SiO2 调渣技术
转炉提钒过程中钒的氧化是以渣铁界面上消耗 初渣中 FeO 为主要特征的 。初渣流动性大 ,有助于 钒氧化后与 FeO 形成尖晶石 ,加快钒的氧化过程 ; 另外 ,增加硅酸盐相量 ,在凝固过程中形成钒渣粘结 相 ,在吹钒终点时 ,钒渣不至于过稠 。实践证明 ,经
摘 要 :通过对不同提钒工艺流程的对比分析 ,系统回顾了攀钢提钒工艺的发展 、优化 ,提出了攀钢未来转炉提钒 工艺的一个初步思路 。 关键词 :转炉提钒 ;工艺 ;钒渣 中图分类号 : T G14614 + 13 文献标识码 :A 文章编号 :1004 —7638 (2001) 01 - 0030 - 04
第四章 攀钢转炉提钒工艺
攀钢含钒铁水成份
项目 含钒 铁水 C(%) 4.4 3.8～4.7 Si(%) 0.130 0.03～0.36 Mn(%) 0.238 0.12～0.5 P(%) 0.075 0.065～0.085 S(%) 0.058 0.035～0.146 V(%) 0.285 0.18～0.33 Ti（%） 0.19 0.08～0.23 温度(℃) 1260 1180～1350
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。
三、攀钢转炉提钒主要设备
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
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%。
从60年代初开始，我国为了加速钒钛磁铁矿的综合利用，
污泥球 铁矿石 铁皮球 覆盖剂
O2 N2
生铁块 废钒渣 生铁料槽
单斗提升机 皮带运输机 炉顶料仓 称量斗
炉气放散 称量 炉气净 化装置 污泥 处理 烟尘回 收利用
项目 含钒 铁水 C(%) 4.4 3.8～4.7 Si(%) 0.130 0.03～0.36 Mn(%) 0.238 0.12～0.5 P(%) 0.075 0.065～0.085 S(%) 0.058 0.035～0.146 V(%) 0.285 0.18～0.33 Ti（%） 0.19 0.08～0.23 温度(℃) 1260 1180～1350
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。
三、攀钢转炉提钒主要设备
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
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%。
从60年代初开始，我国为了加速钒钛磁铁矿的综合利用，
污泥球 铁矿石 铁皮球 覆盖剂
O2 N2
生铁块 废钒渣 生铁料槽
单斗提升机 皮带运输机 炉顶料仓 称量斗
炉气放散 称量 炉气净 化装置 污泥 处理 烟尘回 收利用
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范围
钒渣 平均 统计炉数 范围 平均 统计炉数 钒氧化率 平均 去硫率 去磷率 钒渣量 钒回收率
1.6~20.8
10.04 64 41.20~54.80 48.80 66 80.0 % 36.4 % 84.7 %
8.24~22.97
16.05 64 7.52~19.31 141.34 66 （78.5 % ）
9.11~51.16
26.30 64 6.64~23.04 12.35 66
5.98~20.42
15.30 64 2.03~4.81 3.12 66
炼钢 渣
66炉
24.6kg/t铁（包括MFe） 53% 64炉
64炉
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
15
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 0.49～1.18 MPa；氮气压力0.294～0.392Mpa。
120t炼钢 转炉
(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。
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：
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
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%。
从60年代初开始，我国为了加速钒钛磁铁矿的综合利用，
污泥球 铁矿石 铁皮球 覆盖剂
O2 N2
生铁块 废钒渣 生铁料槽
单斗提升机 皮带运输机 炉顶料仓 称量斗
炉气放散 称量 炉气净 化装置 污泥 处理 烟尘回 收利用
脱硫铁水
扒渣 覆盖剂
120t提 钒转炉
16m3 钒渣罐 钒渣破碎车间 弃渣场
140t 半钢罐
经过栈桥 到炼钢车间
16m3钒渣罐 车
火车拉 出
第四章 攀钢转炉提钒工艺
75 பைடு நூலகம்7
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
一、转炉提钒的研究发展历程
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
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。
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
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。
双渣法化学成分及钒氧化率去硫率去磷率数据表
CaO SiO2 ∑Fe V2O5
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
c. 双联法 实验结论：
试验了61炉
试验了145炉
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。