提釩鉻轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐用的調(diào)渣劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及提釩鉻轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐用的調(diào)渣劑，屬于鋼鐵冶煉領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]轉(zhuǎn)爐是鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的主體設(shè)備，其壽命直接關(guān)系到轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)成本。為了提高轉(zhuǎn)爐壽命，20世紀(jì)90年代中期，美國(guó)LTV公司首先開發(fā)并采用濺渣護(hù)爐技術(shù)，大幅提高了轉(zhuǎn)爐爐齡，由1990年的6200爐次上升到1995年的15658爐次。采用濺渣護(hù)爐技術(shù)后，轉(zhuǎn)爐耐火材料的消耗降低25%?50%左右。日本轉(zhuǎn)爐爐齡并不高，一般在6000?8000爐。在濺渣護(hù)爐條件下，武鋼通過(guò)轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)壽化系統(tǒng)研宄，最高爐齡達(dá)3萬(wàn)余爐，寶鋼復(fù)吹爐齡最高I萬(wàn)余爐，一般在6000?8000爐。
[0003]濺渣護(hù)爐方法分為臥式噴槍法、臥式底吹法、立式底槍法、臥式火焰噴涂法、直立噴槍法等。目前，普遍采用的是立式氧槍法。其工藝特點(diǎn)是:利用頂吹氧槍切換氮?dú)?，噴濺經(jīng)改性的終渣，將其涂敷在轉(zhuǎn)爐爐襯內(nèi)壁。通過(guò)噴射角度的改變，能有目的地集中噴濺某個(gè)部位。吹煉前，加人過(guò)量的白云石與石灰，吹煉期間因過(guò)飽和的氧化鎂渣相減輕了爐襯的侵蝕。此外，泡沫渣在爐襯上形成保護(hù)層。提高濺渣層與爐襯磚間二者的結(jié)合強(qiáng)度，是改善濺渣護(hù)爐效果的關(guān)鍵。
[0004]目前，國(guó)內(nèi)外制取釩渣的生產(chǎn)方法較多，主要有新西蘭鐵水包吹釩工藝、南非搖包提釩工藝、俄羅斯和中國(guó)的轉(zhuǎn)爐提釩工藝等，其它提釩工藝還包括含釩鋼渣提釩、石煤提釩工藝等。國(guó)內(nèi)外轉(zhuǎn)爐提釩的生產(chǎn)工藝制度均為加入冷卻劑+過(guò)程溫度+吹煉時(shí)間的不斷改進(jìn)。鐵水提釩是一項(xiàng)選擇性氧化技術(shù)。轉(zhuǎn)爐供氣提釩是一個(gè)放熱過(guò)程，[Si]、[Mn]、[V]、[C]等元素氧化使熔池快速升溫，而[Si]、[Mn]氧化發(fā)生在[V]氧化之前，提釩不可能抑制其反應(yīng)，而[C]、[V]轉(zhuǎn)化溫度大約在1385°C左右，因此要獲得[V]的高氧化率和[V]收率，必須加入提釩冷卻劑，控制熔池溫度使之逼近[C]、[V]轉(zhuǎn)化溫度，達(dá)到提釩保碳的目的，將[V]降至0.05%以下。提釩的終點(diǎn)半鋼溫度不宜過(guò)高，提釩過(guò)程前期以釩氧化為主，后期以釩還原為主，但吹釩過(guò)程是釩還原為主。所以在降溫時(shí)采用的是加入冷卻劑使鐵水溫度降到合適的范圍，轉(zhuǎn)爐冶煉中通過(guò)吹煉時(shí)間和過(guò)程溫度的控制，將半鋼中的釩氧化，提高收得率。
[0005]提釩轉(zhuǎn)爐由于其生產(chǎn)特殊性，其維護(hù)及長(zhǎng)壽化技術(shù)研宄較少，提釩轉(zhuǎn)爐由于冶煉時(shí)間短、溫度低、渣中低共熔物成分少、爐渣流動(dòng)性差，在到達(dá)冶煉終點(diǎn)之前，鐵水中C與O反應(yīng)并沒(méi)有充分展開，爐氣中PC0、PC02較低，而PO2較高，爐渣粘結(jié)性差，導(dǎo)致鎂炭磚暴露在氧氣氛圍中，促使C與O2反應(yīng)，鐵液面以上爐襯侵蝕速率明顯高于鐵液面以下。鐵液面以上爐襯基本上是按氧氣直接脫碳一疏松脆化一沖蝕剝落一再氧化的方式反復(fù)作用，使磚體逐漸被蝕損。為盡可能提高產(chǎn)釩率，提釩冶煉對(duì)爐溫控制比較嚴(yán)格，通常會(huì)采用加部分生鐵塊的方式來(lái)輔助降溫。所以，加料側(cè)不僅受鐵水的沖擊，還要受到生鐵塊的沖擊，由于爐溫低，爐渣呈塊狀，吹煉時(shí)與鐵水一起對(duì)工作層磚進(jìn)行全程硬性機(jī)械沖擊，故機(jī)械沖擊是提釩轉(zhuǎn)爐爐底和爐身下部損毀的主要原因。
[0006]我國(guó)是釩鈦磁鐵礦大國(guó)，攀枝花地區(qū)的紅格釩鈦磁鐵礦是我國(guó)最大的鉻礦資源，儲(chǔ)量36億噸，含有Cr2O3高達(dá)1800萬(wàn)噸，是全國(guó)其他地區(qū)已探明儲(chǔ)量的近兩倍。高鉻型紅格釩鈦磁鐵礦不僅是攀西四大礦區(qū)之最，也是國(guó)內(nèi)目前最大的釩鈦磁鐵礦礦床。礦床賦存于海西早期形成的巨大層狀一似層狀中堿性一基性一超基性分異雜巖體中，巖漿分異作用好，屬晚期巖漿結(jié)晶分異礦床。礦體形成相對(duì)獨(dú)立的8個(gè)大中型礦區(qū)，其中路枯礦區(qū)巖體厚度大，各類含礦層齊全，礦體規(guī)模大，研宄程度最高，該區(qū)即所稱“紅格礦區(qū)”，又分為“南礦區(qū)”和“北礦區(qū)”。與周邊的攀枝花礦、白馬礦等資源不同，紅格礦除富含鐵、釩、鈦等金屬夕卜，還共伴生鉻、鎳、鈷等金屬，是我國(guó)為數(shù)不多的特大型多元素共生礦，具有很高的綜合利用價(jià)值。以伴生的鉻元素為例，紅格南礦區(qū)Cr2O3品位達(dá)0.34%，鉻資源儲(chǔ)量十分可觀。我國(guó)是世界第一大不銹鋼生產(chǎn)國(guó)，國(guó)內(nèi)鉻礦遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了消費(fèi)需求，每年都需從國(guó)外進(jìn)口高品位的鉻鐵礦和鉻鐵合金。我國(guó)的鉻冶金和鉻鹽工業(yè)對(duì)國(guó)外鉻鐵礦具有很高的依賴度。因此，對(duì)于我國(guó)這樣一個(gè)鉻資源短缺的國(guó)家而言，實(shí)現(xiàn)高鉻型釩鈦磁鐵礦中鉻資源的規(guī)?；厥站哂惺种匾慕?jīng)濟(jì)價(jià)值和戰(zhàn)略意義。而鐵水中釩鉻資源的回收利用主要靠轉(zhuǎn)爐進(jìn)行氧化回收，其爐襯侵蝕機(jī)理與提釩轉(zhuǎn)爐相近，雖然釩渣濺渣護(hù)爐已經(jīng)有報(bào)道和使用，但是釩鉻渣與釩渣在性質(zhì)上還是存在很大不同，由于有Cr203的存在，釩鉻渣渣態(tài)較干、流動(dòng)性差、熔點(diǎn)高，不能直接進(jìn)行濺渣護(hù)爐，同時(shí)所報(bào)道的釩渣濺渣護(hù)爐調(diào)渣劑劑濺渣護(hù)爐方法均無(wú)法用于釩鉻渣濺渣護(hù)爐，因此需要設(shè)計(jì)適用于釩鉻渣的調(diào)渣劑。
[0007]CN102534099A公開了“一種提高轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐效果的鎂碳球”，該發(fā)明涉及一種冶金煉鋼轉(zhuǎn)爐改質(zhì)劑，即一種提高轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐效果的鎂碳球。其原材料組成及質(zhì)量百分比如下:C:35%，Mg0:55%，H20:10%。CN102643947A公開了“一種縮短轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐時(shí)間的方法”，該專利提到用石灰石和白云石作為調(diào)制冷卻劑對(duì)爐渣進(jìn)行改質(zhì)。CN102392097A公開了 “一種轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐前的調(diào)渣處理方法”，該發(fā)明采用焦粉、鎂砂、鈦白粉作調(diào)渣劑，用焦粉降低留渣中的氧化鐵，并與鈦白粉反應(yīng)生成高熔點(diǎn)的碳化鈦，碳化鈦與鎂砂協(xié)同作用提高渣的粘度和熔化溫度。文獻(xiàn)“轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐改質(zhì)劑的開發(fā)研宄”(鞍鋼技術(shù)，2002.03，P30?33)提到，可通過(guò)在吹煉前期加入輕燒白云石，中后期通過(guò)氧槍操作或加焦炭粉，出鋼后加輕燒白云石、菱鎂石來(lái)完成爐渣的改質(zhì)。CN103525971A公開了 “釩渣改質(zhì)劑及其制備方法以及提釩轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐方法”，該發(fā)明中的釩渣改質(zhì)劑的成分按重量計(jì)包括2?5份的C、40?60份的Mg0、4?7份的Ca0、10?30份的Mn0、5?15份的S12，且其水分含量小于3%。所述制備方法將按重量計(jì)40?50份的鎂砂、5?10份含碳材料和40?60份的錳礦混合均勻，以得到釩渣改質(zhì)劑。CN103014224A公開了 “一種提釩轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐的方法”，在轉(zhuǎn)爐出鋼完成后進(jìn)行濺渣護(hù)爐之前，向轉(zhuǎn)爐內(nèi)加入粒度在3.0mm以下的鎂質(zhì)調(diào)渣劑并進(jìn)行吹氧化渣，以獲得可粘附在轉(zhuǎn)爐爐襯上的稠態(tài)釩渣。其中，所述鎂質(zhì)調(diào)渣劑為冶金鎂砂和碳粉。CN102912072A公開了“一種提釩轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐用低成本調(diào)渣劑”，所述調(diào)渣劑的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)包括:20%?50%的C、40%?72%的Mg0、4%?7%的CaO以及不大于3%的H2O,并且形成所述調(diào)渣劑中的MgO的原料包括廢棄鎂碳磚。CN102925617A公開了 “一種用于提釩轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐的調(diào)渣劑”，所述調(diào)渣劑的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)包括:20%?50%的C、40%?72%的Mg0、4%?7%的CaO以及不大于3%的!120。但以上方法除了以煉鋼轉(zhuǎn)爐爐渣為對(duì)