轉(zhuǎn)爐高效提釩相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)研究.pdf

1、釩是重要的戰(zhàn)略物資，被稱為“現(xiàn)代工業(yè)的味精”，廣泛應(yīng)用于鋼鐵工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、航空航天工業(yè)、輕紡工業(yè)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。釩在自然界中主要賦存在釩鐵磁鐵礦中，我國(guó)攀枝花地區(qū)擁有豐富的釩鈦磁鐵礦資源。而從釩鐵磁鐵礦中回收釩資源的常用工藝是還原釩鐵磁鐵礦獲得含釩鐵水，接著含釩鐵水中的釩氧化進(jìn)入渣中，之后通過(guò)濕法工藝從釩渣中提取V2O5。從含釩鐵水中提取釩的方法有搖包法、鐵水包、霧化法、轉(zhuǎn)爐法。我國(guó)和俄羅斯都采用轉(zhuǎn)爐提釩工藝。經(jīng)過(guò)多年努力，攀鋼在釩資源

2、的開發(fā)和利用方面取得了不錯(cuò)的成績(jī)，但現(xiàn)工藝流程下釩的回收率小于其它國(guó)家，釩渣品位、釩氧化率等均有待提高。另外，針對(duì)鐵水中[V]含量約為0.3％的轉(zhuǎn)爐提釩研究報(bào)道較少。因此有必要摸清低釩鐵水提釩機(jī)理及影響因素。自動(dòng)控制模型在轉(zhuǎn)爐煉鋼上已經(jīng)成功應(yīng)用，但是由于冶煉時(shí)間短，提釩轉(zhuǎn)爐沒(méi)有副槍、煙氣檢測(cè)設(shè)備，轉(zhuǎn)爐提釩控制處于靜態(tài)控制狀態(tài)。而我國(guó)的提釩操作仍采用人工手動(dòng)操作，完全憑借操作工人的經(jīng)驗(yàn)來(lái)控制，這導(dǎo)致半鋼、釩渣質(zhì)量不穩(wěn)定。因此開發(fā)一款適用于

3、我國(guó)特色的提釩控制模型是適應(yīng)時(shí)代要求的。針對(duì)我國(guó)轉(zhuǎn)爐提釩工藝上存在的問(wèn)題，開展了基礎(chǔ)研究，得到以下結(jié)論：
　　 ①轉(zhuǎn)爐提釩熱力學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)鐵水中的釩主要被氧化成V3+，也有少部分被氧化成V2+；釩渣中的鐵有Fe2+、Fe3+兩種形式。渣中FeO的活度和活度系數(shù)隨渣中MnO、FeO含量的增加而增加，隨渣中V2O3、SiO2、TiO2含量的增加而減小，其值分別在10-1和100的數(shù)量級(jí)上，而渣中V2O3的活度及活度系數(shù)在同樣條件下的

4、變化趨勢(shì)則與FeO相反，其值分別在10-2和10-1的數(shù)量級(jí)。
　　 ②轉(zhuǎn)爐提釩動(dòng)力學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)鐵水中Si對(duì)C和V的氧化均由較強(qiáng)的抑制作用，鐵水初始Si含量升高將使得鐵水中C和V的氧化速率明顯降低，并導(dǎo)致終點(diǎn)鐵水V含量高；鐵水初始V含量增加將使其自身被氧化減少的速率加快，同時(shí)對(duì)鐵水中C的氧化有微小的抑制作用使其減少速率減慢，并且終點(diǎn)鐵水V含量將升高；溫度升高使得C被氧化的速率大幅度加快，同時(shí)使鐵水中V被氧化速率明顯減緩；出渣中F

5、eO的快速生成可以促進(jìn)C、V氧化。
　　 ③提釩用冷卻劑的冷卻效率研究發(fā)現(xiàn)采用DSC來(lái)研究固體高溫時(shí)的比熱是可行的，且結(jié)果比較準(zhǔn)確。冷卻劑的冷卻能力順序?yàn)椋豪涔糖驁F(tuán)>絕廢渣>釩渣>生鐵。冷卻劑在不同終點(diǎn)溫度下的冷卻效應(yīng)可以為轉(zhuǎn)爐提釩工藝的優(yōu)化提供指導(dǎo)。
　　 ④無(wú)煙煤的理論分析研究指出，無(wú)煙煤加入時(shí)間不同具有不同的功用：前期加入可以提高半鋼溫度，同時(shí)達(dá)到增碳的目的；后期加入無(wú)煙煤則可以改善釩渣TFe含量。但是兩種加入方式

6、都會(huì)使得半鋼殘V含量略高。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，1t脫硫鐵中加入1kg無(wú)煙煤可以增碳0.03%，提溫7.35℃；而普通鐵則可以增碳0.025%，提溫4.83℃。
　　 ⑤提釩轉(zhuǎn)爐物料平衡與熱平衡研究指出，物料平衡測(cè)定結(jié)果誤差為-0.86%～2.88％，熱平衡測(cè)定結(jié)果誤差為-3.12％～3.94%。研究發(fā)現(xiàn)留渣操作對(duì)提釩的影響很大，隨著留渣次數(shù)的增加，吹煉損失減少。
　　 ⑥采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法，結(jié)合前面對(duì)提釩工藝相關(guān)參數(shù)的研究，構(gòu)