[发明专利]钒渣改质剂及其制备方法以及提钒转炉溅渣护炉方法

说明书

技术领域

本发明属于转炉提钒技术领域，具体来讲，涉及一种用于提钒转炉的钒渣改质剂及其制备方法，以及一种使用该钒渣改质剂的提钒转炉溅渣护炉方法。

背景技术

转炉是钢铁企业生产的主体设备，其寿命直接关系到转炉的生产成本。为了提高转炉寿命，20世纪90年代中期，美国LTV公司首先开发并采用溅渣护炉技术，大幅提高了转炉炉龄，由1990年的6200炉次上升到1995年的15658炉次。采用溅渣护炉技术后，转炉耐火材料的消耗降低25%～50%左右。日本转炉炉龄并不高，一般在6000～8000炉。在溅渣护炉条件下，武钢通过转炉长寿化系统研究，最高炉龄达3万余炉，宝钢复吹炉龄最高1万余炉，一般在6000～8000炉。

溅渣护炉方法分为卧式喷枪法、卧式底吹法、立式底枪法、卧式火焰喷涂法、直立喷枪法等。各种方法的工艺特点及优缺点等情况如表1所示。

目前，普遍采用的是立式氧枪法。其工艺特点是：利用顶吹氧枪切换氮气，喷溅经改性的终渣，将其涂敷在转炉炉衬内壁。通过喷射角度的改变，能有目的地集中喷溅某个部位。吹炼前，加人过量的白云石与石灰，吹炼期间因过饱和的氧化镁渣相减轻了炉衬的侵蚀。此外，泡沫渣在炉衬上形成保护层。提高溅渣层与炉衬砖间二者的结合强度，是改善溅渣护炉效果的关键。

提钒转炉由于其生产特殊性，其维护及长寿化技术研究较少，特别是提钒转炉溅渣护炉技术未见报道。提钒转炉由于冶炼时间短、温度低、渣中低共熔物成分少、炉渣流动性差，在到达提钒冶炼终点之前，铁水中C与O反应并没有充分展开，炉气中PCO、PCO₂较低，而PO₂较高，炉渣粘结性差，导致镁炭砖暴露在氧气氛围中，促使C与O₂反应，铁液面以上炉衬侵蚀速率明显高于铁液面以下。铁液面以上炉衬基本上是按氧气直接脱碳→疏松脆化→冲蚀剥落→再氧化的方式反复作用，使砖体逐渐被蚀损。为尽可能提高产钒率，提钒冶炼对炉温控制比较严格，通常会采用加部分生铁块的方式来辅助降温。所以，加料侧不仅受铁水的冲击，还要受到生铁块的冲击，由于炉温低，炉渣呈块状，吹炼时与铁水一起对工作层砖进行全程硬性机械冲击，故机械冲击是提钒转炉炉底和炉身下部损毁的主要原因。与炼钢转炉不同，提钒转炉生产的钒渣熔点低、含钒高、含MgO低，溅渣时挂渣困难，因此需要对钒渣进行改质处理。

公开号为CN102534099A的专利文献公开了一种提高转炉溅渣护炉效果的镁碳球，该专利文献涉及一种冶金炼钢转炉改质剂，即一种提高转炉溅渣护炉效果的镁碳球。其原材料组成及质量百分比如下：C：35%，MgO：55%，H₂O：10%。公开号为CN102643947A的专利文献公开了一种缩短转炉溅渣护炉时间的方法，该专利文献提到用石灰石和白云石作为调制冷却剂对炉渣进行改质。公开号为CN102392097A的专利文献公开了一种转炉溅渣护炉前的调渣处理方法，该专利文献采用焦粉、镁砂、钛白粉作调渣剂，用焦粉降低留渣中的氧化铁，并与钛白粉反应生成高熔点的碳化钛，碳化钛与镁砂协同作用提高渣的粘度和熔化温度。然而，以上方法均以炼钢转炉炉渣为对象，并未涉及提钒转炉溅渣护炉。

因此，亟需一种适用于提钒转炉的钒渣改质剂。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术问题中的至少一项。

例如，本发明的目的之一在于提供一种适合于提钒转炉钒渣使用的钒渣改质剂及其制备方法。

本发明的一方面提供了一种钒渣改质剂。所述钒渣改质剂的成分按重量计包括2～5份的C、40～60份的MgO、4～7份的CaO、10～30份的MnO、5～15份的SiO₂，并且所述钒渣改质剂中的水分含量小于3%。

本发明的另一方面提供了一种制备钒渣改质剂的方法。所述方法将按重量计40～50份的镁砂、5～10份含碳材料和40～60份的锰矿混合均匀，以得到钒渣改质剂，所述钒渣改质剂的成分按重量百分比计包括2～5份的C、40～60份的MgO、4～7份的CaO、10～30份的MnO以及5～15份的SiO₂，并且所述钒渣改质剂中的水分含量小于3%，其中，所述锰矿按重量百分比计含有大于40%的MnO、小于15%的CaO和小于25%的SiO₂，所述含碳材料为含有单质碳的物料。