提钒炼钢
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。
钒在炼钢中的作用
钒在炼钢中的作用全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：钒是一种重要的合金元素，它在炼钢中发挥着非常重要的作用。
钒的加入可以提高钢的强度、硬度和耐磨性，同时还可以改善钢的热加工性能和耐腐蚀性能。
在现代炼钢工艺中，钒的应用已经变得非常普遍。
钒可以提高钢的强度和硬度。
当钒被加入到钢中时，它会与钢中的碳元素相结合，形成碳化钒。
这些碳化钒的颗粒可以有效地阻止晶粒的滑移和扩散，从而提高了钢的晶格强度和硬度。
这意味着钢经过钒的加入之后，会变得更加坚固和耐磨，适用于一些需要承受高压力和高摩擦的工况。
钒还可以改善钢的热加工性能。
在钢进行热处理的过程中，钢材需要具有一定的塑性和韧性，以便于切削、锻造和成形。
钒可以在钢的晶界和晶内形成强固的碳化物，从而使晶粒间的结合更加牢固，阻止了晶粒的滑动，提高了钢的塑性和韧性。
这样一来，钢在热加工过程中会更加容易操作，可以生产出更加精确和复杂的零部件。
钒还可以提高钢的耐腐蚀性能。
在一些腐蚀性环境下，金属材料容易受到腐蚀和磨损，从而缩短使用寿命。
通过在钢中加入适量的钒，可以形成一层坚固的氧化膜，有效地阻止了氧、水和其他化学物质对钢的侵蚀。
这样一来，钢的表面会更加光滑和坚固，延长了钢材的使用寿命。
第二篇示例：钒是一种重要的合金元素，广泛应用于炼钢工业中。
它的主要作用是通过调整钢的组织结构和性能，提高钢的强度、耐磨性、耐腐蚀性和疲劳强度。
在钢铁冶炼中，添加适量的钒可以显著改善钢的力学性能和耐磨性，使得钢材更加坚固耐用。
钒可以提高钢的硬度和强度。
在炼钢过程中，加入适量的钒可以有效地改善钢的晶粒细化，从而提高钢的硬度和强度。
钒的加入可以促使钢中的碳元素向晶界扩散，形成碳化钒颗粒，从而增加钢的硬度和坚固性。
钒还可以提高钢的抗拉强度和抗疲劳性能，使得钢材更加耐用和可靠。
钒可以改善钢的耐磨性。
钢是一种常用的结构材料，广泛应用于建筑、制造和交通等行业。
由于钢的硬度相对较低，容易受到磨损和腐蚀的影响。
提钒与炼钢工艺
氧气 转炉 炼钢 技术
转炉 大型 化时 期
转炉 复合 吹炼 时期
转炉 综合 优化 时期
0.3 现代钢铁生产工艺流程
钢铁材料的冶炼工艺流程图定义：钢铁材料的生产不是
一步可以完成的，分为若干个阶段。各阶段过程间的联系及 其所获得的产品（包括中间产物）间流动线路图就称为钢铁 材料的冶炼工艺流程图。
0.3.1 钢铁联合企业的生产工艺流程 如图0－4所 示 0.3.2 长流程 以氧气转炉炼钢工艺为中心的钢铁联合企
粗钢产量达到 4.188亿t
2004 年产钢量为1.82亿 t 2003 2003
钢产量达到2.74亿t
钢产量首次突破2 亿t，达到2.234亿t
中国钢铁工业的发展战略
重在增加高附加值的产品，提高质量
重在提高产业集中度
三 个 重 在
钢铁大国向钢铁强 国的的根本转变
重在降低消耗
三个重在，一个根本转变
坚硬韧性大，塑性 好
其它元素
机械性能
可铸、不可锻
可铸、可锻、可压 延
钢系由生铁再炼而行，有较高的机械强度和韧性，还具有 耐热、耐腐蚀、耐磨等特殊性能。
炼钢的任务 铁水
炼钢过程
• • •
炼钢过程
脱碳 脱硫 脱硅
•
脱磷 合金化
•
钢
为什么要提钒
• 资源：铁矿、钒钛磁铁矿 • 钒钛磁铁矿的冶炼：主要是用回转窑－电 炉或高炉，冶炼出含钒铁水（含钒为 0.25～0.35％）。含钒铁水进行转炉提钒， 得到钒渣和半钢。钒渣进一步加工成钒制 品，半钢再去炼钢。出勤率、作业来自 课堂表现理论考核试题库
考核评价
实践环节考核——标准参照 考试 学生按照工作任务要求（评价标 准），完成任务，每个任务项目均有 详尽的考核标准，实行操作技能细化 要求
含钒铁矿石提钒途径选择
含钒铁矿石提钒途径选择钒是钢中的重要合金元素, 它可提高钢的韧性, 细化结晶粒度, 改善耐磨性能及热硬度, 因而广泛用于多种合金钢中。
我国钒资源十分丰富, 含钒铁矿以攀枝花和西昌地区蕴藏最多, 另外, 还有马鞍山和承德。
从含钒铁矿石提钒的途径有多种, 按其在炼钢流程中的前后可分为1、前提钒法又称直接法, 即由精矿提钒。
2、中提饥法又称间接法, 即由铁水吹钒渣, 再由钒渣提钒。
3、后提钒法即由铁水炼钢, 再由含钒钢渣提钒。
从含钒铁矿石提钒的流程归纳如下图一、前提饥法之一—钠化焙烧本法使用含V2O5 0.75~0.8的铁精矿, 用芒硝或纯碱作附加剂, 在回转窑内氧化焙烧, 水浸提钒。
该法虽然工艺流程短, 回收率比较高,达70~75. 但消耗高, 生产能力仅为间接法的十四分之一。
因此不适合大规模生产。
该法的原材料和能源消耗列于表。
所产铁尾矿可供炼铁用, 但不大受欢迎。
本法优点是钒回收率较钠化焙烧法更高。
厂小产量大, 劳动生产率高, 单耗低, 产品纯度高。
在有条件的地方可以推广采用。
二、前提饥法之二—钠化球团本法是用细磨的纯净铁矿粉, 加芒硝或纯碱造球, 在竖窑中氧化焙烧, 水浸提钒。
浸出采用固定床逆流浸洗, 设备简单。
国内有承德钢铁厂已进行半工业试验, 国外有芬兰奥、木两厂工业生产, 达到的指标列于表2：本法优点是钒回收率较钠化焙烧法更高。
规模小产量大, 劳动生产率高, 单耗低, 产品纯度高。
三、中提饥法—钒渣法本法是将含钒铁矿在高炉中炼得的含钒铁水用铁矿粉或空气氧化, 得到含。
一的钒渣, 再用焙烧水浸法提钒。
采用此工艺的有南非的摇包法和通用的转炉双联法, 以及马鞍山的槽炉法, 攀钢的雾化炉法。
本法优点是, 在用铁水炼钢之前将钒富集于钒渣中, 可使以后的水法提钒效率提高。
缺点是, 增加了中间环节, 系统回收率较低。
另外, 如果吹饥安排得不好, 会对炼钢有影响, 同时增加了吹钒渣的设备投资和使操作复杂化。
电炉冶炼钒钛直接还原铁提钒炼钢工艺试验
电炉冶炼钒钛直接还原铁提钒炼钢工艺试验在现代冶金工业中，通过电炉冶炼钒钛直接还原铁提钒炼钢工艺试验是一项备受关注的技术。
这一工艺的迅猛发展得益于对金属矿石资源的深入开发和利用，同时也为提高工业生产效率和减少对传统资源的依赖提供了新的可能性。
本文将从不同角度对这一工艺进行全面评估，并探讨其深度和广度。
让我们来看一下电炉冶炼钒钛直接还原铁提钒炼钢工艺试验的基本原理。
在这一工艺中，通过高温电弧将含钒钛矿石进行还原熔炼，得到高纯度的铁和钒钛合金。
这一工艺的优势在于可以直接利用矿石资源，减少了传统冶炼工艺中的预处理环节，提高了冶炼效率和降低了成本。
通过合理控制还原条件和合金配比，可以得到满足不同工业需求的高品质合金产品。
在实际应用中，电炉冶炼钒钛直接还原铁提钒炼钢工艺试验也面临诸多挑战和问题。
首先是能源消耗和环境污染的问题。
高温电弧冶炼需要大量电能，而且在炼钢过程中会产生大量烟尘和废渣，对环境造成严重影响。
其次是技术参数的控制和优化问题。
电弧冶炼过程中需要严格控制温度、氧化还原条件和合金成分，以确保产品合金品质达标。
这些都需要在工艺试验中进行深入研究和实践，以不断优化和改进工艺的稳定性和可靠性。
电炉冶炼钒钛直接还原铁提钒炼钢工艺试验是一项技术前景广阔的冶金工艺。
通过对其深度和广度的评估，我们可以发现其在资源利用、生产效率和产品品质方面的巨大潜力。
然而，也需要重视其在能源消耗、环境污染和工艺优化方面所面临的问题和挑战。
只有通过不断的实验和改进，才能真正实现这一工艺的可持续发展和商业化应用。
个人观点上，我认为电炉冶炼钒钛直接还原铁提钒炼钢工艺试验是一项有着巨大应用前景和发展空间的技术。
通过不断的研究和实践，可以不仅提高钒钛资源的利用率，减少对传统铁矿石资源的依赖，同时也为提高钒钛合金产品品质和降低生产成本提供了可能。
然而，需要克服的技术和环境问题也不可忽视，需要工程技术人员和环保专家共同努力，以实现这一工艺的商业化应用和可持续发展。
精选提钒与转炉炼钢工艺
氧气转炉炼钢技术
转炉大型化时期
转炉复合吹炼时期
转炉综合优化时期
0-3 现代钢铁生产工艺流程
钢铁材料的冶炼工艺流程图定义：钢铁材料的生产不是一步可以完成的，分为若干个阶段。各阶段过程间的联系及其所获得的产品（包括中间产物）间流动线路图就称为钢铁材料的冶炼工艺流程图。
氧气顶吹转炉炼钢方法简介
诞生的背景及简称1856年，英国人贝塞麦发明了底吹酸性空气转转炉炼钢法。
将空气吹入铁水，使铁水中硅、锰、碳高速氧化，依靠这些元素氧化放出的热量将液体金属加热到能顺利地进行浇注所需的温度，从此开创了大规模炼钢的新时代。早在1856年贝塞麦就提出利用纯氧炼钢的设想，由于当时工业制氧技术水平较低，成本太高，氧气炼钢未能实现。
课程性质课程目标课程体系教学内容考核评价学习方法
这是什么？它有什么用？它是用什么材料制成的？
Байду номын сангаас
关键点：钢铁制成的！
钢与铁的区别
观看录像0－1
钢与铁的区别
铁合金
生铁
钢
成分
含碳量
2%～4.3%
0.03%～2%
其它元素
硅、锰、硫、磷（少量）
硅、锰（少量）
机械性能
硬而脆无韧性
坚硬韧性大，塑性好
可铸、不可锻
氧气转炉炼钢技术的发展化分为三个时期：
◆转炉大型化时期（1950～1970年） 以转炉大型化技术为核心，逐步完善了转炉炼钢工艺与设备。先后开发出大型化转炉设计制造技术、OG法除尘与煤气回收技术、计算机静态与副枪动态控制技术、镁碳砖综合砌炉与喷补挂渣等护炉工艺技术。
第五章含钒铁水炼钢工艺及钢渣钒渣提钒ppt课件
V2O5-Na2CO3相图
(二)用钒渣生产V2O5工艺 钒渣生产V2O5的工艺流程：主要有原料预处理、氧化焙烧、
熟料浸出、沉钒及熔化五个工序。
1、原料预处理 定义：就是将钒渣破碎到一定粒度后再与一定比例的钠盐添
加剂混合均匀的过程。包括钒渣破碎、球磨、除铁、配料(配入 添加剂)、混料等。
⑴ 原料预处理的工艺 ① 钒渣的破碎
⑶渣料加入时间和炉渣的控制 攀钢渣料一般分两批加入,第一批占总渣料的60%以上,其余在第二批
分小批加入。如拉碳后需调整炉渣或炉温，则再加入第三批渣料。 ①渣料加入时间
第一批渣料在兑铁前或开吹时加入,包括石灰、镁质材料和酸性材料。 第二批渣料在第一批渣料化好、化透后分小批量多次加入(每次不超过 0.5吨)，这样有利于石灰熔化，避免炉渣“返干”，同时还可以较好控制 炉内泡沫渣，防止喷溅和溢渣，在吹炼终点前3~5min全部加完。 第三批渣料是否加入，根据拉碳后硫、磷去除情况而定。 注意：无论加几批渣料或加多少渣料，都必须保证终点炉渣化好，确 保渣料的有效利用。
产生的磷氧化物放出，在还原期加入钒渣、碎焦和粉状硅铁， 钒氧化物由碳和硅还原，最终脱氧由硅钙合金和铝进行，这 种方法会造成还原期钢渣碱度降低(还原后渣中SiO2增加)和 氧化性(因为钒渣中氧化铁高)提高，钢中金属夹杂物增加。
②在盛钢桶中加入混合物——此方法最好 在出钢时将钒渣和还原剂组成的混合物(钒渣粉+硅铁粉 或铝粉制成块)倒入盛钢桶，可避免钢脱氧时造成烧损。混 合物之间的相互作用就可达到合金化的目的。 钢水使钒氧化物发生热还原反应，还原出的钒进入钢水 中，钒还原率可达60~80%。 攀 钢 用 钒 渣 +FeSi75+ 萤 石 粉 制 成 混 合 物 ， 比 例 100:30:5,加水玻璃作粘结剂，压制成块，干燥后使用。生 产出了09V、22MnSiV、16MnSiVN等钢种。
钢铁冶炼中的钒铁合金冶炼技术
钢铁冶炼中的钒铁合金冶炼技术钢铁冶炼是现代工业中不可缺少的一部分，在这个过程中，钢液的制备是最重要的环节之一。
而钒铁合金的冶炼技术在钢铁冶炼中扮演了重要的角色，本文将围绕钒铁合金冶炼技术进行阐述。
一、什么是钒铁合金钒铁合金一般分为两种：钒铁和铁钒合金。
钒铁是指含有较高钒含量的铁合金，通常其钒含量在30%以上；而铁钒合金则指含有较高钒含量的钢铁，其钒含量在0.1%到5%之间。
钒铁合金的主要成分为钒和铁。
钒在钢铁工业中作为合金元素使用，能够提高钢铁的强度、硬度、塑性、耐热性等机械性能，而且能够提高钢铁的耐腐蚀性。
此外，钒还能够使钢铁的晶粒细化，提高钢铁的韧性和强度。
二、钒铁合金冶炼技术1.氧化还原法将精炼生铁放入高温电炉中，加入适量石灰石和焦炭，利用高温下的还原反应将钒从生铁中还原出来，得到钒铁合金。
氧化还原法是目前钒铁合金冶炼技术中应用最广泛的一种方法，该法具有反应旋转速度快、工艺简单、生产成本低等优点。
2.硅铝还原法硅铝还原法是将低钒铁和铝硅合金或硅铁合金混合后置于电炉中加热熔化，然后用氧化亚铝和氯化钠作为还原剂还原钒。
该法的优点是能够进行分级还原，不仅得到高钒铁，还能得到中钒铁和低钒铁等多种品位的钒铁合金。
3.焙烧法将含有钒和铁的物料在高温下进行焙烧，将钒和铁分别还原出来，再通过熔炼得到钒铁合金。
该法具有工艺简单、操作方便、灰尘少等优点。
4.炼钢法在炼钢过程中，可以通过向钢液中添加适量的钒铁合金来提高钢的硬度和强度。
该方法对于生产规模较小的企业来说，成本较低，操作较简单，但是相对来说钒铁的加入量较少。
三、钒铁合金对钢的影响钒铁合金对钢的影响主要体现在如下几个方面：1.提高了钢的强度、硬度、韧性等机械性能。
2.提高了钢的硬化性能，使钢的经久性得到了保证。
3.钒铁合金有效地抑制了脱碳和脱氮反应，促进了钢的微细晶结构形成。
4.钒铁合金的加入可以促进硫元素的析出，有效地降低钢中的硫含量，提高钢的热加工性能和塑性。
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1.2含钒铁水提钒的主要任务：
▲把含钒铁水吹炼成高碳含量并满足下步炼钢要求半钢；
▲最大限度地把铁水中的钒氧化使其进入钒渣；
▲通过提钒得到适合于下一步提取V2O5要求的钒渣。
4
1.3 工艺流程
钒钛磁铁矿 冷却剂、供氧 ↓ 含钒铁水 ↓ 高炉铁水———→铁水预处理→转炉提钒→钒渣 ↓ ↓ 高炉渣 半钢→转炉炼钢
2.4、成本对比
每吨铁水产粗钒渣28kg左右，提钒成本在70～90元。 半钢冶炼需要加入碳化硅和硅铁等补充热量，同时，石灰消耗也略 有增加，因此，半钢冶炼同普通铁水冶炼相比，吨钢增加成本约20～ 30(元)。
2.5、量对比
提钒炼钢工艺需要拿一座转炉来专门提钒，不能炼钢。
因此，同全铁水冶炼钢水相比，按照车间三座转炉布置，产量减 少1/3。
D、供氧制度的影响
供氧制度包括氧枪枪位、结构、耗氧量、供氧强度、压力等诸多 因素，是控制吹钒过程的中心环节。 供氧强度的大小影响吹钒过程的氧化反应程度，过大喷溅严重， 过小反应速度慢。 供氧压力大可加强熔池搅拌强化动力学条件，有利于提高钒元素 氧化速度。 喷枪的结构包括喷嘴直径、孔数、角度等参数，这些条件直接影 响氧气的冲击深度、分布和利用率的高低。
半钢出钢温度的控制范围1330～1400℃之间。
6
C、冷却剂的种类、加入量和加入时间的影响
冷却剂加入的目的是为了控制吹炼温度，使之低于吹钒的转化温 度，达到脱钒保碳的目的。一般冷却剂的种类有生铁块、废钢、氧化 铁皮、铁矿石、烧结矿、球团矿等。 对冷却剂除了要求具有冷却能力外，还要有氧化能力，带入的杂 质少。 冷却剂尽量在吹炼前期加入，吹炼后期不再加入任何冷却剂，使 熔池温度接近或稍超过转化温度，适当发展碳燃，有利于降低钒渣中 氧化铁含量，提高半钢温度和金属收得率。
普通铁水冶炼：高炉铁水（加废钢）→转炉炼钢
2.3、提钒炼钢的主要技术难点
▲提钒转炉炉口粘渣严重：在提钒生产中，炉口受粘渣的影响而
变小，严重时会影响兑废钢、铁水操作，并难以投放挡渣球，导致钒 渣流失；
▲提钒转炉炉况维护：由于转炉提钒不进行溅渣护炉操作，且炉
渣氧化性较强，对炉衬侵蚀较大； ▲半钢水冶炼热平衡难保证：由于半钢含碳量比普通铁水低 0.7~1.0%左右，且铁水中的硅在提钒过程中全部氧化，因此，半钢冶 炼钢水热平衡很难保证，极易影响钢水质量。
在实际生产中，要使用专用氧枪喷头，采用小的氧流量、氧压控 制，低→高→低的枪位运行，保证化渣良好。
1.5、半钢冶炼的注意事项
半钢是铁水与钢水之间的半成品，虽然吹钒后的半钢氧化性不如 钢液强，但其中仍有部分氧，加上转炉提钒造成的碳的烧损，因此半 钢冶炼极易出现化渣困难、钢水过氧化等情况。因此，在半钢的冶炼 上，要作好以下几点： ●加入一定的增碳剂，有效减少[C]的烧损和温降； ●采用留渣操作，有助于化渣，但要考虑留渣量，防止打不着火； ●开吹采用高枪位运行，有利于炉渣的迅速生成； ●渣料采用多批少量的加入方式。
第二部分
提钒炼钢和普通铁水炼钢的差异
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2.1、概念
提钒炼钢：一方面是将含钒铁水在提钒转炉中的钒元素提取出来，
另外方面将提钒后的半钢水通过脱碳转炉冶炼成钢水。
普通炼钢：就是通过转炉将高炉铁水冶炼成钢水。
2.2、工艺流程对比
提钒炼钢工艺：含钒高炉铁水→转炉提钒（加生铁块等）→半钢、
钒渣→半钢冶炼
5
1.4 影响提钒的四大主要因素
A、铁水成分的影响
铁水中硅、钛含量增加，会降低钒渣中V2O5的浓度； 铁水中原始钒含量高得到的钒渣V2O5品位提高。
B、吹炼终点温度对钒渣中全铁含量影响
钒渣中氧化铁含量随着吹炼终点温度的提高而降低，这是由于提高终点 温度，利于下列碳的氧化反应的进行。
（FeO）+[C]=[Fe]+CO
汇报完毕，谢谢！
提钒炼钢和普通铁水炼钢对比和
提钒炼钢工艺介绍
川威钒钛冶金科技开发有限公司
2011年7月
1
主要内容
第一部分：双联法提钒炼钢工艺简要介绍 第二部分：提钒炼钢和普通铁水炼钢的差异
2
第一部分
双联法提钒炼钢工艺简要介绍
3
1.1 概念
▲采用双联法的提钒工艺（一座转炉提炼钒渣，一座转炉
冶炼半钢）。双联法提钒法的优点是可保证生产各种品种