钒钛铁冶炼中影响钒回收率的因素

马 剑

（河钢集团承钢公司钒钛事业部，河北 承德 067000）

钒是一种高熔点、无磁性、高强度、高粘度的光亮金属和超高硬度的金属材料，钒钢具有高强度、耐磨性和耐腐蚀性，钒还可用作催化剂、陶瓷染料和显影剂，作为重要的战略资源，钒被广泛应用于冶金、国防、化工、等领域，林业、渔业、机械制造、电子、汽车、铁路、造船、轻工等行业。

1 高炉提钒系数的影响

在钛钒铁冶炼过程中，提高了氧化铁的回收率。为了提高氧化铁的回收率，必须改善钛的冶炼条件。而钒的冶炼速度取决于反应温度、炉压、矿石粒度和粒度。在从矿物材料中提取气体和固体的过程中，加速了化学反应和分散。同时，随着高炉温度的升高，氧化物分子的数量也会增加，有利于回收氧化铁，提高氧化钒的提取率，由于氧化钒的回收，高炉内的煤气压力是一定的。如果煤气压力过高，电炉内的煤气压力将达到最大值。这将导致从高炉物料中提取氧化物，影响高炉的冷却和钒钛的冶炼过程，从而影响系数。从钒铁冶金钛中提取氧化钒通常用于固定粒度的钒铁冶炼，但粒度的大小直接影响氧化铁的提取率，从而影响氧化钒的提取率。建议减小粒径。为了增加被提取氧化物与颗粒的接触面积，加速被提取氧化物的分散，高炉用矿可达到10mm～15mm；减少氧化物的提取时间，提高氧化物的提取率。矿石颗粒的还原将提高氧化铁的提取率，从而促进氧化钒的回收。在高炉中，矿石原料通常由球团组成。钒钛烧结矿氧化亚铁中钒、钒钛含量很高，氧化亚铁中硅酸铁含量也很高。从钒钛烧结中回收硅酸铁是一个比较复杂的问题，因此从钒钛烧结中回收氧化铁是一个比较复杂的问题。与钛烧结矿提钒率较低相比，硅铁含量降低，钒钛球团回收氧化铁的效率提高。

2 高炉外部因素对提钒系数的影响

钒钛颗粒比率由钒钛颗粒比率决定。钒钛冶炼过程中，高炉温度和颗粒温度由钒钛球团比决定。高炉使用的矿物材料成分很低。因此，只有在以下条件下才能提高氧化物的提取效率：如果矿料发生变化，随着钒钛用量的增加，氧化铁的回收率提高，钒钛矿在高炉中的分布与钒钛球团的分布成正比。提高钒钛矿的比重可以改善钒钛的冶炼条件，提高钒氧化物的提取率。硅和钙是主要矿物，高钛渣的成分占主导地位。增加渣组中二氧化钛的含量可降低其比例。由于二氧化钛用量的增加，在一定程度上影响了钒氧化物的分散速度，高炉渣的碱度直接影响到钒氧化物的提取，因此氧化钙和二氧化钛的形成是化学反应的结果。钛酸钙是一种高熔点的固体材料，随着钛中钙含量的增加，钒氧化物的萃取系数降低了渣的流动性。

3 高炉提钒系数影响因素分析

3.1 控制炉温

钒的还原是一种吸热反应，提高炉温有利于降低炉渣中V2O的含量，提高铸铁中钒的含量。另一方面，当炉温过高时，随着珠铁的去除，炉渣的浓度增加，铁损增加，金属钒含量增加，铸铁中钒含量降低，钒的回收率降低。

3.2 采矿工程

炉缸中心的热量很高，保证了钒氧化物热力学和动力学的完全恢复，增加喷煤量，调整上下两部分，可以使中心流得到适当的发展，炉内温度分布均匀有利于钒的回收，改善了炉内工作条件。

3.3 炉渣碱度

氧化钒的还原分阶段进行，炉底的氧化钒为碱性，因此，提高炉渣的碱度可以改善炉渣的质量。

3.4 原材料的等级和粒度

①由于原料的高度不稳定性，导致还原剂的缺乏或过量，从而影响产品质量和钒的回收率，给装料量的确定带来困难。②由于炉子上部用于冶炼钒铁，炉料通过搅拌进入炉子。因此，原料的大小是非常重要的。如果原料的粒度比较大，那么原料的粒度就非常重要，不同的是它们混合不均匀，回收反应不够，部分氧化钒无法回收。在严重的情况下，铁含量是非常困难的。它直接影响钒的萃取系数。

3.5 合理比例尺及比例尺精度

①冶炼钒铁时，最重要的工艺参数是炉料，提高钒浸出系数的主要途径是尽量从铝中回收五氧化二钒——根据生产经验，理想的铝分配系数为1.00～1.01。配料过程中，不允许引入不合格的配料，如配料、粒度等，以减少称量过程中的人为误差。有助于提高设备性能，提高配料精度，使各种还原料混合均匀，使钒的反应得到综合回收。②内衬。熔化炉采用干密封，即密封耐火材料，密封材料不能与低熔点材料混合，粒度控制在0mm～12mm之间，振动密封。另一方面，熔渣可能会熔化很长时间，这将有助于钒沉积。③冶炼前应涂一层铁粉和铝粉，使原料反应性强，分布均匀，结果表明，表面燃烧迅速均匀，反应过程稳定，可防止局部反应引起的喷溅，减少钒的损失。

4 重要技术问题

渣、铁水、铁耗高、脱硫能力低是钒钛高炉冶炼过程中的重要技术问题。

（1）残留气泡问题。在理论研究和生产试验中，确定了泡沫渣的形成机理和消除泡沫渣的措施。指出炉渣中的二氧化硫被还原为tic、饱和碳和无定形碳，产生大量CO气体，从动力学分析可以看出，泡沫炉渣会引起沸腾，形成CO气泡时会产生CO气泡。气泡的速度和稳定性达到一定程度。通过调整炉渣成分的23%～24%，降低炉渣中的硫活性，提高炉温范围内的氧压，防止汞的排放。过量还原硫醇，有效消除蒸发泡沫残渣。

（2）铁与水的结合。铁在水中的粘度是钒钛冶炼过程中的一种特殊现象，在下一阶段的生产中熔化。钢包很薄，可使用300次～400次。然而，由于在粘性锡中存在钒和钛氧化物，因此熔点较高。与出钢温度相比，下一次出钢不能进行熔炼，较厚的铁只能使用几十次。高炉的正常生产受到严重影响。在研究和解释粘锅机理的基础上，研制了粘锅熔炼用转炉和氧气燃烧器技术，彻底解决了冷扣粘锅问题。石板盖在炉颈浸出前填蜡灌砂，防止炉渣进入油底壳，增加蛭石保温铁块。

（3）去除粘渣降低铁耗。在高炉还原过程中，炉渣中的二氧化钛被还原为钛的碳氮化合物。熔化温度为29500c±50c，远高于炉内最高温度，这种材料只有几微米，但比表面积大，很难聚合。结果，渣中的铁含量增加了几十倍，粘度增加10倍，由于高温亲水胶体和网状结构的形成，高炉温度由低硅低钛控制，为防止钛的过度还原，采取了特殊措施去除浓渣并活化高炉。减少渣铁在炉内的停留时间，采用合理的配比结构，在适当的限度内，通过硫的控制，可以有效地消除粘渣和铁的浪费。

（4）提高钛渣脱硫能力。由于硫磷渣酸度低，高钛渣的脱硫能力远低于普通高炉渣，通过科学技术的研究，优化了合适的碱炉，降低了炉子的标准差，提高了钛渣的生产能力，改善了流动性，增强了冶炼活性，实现了炉子的活化和装填。

5 耐火渣对钒钛冶炼的影响

高炉冶炼钒磁体的困难，主要是由于炉渣的性质，可以概括为三个方面：高温还原厚度的增加；过去研究者主要研究前两个问题，但现在必须注意耐火炉渣对冶炼的影响。

（1）炉渣不稳定。目前钒钛熔炼炉的温度与普通矿石熔炼炉几乎相同，炉前物理温度约为1450℃，炉温约为1450℃，普通炉渣的熔炼温度约为150℃，当原料成分波动时，炉渣碱度降低，熔点升高，但在大多数情况下炉渣性能稳定。但钛渣的余热约为50℃，且不稳定。碱性易降低流动性，炉子工作不正常。钛熔剂一种非常结晶的短熔渣。在当前炉缸周围炉温水平下，容易产生冷却温度梯度，导致炉温升高。炉底厚度和炉底收缩。

（2）难开渣孔。钒钛炉前开渣、出铁口冶炼困难。钛渣具有高熔点和高熔点。结晶度。由于冷却和冷却，熔渣前会有一个温度梯度，所以必须用氧气燃烧。

（3）提前工作。在放钢过程中，这种炉渣将主沟与渣沟连接起来，给主沟的维护和清理带来了相当大的困难，此外，在通风孔堵塞、渣流不畅的情况下，主沟和渣沟逐渐固化并充满炉渣。一旦再次出现大流量，炉渣就会溢出，而电枪又无法放置，这种耗时的炉前操作往往无法保证钢水的及时排出，从而导致生产损失。在生产过程中，特别是从炮孔出铁的过程中，不可避免地会有一部分炉渣流入铁罐并粘附在罐壁上，形成铸铁体积逐渐减少并通过清洗去除的状态。

（4）铁损。一般在砂口测得的铁水温度为1380℃～1400℃，相当于或略高于炉渣的凝固温度，由于温度较低，炉渣的过热度不稳定。在流动过程中，渣晶形成粘度梯度场可能是主要原因，在这种情况下，一些铁球在无沉积物的渣流中称重。这是铁钛渣。

6 结语

通过科学的试验和技术，使含矿量仅占高炉总容积的46%的钢高炉得以提升，成功地开发了强化钒钛冶炼的新工艺。采用难处理钒钛矿，高炉利用率越来越高，居国内外同类高炉之首。由于钢铁产量的增加和钢铁消费量的减少，钢铁的回收每年将增加几亿元的经济效益，提高产品质量，增加产品收入。在国内高炉上使用钒钛矿对延长高炉使用寿命具有十分重要的意义，从社会角度看也是非常有效的。