PDF《转炉同时脱磷提钒可行性分析》

???????? ? ???????? ? 微信扫码与作者互动 转炉同时脱磷提钒可行性分析 陈炼1,2 (1.

攀钢集团研究院有限公司,钒钛资源综合利用国家重点实验室,四川 攀枝花 617000;

2.重庆大学,重庆 400044) 摘要:通过对转炉提钒过程元素氧化的热力学计算,证明含钙的炉渣可以使 P2 O5 固定在炉渣中,从而实现氧化 脱磷. 建立了五元高钙钒渣体系的分子离子模型,对设定的渣系成分进行计算分析表明,在渣中 P2 O5 含量在 2%, 碱度控制在 1.9 时,炉渣的固磷效果最佳;

在设定炉渣成分条件下,logPO2 =(-5)时磷被钙以 3CaO・P2 O5 的形式固 定的效果最好. 从理论上证明了在提钒转炉内进行同时脱磷提钒是可行的. 关键词:转炉;

脱磷;

提钒;

分子离子模型;

炉渣 中图分类号:TF704? 4,TF841?

3 文献标志码:A 文章编号:1004-7638(2017)05-0112-06 DOI:10.7513/ j.issn.1004.7638.2017.05.021 Feasibility Analysis of Simultaneous Dephosphorization and Vanadium Extraction by Converter Chen Lian1,2 (1.Pangang Gorup Research Institute Co.Ltd.,State Key Laboratory of Vanadium and Titanium Resources Comprehensive Utilization,Panzhihua 617000,Sichuan,China;

2.Chongqing University,Chongqing 400044,China) Abstract: The thermodynamic calculations of element?oxidation in the process of vanadium extraction in converter had been done.The calculated results indicatethat the slag containing calcium can keep P2 O5 in the slag.The molecular?ion model was established for high calcium vanadium slag system,and the calcula? tions for setted slag shows that effect of the slag on phosphorus?fixation is greatest when P2 O5 content in the slag is 2% and basicity is 1.9;

under the condition of logPO2 = (-5),phosphorus is fixed by CaO in the form of 3CaO.P2 O5 ,and the effect was the best.It is proved theoretically that it is feasible for simulta? neous dephosphorization and extraction of vanadium in vanadium extraction converter. Key words:converter,dephosphorization,vanadium extraction,molecular?ion model,slag

0 引言 钒钛磁铁矿作为铁矿资源的一种,采用其生产 出的铁水含有有价元素钒,为了提取铁水中的钒,现 在普遍采用氧气转炉对铁水进行吹炼,实现钒的氧 化分离[1] . 在转炉提钒过程中碳及其它热值元素 迅速氧化,但是由于转炉提钒过程没有加入石灰,也 就没有脱磷的功能. 提钒得到的半钢(w[C]

1 350 ℃)在采用转炉进行炼钢时除了热源不足 外,成渣过程缓慢、脱磷效率低,严重制约了低磷钢、 超低磷钢的生产[2] . 对于提钒 -炼钢工艺流程而 言,提钒转炉的温度条件、供氧条件等均与国内的脱 磷转炉类似[3] ,为开展转炉双联脱磷工艺提供了良 好的条件. 笔者从热力学角度分析了转炉同时脱磷 提钒的可行性.

1 热力学计算 表1为提钒过程中碳、钒、磷的氧化反应方程式 收稿日期:2017-03-28 第38 卷第

5 期2017 年10 月钢铁钒钛IRON STEEL VANADIUM TITANIUM Vol.38,No.5 October

2017 及ΔrGθ m 计算公式[4-5] ,反应考虑氧气、溶解氧和渣 中FeO 与铁水中各元素的氧化. 不同提钒温度条 件下的 ΔrGθ m 计算值表明,在吹氧过程中碳和钒均 能与氧气、溶解氧和渣中 FeO 发生反应,而磷不能 与氧气和渣中 FeO 反应,要想实现在提钒过程对磷 进行氧化并脱除,只能够将 P2 O5 固化到渣中,降低 其活度来促进脱磷反应的进行. 已有研究表明,提 高渣中氧化性可以生成 3FeO・P2 O5 ,即便如此,所 生成的 3FeO・P2 O5 也是稳定性较差的物质(ΔrHθ m = -231 kJ/ mol),在1500 ℃ 条件下难以稳定存在, 在氧气射流附近的温度可以达到