高硅铁水转炉提钒对钒渣质量的影响及方法

张帆

摘要：铁水[ ]严重影响转炉提钒的质量，铁水[ ]对钒渣氧化具有抑制作用。钒渣渣态稀，将降低钒渣品位以及产渣率，导致半钢余钒相对偏高。因此，有必要深入了解高硅铁水对转炉提钒的影响，并积极探究高硅铁水提钒方法。本文浅析了高硅铁水对转炉提钒的影响，探究了高硅铁水提钒方法，以期为高硅铁水提钒方法提供借鉴。

关键词：高硅铁水；提钒；钒渣质量

前言：铁水[Si]会严重影响钒渣品位，铁水的硅含量越高，对钒渣品位的影响就越大，使钒渣品位越趋降低。相关高硅铁水转炉提钒的实践表明，当铁水硅在0.18%以上时，钒渣品位在15.0%以下。因此，本文所论述的高硅铁水主要是指铁水在0.18%以上的铁水。

一、高硅铁水对转炉提钒的影响

1、钒氧化的热力学条件以及硅的具体影响

转炉提钒的实际过程主要是铁水中各类元素，诸如 、 、 、 以及 等进行氧化反应的具体过程。铁水中各类元素的实际氧化反应速度，主要由元素具体含量、吹钒时相应的热力学条件等因素决定，自由能 对反应能力具有决定性影响。相对于[ ]与氧相应的亲和力，[ ]与氧相应的亲和力较强[1]。当硅在铁水中具有较高含量时，将对钒的氧化产生抑制影响。

2、钒渣 比例上升将对钒渣品位造成稀释

提钒过程，实际上是铁水中所含各类元素发生氧化的过程，铁水[ ]与氧具有较强的结合能力，半钢[ ]平均为0.02%，铁水中的[ ]绝大部分发生氧化成为 。铁水中[ ]的含量不同，将导致钒渣 含量存在较大差异，铁水硅为0.1%时，对应的钒渣 为11.7%；铁水硅为0.30%时，对应的钒渣为26.0%，前后相差的百分点为14.3。这就表明，当铁水硅的含量提高时，钒渣品位将被稀释。钒渣中 含量较高时，将对生产钒制品具体过程呈现的钒收率产生影响。当钒渣硅钒比 / 在1以上时，钒渣 每个百分点的上升，均会导致氧化钒收率0.2个百分点的下降[2]。也就是说，钒硅比与氧化钒回收率成反比。

3、 、 转化温度提前达到将阻碍 的氧化

铁水[ ]上升，将加快熔池温度的上升，使 、 转化温度提前达到，这就会对 的氧化产生阻碍作用，并造成半钢[ ]高，将对钒渣的品位造成不良影响[3]。

4、铁水硅与钒渣品位呈现出线性关系

铁水[ ]上升，将造成钒渣 出现下降，根据相关统计数据显示，当铁水[ ]处于0.05%到0.30%的范围之内时，钒渣 将与铁水与[ ]%呈现出线性关系，如下式所示：

由该式可知，铁水[ ]含量与钒渣 品位成反比，对于铁水[ ]含量每0.01个百分点的增加，钒渣 均会相应地产生0.35个百分点的降低。

5、对折合渣率的影响

在提钒实际过程中，铁水中的[ ]经过氧化反应对 生成之后，初渣中所含的 与 、 等發生化学作用，生成铁橄榄石类的硅酸盐相，此类硅酸盐相具有较低熔点，且导致钒渣相应的熔点以及年度出现降低，并导致钒渣流动性出现增加。在铁水[ ]在0.05%以下时，向熔池适量添加 ，促进炉渣相应流动性的适度增加，可实现对偏稠渣态的有效避免，并促进钒的有效氧化。当铁水[ ]含量偏高时，渣中低熔点相会呈现过高现象，且渣态过稀，会加剧钒渣流失，降低钒渣产渣率[4]。

二、 高硅铁水提钒方法

1、转炉复吹技术

（1）提钒复吹改造

提钒炉复吹，可加速铁水中所含钒的氧化，并强化金属与炉渣相应的还原过程，使炉渣-金属体系趋于平衡，实现对钒渣中所含氧化铁的有效降低，并促进铁水中所含钒实际氧化率以及钒渣中 含量的提高，实现对钒渣品位的有效改善。当前主要采用4块复吹透气砖，在此基础上，可采取如下措施对提钒复吹透气砖进行改造：①对之增设自动控制仪检测表，对提钒复吹实施计算机自动控制。②对复吹流量进行智能控制，采用大流量进行提钒，促进复吹效果的有效加强，暂停提钒时采用小流量，有效节约能源。③增设“复吹紧停模式”，确保在提钒炉异常情况下，有效保障其安全。提钒复吹改造，能有效缩短提钒吹氧时间，并促进提钒周期的有效缩短和钒渣产量的大幅度提高。另外，能提高钒渣品位和产渣率，改善冶金效果。

2、碳质还原剂

为实现钒渣品位的提高，可将碳质还原剂添加入提钒炉内，促进钒渣 含量的有效降低，实现对钒渣的有效浓缩。碳质还原剂的具体使用方法如下：在提钒出渣相应炉此，完成吹钒后，在提氧枪时，将碳质还原剂加入其中，并实施时长1到2分钟的摇炉，方能实施出半钢操作，并对摇炉范围进行控制，使之保持在炉前45°到炉后45°之间。在倒渣相应炉次，在下氧枪实施吹氧之前，要对复吹进行手动调节，并对流量进行设定，使之保持在120—160m?/h，完成出半钢操作后，对复吹控制模式调回，使之为自动操作，实现对搅拌效果的加强。

3、预脱硅技术

铁水[ ]对钒渣生产具有较大影响。在提硅之前，将部分[ ]脱去，即可实现钒渣品位的有效提高。将脱硅剂添加入脱硫剂中，能有效改善脱硫效果，并将部分硅有效脱去。因此，预脱硅技术，即是先脱硫，后实施提钒，并将脱硅剂添加入脱硫剂中，有效实现脱硫以及脱硅，其工艺流程如下：含钒铁水→采用脱硅剂实施脱硫、脱硅→扒渣→转炉提钒→炼钢。在高硅提钒过程中，使用脱硅剂，能有效提高钒渣品位。

结语：综上所述，铁水[Si]会严重影响钒渣品位，铁水的硅含量越高，对钒渣品位的影响就越大，使钒渣品位越趋降低，钒渣 比例上升将对钒渣品位造成稀释，当铁水[ ]含量偏高时，渣中低熔点相会呈现过高现象，且渣态过稀，会加剧钒渣流失，降低钒渣产渣率。因此，可采用提钒复吹工艺、添加碳质还原剂以及预脱硅技术等高硅提钒方法有效提高钒渣品位和质量。

参考文献：

[1]孙成翔.转炉提钒工艺对钒渣质量的影响[J].中国科技博览，2013（34）：577-577.

[2]梁新腾，曾建华，李扬洲，等.一种转炉提钒的钒渣改性剂及转炉提钒冶炼方法：CN104195283 A[P].2014.

[3]张涛.转炉提钒过程同时造渣脱磷的应用基础研究[D].重庆大学，2015.

[4]李国庭，李敬宾，张文彪，等.150t转炉低钒铁水提钒生产实践[C]//2014全国钒钛学术交流会. 2014.