轉(zhuǎn)爐鐵水提釩的動力學(xué)研究.pdf

1、釩是現(xiàn)代工業(yè)國家重要的戰(zhàn)略物資，被廣泛應(yīng)用于鋼鐵工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、航空航天工業(yè)等領(lǐng)域。釩在自然界中主要賦存于釩鈦磁鐵礦中，通過高爐還原，轉(zhuǎn)爐氧化將其富集至釩渣，以達(dá)到提出釩的目的。隨著金屬釩及鐵礦石價格上漲，鐵水提釩愈來愈受到關(guān)注。因此，開展轉(zhuǎn)爐提釩過程中元素的氧化動力學(xué)研究，建立轉(zhuǎn)爐提釩的控制模型，掌握鐵水中元素的氧化規(guī)律尤為重要。
　　結(jié)合某廠70t提釩轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)實際，建立了轉(zhuǎn)爐鐵水提釩的動力學(xué)模型，研究了金屬熔池中組元含量、爐渣

2、中組元含量、熔池溫度和冷料熔解量隨吹煉時間的變化規(guī)律。同時，通過調(diào)整模型參數(shù)模擬不同冶煉條件下的冶煉過程，得到了冷料、鐵水中[Si]含量、供氧強度對提釩的影響規(guī)律。結(jié)論如下:
　　(1)本文將冶煉終點的半鋼中組元含量和渣中組元含量的實測值與模型計算值進(jìn)行了比較，吻合性較好，驗證了本模型有較好的實用性。
　　(2)吹煉時元素氧化順序:吹煉前期(0～2min)，金屬熔池中[Si]、[Ti]基本被氧化完全，但是其它元素幾乎不被氧化

3、;但到前期后段(1.5min)，[V]開始大量氧化;吹煉中期(2min)開始時[Cr]、[Mn]開始大量氧化;到中期后段(3min)，[C]開始氧化;到后期(4.5min)時金屬熔池中[V]、[C]、[Mn]基本氧化完全，到4.5min后基本是[C]的氧化。提釩吹煉中后期，始終伴隨[Mn]、[Cr]的氧化，并與[V]的氧化爭奪[O]。
　　(3)渣中氧化物含量的變化和金屬液中組元含量的變化相對應(yīng)，只是氧化鐵的含量變化不同，氧化鐵在

4、0.5min時其含量達(dá)到最高，從0.5～5min時氧化鐵含量保持恒定。
　　(4)釩的氧化曲線為“S形”，其變化規(guī)律為:吹煉初期，由于受到[Si]、[Mn]氧化的抑制，其速度緩慢;吹煉中期[V]的氧化速度非?？?，幾乎保持相同斜率，[V]的氧化速度只取決于供氧強度;吹煉末期[V]的氧化速度逐漸下降，吹煉時間過長容易造成碳的損失。
　　(5)不同冷料的冷卻效應(yīng)不同，需要加入量不同。當(dāng)采用氧化鐵皮時，2min前可完全熔解，而由于生

5、鐵塊加入量加多，需要5min以上的時間。各種冷料完全熔解所需時間長短順序:氧化鐵皮＜豎爐球＜釩渣鐵＜生鐵塊。
　　(6)冷料對轉(zhuǎn)爐提釩過程中金屬熔池溫度的影響，金屬熔池溫度在冶煉前期有小幅度升高;當(dāng)隨著冷料的大量熔解，熔池溫度下降到最低值;隨后隨著元素的大量氧化放熱和冷料熔解量的減少，溫度迅速升高;到冶煉末期溫度達(dá)到最高值。采用冷卻效應(yīng)最好的氧化鐵皮作為冷卻劑時，金屬熔池持續(xù)在低溫區(qū)的時間較長，但如吹煉時間過長，容易造成碳的氧化，