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收藏词条   编辑词条 雾化提钒

创建时间:2008-08-02

用高速空气流股,将铁水粉碎成细小铁珠,将铁水中钒氧化成钒渣的铁水提钒工艺。该工艺着重分离铁水中的钒,与钒的活度系数相近的元素如硅、钛全部被氧化分离,而锰、磷、铁等部分被氧化分离,硫则几乎不被氧化。此法是通过铁水预处理技术回收钒的有效方法。

发展简史 雾化提钒是中国针对自己的资源条件于20世纪60年代中期开发的。攀枝花钢铁公司研究院曾在首都钢铁公司试验室做过几次试验;包头钢铁公司也曾做过处理能力120t/h的雾化提铌试验,但均未取得生产性进展。70年代初,攀枝花钢铁公司炼钢厂在投产前开展了雾化提钒的试验工作,到1973年已在小试验的基础上建成了处理能力为120t/h的工业试验炉,它给生产车间提供了设计依据,并为国家提供了部分优质钒渣。1978年第一次全国科技大会上,该项目被评为科技一等奖。1978年底雾化提钒车间建成并生产成功。

工艺流程 铁水兑入一长方形中间罐,并流经中间罐底部的长方形水口进入雾化室,在雾化室内与从雾化器喷出的高速压缩空气流股相遇,被粉碎成细小铁珠,反应表面积迅速扩大,造成良好的元素氧化动力学条件,铁水中的诸元素随即氧化形成熔渣,半钢和熔渣经流槽进入半钢罐,钒渣和半钢在罐内分离,先倒出半钢送转炉炼钢,后翻出钒渣。

工艺特点 由于铁水被雾化成小铁珠,每个小铁珠形成一个独立的小熔池,表面的钒原子被氧化后,内部的钒原子来不及扩散到表面,铁珠表面的其他元素也被氧化。铁珠落入雾化室底部并汇集到半钢罐内,靠FeO供氧,使氧化反应继续发展:

(FeO)=[Fe]+[O]   2[V]+3[O]=(V2O3)    [C]+[O]=CO钒的氧化在炉内完成约60%,在罐内完成约40%。因此雾化提钒能够较好地满足“去钒保碳”的条件而得到较高的钒氧化率(90%以上)和满足炼钢要求的半钢。

主要设备包括雾化器、雾化室和中间罐。

雾化器  直接影响钒的氧化率和半钢温度的关键设备。雾化器设计可用下式求得孔径d及孔数n:

式中L为风眼带长度,工艺要求它比中间罐水口长80~100ram;δ为风眼间距,考虑到制作条件取2mm;Fc为风眼临界总面积,由供风的有关参数求得。双排孔全水冷雾化器的主要参数是两排风眼交角a。根据模拟试验,金属的平均雾化粒度d与雾化器两排风眼夹角有如下关系:

式中Vv为液体的运动黏度;Vl为介质的运动黏度;D为中间罐水口的当量直径;σ为液体的表面张力;ρ为介质的密度;P为雾化器前压缩空气的压力(表压);K为介质的绝热指数;H为中间罐内液面高度;a为雾化器两排风眼的交角;g为重力加速度;P。为大气压力。当其他条件一定时,平均雾化粒度d平与交角a有关,且随着a的增加d平减小,雾化效果好,钒氧化率和半钢温度高,但反溅严重,易使炉墙结铁。a减小虽不反溅,但雾化效果差,炉底冲刷严重,最合适的交角为22~25

雾化室 一个长方形炉膛,侧墙和顶部由水冷结构件组成,炉底和四周下部炉壁砌耐火砖,其作用是造成一个铁水雾化与氧化反应的空间。设计根据雾化器两排风眼交角a的大小和小时处理铁水量来确定,炉容比为0.7~0.85m3/t。炉衬材质以镁质耐火材料为最佳,既抗冲刷又不污染钒渣。炉底的坡度为10%。

中间罐 外用钢板焊接、内衬耐火材料的长方形容器。为避免高炉渣进入雾化室,中部砌有挡渣隔墙,底部有一个220mm×20mm的矩形水口,以控制铁水L厂、流量和铁流形状。水口截面积由F=kQ/h1/2睾计算,式中矗k为经验常数;Q为设计铁水流量,t/min;h为中间罐内铁水液面高度。

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