降低钒铁冶炼炉渣残钒的冶炼工艺 |
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| 申请号 | CN201710610957.1 | 申请日 | 2017-07-25 | 公开(公告)号 | CN107447160A | 公开(公告)日 | 2017-12-08 |
| 申请人 | 攀钢集团研究院有限公司; | 发明人 | 陈炼; 梁彬; 张巍; 戈文荪; 曾建华; 孙朝晖; 李龙; 张林; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种 冶炼 工艺，尤其是公开了一种降低 钒 铁 冶炼炉渣残钒的冶炼工艺，属于钒 钛 冶炼工艺技术领域。提供一种能耗低、流程短、 合金 收得率高的降低钒铁冶炼炉渣残钒的冶炼工艺。所述的冶炼工艺通过粗炼排贫渣后加入精炼料的 二次精炼 降低炉渣中的残钒含量，其中，在粗炼和精炼时，均分别在相应冶炼原料添加完成并完全形成熔池后再喷入气体在搅拌的条件完成最后的熔池冶炼工作。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种降低钒铁冶炼炉渣残钒的冶炼工艺，其特征在于：所述的冶炼工艺通过粗炼排贫渣后加入精炼料的二次精炼降低炉渣中的残钒含量， |
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| 说明书全文 | 降低钒铁冶炼炉渣残钒的冶炼工艺技术领域背景技术[0002] 钒铁合金是重要的炼钢合金添加剂，通常采用V2O5电硅热法冶炼工艺冶炼，该冶炼法的生产工艺成熟，装备水平先进，产品质量稳定，国外采用电硅热法的钒回收率为95％以上，国内采用V2O5电硅热法工艺生产的钒铁产品质量和钒回收率与国外先进水平尚有一定差距。除此之外，国内外还有许多企业采用电铝热法制备钒铁合金，与电硅热法相比其冶炼时间短，炉况容易控制，工人劳动强度低，产品质量稳定，环境污染小，综合成本低。一般是将V2O3或V2O5及铁粒、铝粉等材料装入电炉内，通电加热，促进反应进行。用电铝热法冶炼高钒铁能使钒的回收率也能到95％以上，为了达到更高的技术经济指标，各钒铁生产商又作了进一步的技术改进，比如卢森堡的CASA厂和攀钢北海特种铁合金有限公司就在电铝热法的基础上，增加了一套喷吹设备。通过该设备使熔渣中的残钒从2％降低到1.2％以下，从而使钒回收率提高到97％以上。电铝热法冶炼钒铁的工艺流程如下,如附图1所示。 [0003] [0004] 在实际生产中为了将钒氧化物充分还原，一般都加入过量的铝粉，这就会造成合金中铝含量较高；炉渣熔点高、冶炼温度较高，不利于冶炼顺利进行；渣中夹铁等问题。现在为了将合金冶中的铝脱除，一般采用V2O5作为氧化剂将铝氧化；同时，为了降低渣的熔点和流动性，常采用CaF2为调渣剂。这种方法不仅增加了成本，造成渣中钒含量较高，需要将富钒渣返回炉中使用，增加了冶炼操作难度，并且加入CaF2后炉渣会对炉衬造成侵蚀。因此，需要一种廉价的、易控制、无侵蚀的调渣剂对现有工艺进行改进。 [0005] 专利“冶炼钒铁的方法CN102115821B”公开的方法：将10wt％～35wt％的石灰、15wt ％～35wt％的铝以及余量的V2O3和/或V2O5配成混合料；将混合料加入电炉，同时按照要求加入预定量的铁；通电熔化电炉内的物料，以通过铝来还原V2O3和/或V2O5，待炉渣中全钒含量低于0.2wt％时，出80wt％～95wt％的炉渣；再将由石灰15wt％～35wt％、铁氧化物0wt ％～30wt％和余量为V2O5组成的精炼料按照10～80kg/t钒铁加入电炉中，进行精炼，待钒铁合金液中的铝含量和钒含量符合所要生产的钒铁合金产品对铝含量和钒含量的要求时，出合金液和精炼渣；浇铸，得到钒铁合金产品。 [0006] 专利“生产钒铁的方法CN102206754A”其特征在于包括如下步骤：a、配料：将含钒原料、铁红粉、铝粉、CaO混匀得到混合物料；其中，所述的含钒原料为多钒酸铵、偏钒酸铵中至少一种；含钒原料以钒计、铁红粉以铁计的重量配比为1∶0.16～0.26；配铝系数为 1.05～1.15，所述的配铝系数为实际加入的纯铝重量与理论计算需要加入的纯铝重量之比；配CaO系数为0.35～0.47，所述的配CaO系数为实际加入的CaO重量与理论计算需加入的纯铝重量之比；b、造球：所得混合物料造球，球团干燥；c、入炉冶炼：干燥后的球团入炉冶炼至混合物料反应完全；d、出炉，得到钒铁。 [0007] 专利“生产钒铁的方法CN102206754B”其特征在于包括如下步骤：a、配料：将含钒原料、铁红粉、铝粉、CaO混匀得到混合物料；其中，所述的含钒原料为多钒酸铵、偏钒酸铵中至少一种；含钒原料以钒计、铁红粉以铁计的重量配比为1:0.16～0.26；配铝系数为1.05～ 1.15，所述的配铝系数为实际加入的纯铝重量与理论计算需要加入的纯铝重量之比；配CaO 系数为0.35～0.47，所述的配CaO系数为实际加入的CaO重量与理论计算需加入的纯铝重量之比；其中，所述含钒原料的粒度为0.040～0.300mm，所述铁红粉的粒度为0.090～ 0.250mm，所述铝粉的粒度为0.063～0.250mm，所述CaO的粒度为0.09～10.00mm；所述的多钒酸铵的 V2O5含量为80.00～91.00wt％，铁红粉以Fe2O3计其Fe2O3含量≥97.0wt％，铝粉Al含量≥99.0wt％；所述的CaO为CaO含量为66.45～90.00wt％的生石灰或熟石灰；b、造球： 所得混合物料造球，球团干燥；c、入炉冶炼：干燥后的球团入炉冶炼至混合物料反应完全； d、出炉，得到钒铁。 [0008] 专利“中钒铁的冶炼方法CN 101724752B”步骤如下：A、配制底料和主料；B、冶炼初期，首先加入底料进行冶炼；C、当底料反应平稳后，再加入主料；D、精炼。其中，底料为铝、V2O5、铁、石灰；主料为V2O3、铝、V2O5、铁、石灰、莹石。本发明方法既充分利用了反应热，又简化了工艺过程，降低了炉渣的粘度，钒铁冶炼回收率稳步提高达96％以上。 [0009] 专利“一种电铝热法生产钒铁的方法CN103045929A”其特征在于，所述方法包括：a) 配混包括钒氧化物、铝粒、铁屑和石灰的冶金原料；b)在冶炼炉中进行还原冶炼并在还原冶炼结束时出渣；c)向钒铁合金液中加入铁基氧化物以将钒铁合金液中的Al含量降低至不大于 0.5％。 [0010] 专利“一种电铝热法生产钒铁的方法CN103045929B”其特征在于，所述方法包括：a) 配混包括钒氧化物、铝粒、铁屑和石灰的冶金原料；b)在冶炼炉中进行还原冶炼并在还原冶炼结束时出渣；c)精炼阶段，包括出钒铁合金液至铁水包，在出钒铁合金液至铁水包的过程中将铁基氧化物加入铁水包中以将钒铁合金液中的Al含量降低至不大于0.5％；在步骤b) 中，将钒铁合金液中的Al含量控制在1.5％～6.0％，在冶炼渣中的V含量不大于1％时出渣。 [0011] 专利“一种高钒铁的冶炼方法CN103757171B”其特征在于，所述方法包括以下步骤：a、将冷态含钒富渣和石灰加入电弧炉垫底，再加入由五氧化二钒、铝粒、石灰、钢屑组成的一期混合料进行冶炼，随即将上一炉的热态含钒富渣返回电弧炉中，在冶炼渣中的钒含量小于 0.5％时出渣，其中，所述返回至电弧炉中的热态含钒富渣实现了引弧点火的目的；b、加入由三氧化二钒、铝粒、石灰、钢屑组成的二期混合料进行冶炼，在冶炼渣中的钒含量小于0.5 ％时出渣，并且在出渣前加入铝或铝镁合金进行还原处理；c、加入由五氧化二钒与石灰或由铁鳞与石灰组成的精炼混合料进行冶炼，控制炉内钒铁合金液的温度为1900℃以上，并在钒铁合金液中的钒含量为78～82％且铝含量低于1.5％时出钒铁合金液和含钒富渣，将钒铁合金液浇注至预热达500℃以上的锭模中，冷却、脱模、破碎后得到钒含量在 80％以上的高钒铁。 [0012] 以上现有的专利技术并没有解决现有技术中存在的上述技术问题。 发明内容[0013] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种能耗低、流程短、合金收得率高的降低钒铁冶炼炉渣残钒的冶炼工艺。 [0014] 为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种降低钒铁冶炼炉渣残钒的冶炼工艺，所述的冶炼工艺通过粗炼排贫渣后加入精炼料的二次精炼降低炉渣中的残钒含量，[0015] 其中，在粗炼和精炼时，均分别在相应冶炼原料添加完成并完全形成熔池后再喷入气体在搅拌的条件完成最后的熔池冶炼工作。 [0016] 本发明的有益效果是：本申请的工艺方法通过粗炼排贫渣后加入精炼料的二次精炼降低炉渣中的残钒含量，并且在在粗炼和精炼时，均分别在相应冶炼原料添加完成并完全形成熔池后再喷入气体在搅拌的条件完成最后的熔池冶炼工作。这样，由于是通过循环的方式向粗炼排出贫渣后的冶炼炉内加入精炼料进行了再次冶炼，直到冶炼完成一整批次冶炼原料，从而可以使尾渣排出前对其进行反复冶炼，以实现被排出尾渣内的低残钒含量，由于排出尾渣内的残钒含量显著降低后，相反就实现了合金的高收得率。同时，由于在在粗炼和精炼时均进行了喷吹搅拌，还可以提高熔池内冶炼原料的充分混合和反应，减少未反应残钒的存在，以及减少反应时间，进而进一步的提高合金的收得率，降低能耗。再者，由于整个冶炼过程中仅包括配料、起弧、熔池反应以及反应过程中喷气搅拌条件下的熔池冶炼几个程序，所以还可以保证冶炼程序简短。 [0017] 进一步的是，所述的精炼料由V2O5、石灰、铁皮、钒铁细粉以及萤石混合而成。 [0018] 进一步的是，粗炼排贫渣用的冶炼原料为石灰、铝粉、V2O3以及铁粒的比例配合。 [0019] 进一步的是，在精炼过程中，喷气搅拌的时长为1～3min。 [0020] 上述方案的优选方式是，在粗炼排贫渣过程中，喷气搅拌的时长为3～5min。 [0021] 进一步的是，喷气搅拌时喷入的搅拌气体为氩气和/或氮气，喷出口的气压为0.3～ 0.7MPa，喷出强度为0.1～0.3Nm3/(t.min)。 [0022] 进一步的是，在粗炼时，粗炼原料分四个批次加入，并在每一个批次完全熔清后再添加下一个批次的冶炼原料；在精炼时，精炼原料一次性全部加入。 附图说明图1为本发明背景技术中涉及到的电铝热法冶炼钒铁的工艺流程图。 具体实施方式[0023] 为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供的一种能耗低、流程短、合金收得率高的降低钒铁冶炼炉渣残钒的冶炼工艺。所述的冶炼工艺通过粗炼排贫渣后加入精炼料的二次精炼降低炉渣中的残钒含量，其中，在粗炼和精炼时，均分别在相应冶炼原料添加完成并完全形成熔后再喷入气体在搅拌的条件完成最后的熔池冶炼工作。本申请的工艺方法通过粗炼排贫渣后加入精炼料的二次精炼降低炉渣中的残钒含量，并且在在粗炼和精炼时，均分别在相应冶炼原料添加完成并完全形成熔后再喷入气体在搅拌的条件完成最后的熔池冶炼工作。这样，由于是通过循环的方式向粗炼排出贫渣后的冶炼炉内加入精炼料进行了再次冶炼，直到冶炼完成一整批次冶炼原料，从而可以使尾渣排出前对其进行反复冶炼，以实现被排出尾渣内的低残钒含量，由于排出尾渣内的残钒含量显著降低后，相反就实现了合金的高收得率。同时，由于在在粗炼和精炼时均进行了喷吹搅拌，还可以提高熔池内冶炼原料的充分混合和反应，减少未反应残钒的存在，以及减少反应时间，进而进一步的提高合金的收得率，降低能耗。再者，由于整个冶炼过程中仅包括配料、起弧、熔池反应以及反应过程中喷气搅拌条件下的熔池冶炼几个程序，所以还可以保证冶炼程序简短。 [0024] 上述实施方式中，针对现有冶炼原料的现状，本申请所述的精炼料由V2O5、石灰、铁皮、钒铁细粉以及萤石混合而成；粗炼排贫渣用的冶炼原料为石灰、铝粉、V2O3以及铁粒的比例配合。相应的，针对不同的冶炼原料，在精炼过程中，喷气搅拌的时长为1～3min；在粗炼排贫渣过程中，喷气搅拌的时长为3～5min。由于喷气搅拌时长不同，此时，精炼和粗炼的喷气搅拌参数可以选择为相同的参数，即喷入的搅拌气体可以均为氩气和/或氮气，喷出口的3 气压均为0.3～0.7MPa，喷出强度也相应的均为0.1～0.3Nm/(t.min)。 [0025] 当然，根据精炼原料和粗炼原料的不同，为了最大限度的提高合金钒的收得率，在粗炼时，粗炼原料分四个批次加入，并在每一个批次完全熔清后再添加下一个批次的冶炼原料；在精炼时，精炼原料一次性全部加入。 [0026] 综上所述，采用本发明的冶炼工艺，由于在电铝热法冶炼钒铁的过程中采用了吹气进行搅拌的新工艺。该发明能将钒铁冶炼在后周期缩短，钒收率>98％，比于现钒铁生产方法的93％～ 95％钒收率高3～5个百分点，从而降低钒铁冶炼成本，增加企业效益和资源利用率。 |
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