高硅鐵水轉爐提釩對釩渣質量的影響及方法

張帆

摘要：鐵水[ ]嚴重影響轉爐提釩的質量，鐵水[ ]對釩渣氧化具有抑制作用。釩渣渣態稀，將降低釩渣品位以及產渣率，導致半鋼余釩相對偏高。因此，有必要深入了解高硅鐵水對轉爐提釩的影響，并積極探究高硅鐵水提釩方法。本文淺析了高硅鐵水對轉爐提釩的影響，探究了高硅鐵水提釩方法，以期為高硅鐵水提釩方法提供借鑒。

關鍵詞：高硅鐵水；提釩；釩渣質量

前言：鐵水[Si]會嚴重影響釩渣品位，鐵水的硅含量越高，對釩渣品位的影響就越大，使釩渣品位越趨降低。相關高硅鐵水轉爐提釩的實踐表明，當鐵水硅在0.18%以上時，釩渣品位在15.0%以下。因此，本文所論述的高硅鐵水主要是指鐵水在0.18%以上的鐵水。

一、高硅鐵水對轉爐提釩的影響

1、釩氧化的熱力學條件以及硅的具體影響

轉爐提釩的實際過程主要是鐵水中各類元素，諸如 、 、 、 以及 等進行氧化反應的具體過程。鐵水中各類元素的實際氧化反應速度，主要由元素具體含量、吹釩時相應的熱力學條件等因素決定，自由能 對反應能力具有決定性影響。相對于[ ]與氧相應的親和力，[ ]與氧相應的親和力較強[1]。當硅在鐵水中具有較高含量時，將對釩的氧化產生抑制影響。

2、釩渣 比例上升將對釩渣品位造成稀釋

提釩過程，實際上是鐵水中所含各類元素發生氧化的過程，鐵水[ ]與氧具有較強的結合能力，半鋼[ ]平均為0.02%，鐵水中的[ ]絕大部分發生氧化成為 。鐵水中[ ]的含量不同，將導致釩渣 含量存在較大差異，鐵水硅為0.1%時，對應的釩渣 為11.7%；鐵水硅為0.30%時，對應的釩渣為26.0%，前后相差的百分點為14.3。這就表明，當鐵水硅的含量提高時，釩渣品位將被稀釋。釩渣中 含量較高時，將對生產釩制品具體過程呈現的釩收率產生影響。當釩渣硅釩比 / 在1以上時，釩渣 每個百分點的上升，均會導致氧化釩收率0.2個百分點的下降[2]。也就是說，釩硅比與氧化釩回收率成反比。

3、 、 轉化溫度提前達到將阻礙 的氧化

鐵水[ ]上升，將加快熔池溫度的上升，使 、 轉化溫度提前達到，這就會對 的氧化產生阻礙作用，并造成半鋼[ ]高，將對釩渣的品位造成不良影響[3]。

4、鐵水硅與釩渣品位呈現出線性關系

鐵水[ ]上升，將造成釩渣 出現下降，根據相關統計數據顯示，當鐵水[ ]處于0.05%到0.30%的范圍之內時，釩渣 將與鐵水與[ ]%呈現出線性關系，如下式所示：

由該式可知，鐵水[ ]含量與釩渣 品位成反比，對于鐵水[ ]含量每0.01個百分點的增加，釩渣 均會相應地產生0.35個百分點的降低。

5、對折合渣率的影響

在提釩實際過程中，鐵水中的[ ]經過氧化反應對 生成之后，初渣中所含的 與 、 等發生化學作用，生成鐵橄欖石類的硅酸鹽相，此類硅酸鹽相具有較低熔點，且導致釩渣相應的熔點以及年度出現降低，并導致釩渣流動性出現增加。在鐵水[ ]在0.05%以下時，向熔池適量添加 ，促進爐渣相應流動性的適度增加，可實現對偏稠渣態的有效避免，并促進釩的有效氧化。當鐵水[ ]含量偏高時，渣中低熔點相會呈現過高現象，且渣態過稀，會加劇釩渣流失，降低釩渣產渣率[4]。

二、 高硅鐵水提釩方法

1、轉爐復吹技術

（1）提釩復吹改造

提釩爐復吹，可加速鐵水中所含釩的氧化，并強化金屬與爐渣相應的還原過程，使爐渣-金屬體系趨于平衡，實現對釩渣中所含氧化鐵的有效降低，并促進鐵水中所含釩實際氧化率以及釩渣中 含量的提高，實現對釩渣品位的有效改善。當前主要采用4塊復吹透氣磚，在此基礎上，可采取如下措施對提釩復吹透氣磚進行改造：①對之增設自動控制儀檢測表，對提釩復吹實施計算機自動控制。②對復吹流量進行智能控制，采用大流量進行提釩，促進復吹效果的有效加強，暫停提釩時采用小流量，有效節約能源。③增設“復吹緊停模式”，確保在提釩爐異常情況下，有效保障其安全。提釩復吹改造，能有效縮短提釩吹氧時間，并促進提釩周期的有效縮短和釩渣產量的大幅度提高。另外，能提高釩渣品位和產渣率，改善冶金效果。

2、碳質還原劑

為實現釩渣品位的提高，可將碳質還原劑添加入提釩爐內，促進釩渣 含量的有效降低，實現對釩渣的有效濃縮。碳質還原劑的具體使用方法如下：在提釩出渣相應爐此，完成吹釩后，在提氧槍時，將碳質還原劑加入其中，并實施時長1到2分鐘的搖爐，方能實施出半鋼操作，并對搖爐范圍進行控制，使之保持在爐前45°到爐后45°之間。在倒渣相應爐次，在下氧槍實施吹氧之前，要對復吹進行手動調節，并對流量進行設定，使之保持在120—160m?/h，完成出半鋼操作后，對復吹控制模式調回，使之為自動操作，實現對攪拌效果的加強。

3、預脫硅技術

鐵水[ ]對釩渣生產具有較大影響。在提硅之前，將部分[ ]脫去，即可實現釩渣品位的有效提高。將脫硅劑添加入脫硫劑中，能有效改善脫硫效果，并將部分硅有效脫去。因此，預脫硅技術，即是先脫硫，后實施提釩，并將脫硅劑添加入脫硫劑中，有效實現脫硫以及脫硅，其工藝流程如下：含釩鐵水→采用脫硅劑實施脫硫、脫硅→扒渣→轉爐提釩→煉鋼。在高硅提釩過程中，使用脫硅劑，能有效提高釩渣品位。

結語：綜上所述，鐵水[Si]會嚴重影響釩渣品位，鐵水的硅含量越高，對釩渣品位的影響就越大，使釩渣品位越趨降低，釩渣 比例上升將對釩渣品位造成稀釋，當鐵水[ ]含量偏高時，渣中低熔點相會呈現過高現象，且渣態過稀，會加劇釩渣流失，降低釩渣產渣率。因此，可采用提釩復吹工藝、添加碳質還原劑以及預脫硅技術等高硅提釩方法有效提高釩渣品位和質量。

參考文獻：

[1]孫成翔.轉爐提釩工藝對釩渣質量的影響[J].中國科技博覽，2013（34）：577-577.

[2]梁新騰，曾建華，李揚洲，等.一種轉爐提釩的釩渣改性劑及轉爐提釩冶煉方法：CN104195283 A[P].2014.

[3]張濤.轉爐提釩過程同時造渣脫磷的應用基礎研究[D].重慶大學，2015.

[4]李國庭，李敬賓，張文彪，等.150t轉爐低釩鐵水提釩生產實踐[C]//2014全國釩鈦學術交流會. 2014.