转炉下渣对精炼成份钒的影响

1、转炉下渣对精炼成份钒的影响质检处 陈兴摘要： 通过对精炼成份钒异常偏高炉号的过程数据进行分析，找到了偏 高的原因，及时提醒车间引起重视，减少了精炼成份钒异常偏高甚至高出格的 现象, 提高了产品性能的稳定 ,也节省了多加合金造成的相应成本。关键词： 下渣 钒的来源V2O5的还原1 前言钒是非常重要的晶粒细化元素，能提高钢的强度和韧性。但是多加或成份 不稳定会带来钢材强度的不稳定或质量过剩。 2013年 10 月份，宏发炼钢一车 间精炼成份钒突然出现 20多炉成品成份钒异常偏高（其中有 2炉钒高出格）现 象。对此精炼炉长对精炼成份钒的控制有些无所适从，找不到原因所在，陷入 迷惘。本文就成品钒异常偏

2、高炉号的生产过程成份进行分析，发现了钒异常偏 高的原因。2 钒的性质和作用及应用钒的性质钒具有可变的氧化价，能生成 +2、+3、+4、+5氧化态化合物，其中 5价钒 的化合物最稳定。常温下钒的化学性质较稳定，但在高温下能与碳、硅、氮、 氧、硫、氯、溴等大部分非金属元素生成化合物。钒既有较好的耐腐蚀性能， 能耐淡水河海水的侵蚀，亦能耐氢氟酸以外的非氧化型酸和碱溶液的侵蚀，但 能被氧化性酸（浓硫酸、浓氯酸、硝酸和王水）溶解。钒的作用钒是钢的优良脱氧剂。钢中加 %的钒可细化组织晶粒，提高强度和韧性。钒与碳形成的碳化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。为使淬火后获得细晶 马氏体，加入钒是最有效的元素。

3、钒是强碳化物形成元素，与碳的结合力极强，形成稳定的vc是典型的高熔点、高硬度、高弥散度碳化物，是强烈提高 耐磨性的元素。铌-钒复合加入时，其强度比单独加入 Nb的高。同时可使奥氏 体晶粒进一步细化，使冷却后的铁素体晶粒更细小，有利于专长的改善。研究 指出，铌-钒复合加入时，部分钒结合成（NbV CN使V（CN的析出强化作 用比只含钒钢的小。但是，复合化合物（NbV CN比Nb和钒各自的碳氮化物更 细小，而且析出温度更宽，从而更能有效地阻止奥氏体晶粒长大和再结晶过 程，最终同时提高强度和韧性。由于细化了晶粒，使低温回火后的抗弯强度明 显提高。钒能克服磷在钢中引起的冷脆和严重恶化的焊接性能。钒的应

4、用在我国 90%左右的钒用于钢铁工业，钒在钢中应用主要是通过添加钒来提 高强度和韧性。钒是一种高熔点稀有金属，作为非常宝贵的战略性资源，广泛 应用于机械制造、汽车、航空航天、铁路、桥梁等领域，如输油管、海底管 道、造船、聚变反应堆容器、喷气机和火箭、空气压缩机、金属模具、高速 钢、工具钢等。3 转炉炉渣中钒的来源我厂的铁矿货源相对比较杂，因此铁水到底含 V量也无从知晓，有时V含 量相对较高，存在阶段性 V偏高的特点（从10月份抽查发现铁水中含钒0. 05%）。根据相关文献从动力学角度分析，钒氧化反应主要取决于反应物 V 和 （FeO向反应界面扩散的扩散传质速度，在吹炼过程中，氧气直接同铁水接

5、触，由于铁浓度很大，铁元素的氧化受动力学条件及扩散因素的影响较小，而 铁水中的钒元素在吹炼过程中浓度逐渐降低，其扩散速度减慢，随着反应的进 行，反应界面处的钒越来越不能满足反应的需要，其氧化速度逐渐减慢，在吹 炼末期尤为明显，使熔池内的化学反应很难接近平衡。因此，铁水中钒向反应 界面处的扩散传质速度是钒发生氧化反应的限制性环节，钒的氧化速度主要取决于钒的扩散速度。含钒铁矿经过高炉炼铁后，铁水到转炉吹炼，钢中的钒被氧化部分进入到炉渣中，钒有多种氧化物。V2O3和V2O4之间，存在这可用通式VnO2n-1 (3< nW 9)表示的同族氧化物，在 V2O4到V2O3之间，已知有V3O5 V3O

6、7 V4O7 V4O9 V5O9 V6O11 V6O13等氧化物。工业上钒氧化物主要是以V2O5 V2O4和V2O3、特别是V2O5的生产尤为重要。因此如果铁水 中含钒较高的话，转炉炉渣中一定存在 V2O5转炉出钢有时又或多或少存在下 渣现象，给精炼回钒创造了条件。4精炼时渣中V2O5的还原反应式根据相关文献，在熔炼温度下，V很容易被重新氧化生成V2O3进入 渣中。因此精炼还原期脱氧有利于(V2O5)的还原，控制好炉渣的性质(碱度和氧 化性)亦对钒的还原有明显的作用。钒的制取还原的冶金反应式：(V2O5)+5C=5(CO)+2V(V2O5)+1O/3A1=5/3A12O5+2V(V2O5)+5

7、/2Si=5/2(SiO2)+2V(V2O5)+5Fe=5(FeO)+2V(V2O5)+5M n=5(M nO)+2V5转炉下渣造成回P、回钒的化学分析过程化学成分(10月21日生产J40BNNB2)炉号工位序号PV071C2071C1072B4072BB3072BB2072BB1071A1表1 1-10527 炉过程样转炉下渣回P、回V统计生产日期炉号钢种终点P成品P回P终点V成品V回V10月8日1-10082J40BNNB210月8日1-10080J40BNNB210月9日1-10112J40BNNB310月10日1-10147SS400-B(3)10月10日1-10146J40BNNB2

8、10月11日1-10167A36-B10月12日1-10225J40BNNB210月13日2-10092J40BNNB310月13日3-9696J40BNNB310月15日2-10149J40BNNB210月3日3-9339J40BNNB210月18日1-10397SPHC-H110月19日1-10443J40BNNB210月20日1-104747010月21日1-10527J40BNNB210月21日2-10380K40BNNZ010月1日1-9797J30BDGB010月1日1-9808J30BDGB010月18日1-10416J30BDGB0平均表2不同炉次回P、回V数据转炉下渣既造成精炼回 P、也会造成回V,从表1中可以看出单炉回P、回V过程，从表2中可以看出转炉下渣平均回P在，相应平均回V在%回V的多少取决于下渣的严重度和精炼的脱氧还原气氛，下渣回P越多，回V多的概率就越大；同样脱氧还原气氛越好回 V 多的概率也越大。6 结语通过加