缩短冶炼钒铁时间的方法技术

本发明专利技术涉及缩短冶炼钒铁时间的方法，属于钒冶金技术领域。本发明专利技术。本发明专利技术冶炼钒铁的方法将三氧化二钒、含钒尘泥、石灰按照一定配比进行混合制备成混合料；加水制备成湿物料，经成型制备成湿团粒；对湿团粒进行干燥，获得冷固结熔剂型含钒球团；将干燥后的冷固结熔剂型含钒球团与片钒、铝粒、铁屑、石灰加入钒铁炉内进行通电冶炼获得钒铁合金。本发明专利技术在不改变后续常规搅拌方法的前提下，可达到缩短冶炼时间的目的，而且产品质量不受影响，而且减少了加料过程和冶炼过程现场环境中的扬尘的效果。

Methods of shortening smelting time of FEV

【技术实现步骤摘要】
缩短冶炼钒铁时间的方法
本专利技术属于钒冶金
，具体涉及缩短冶炼钒铁时间的方法。
技术介绍
钒铁合金充当合金添加剂来改善钢铁产品的质量，主要用于含钒合金钢、铸铁的生产制造。钒铁的制备原理为：利用还原剂对含钒氧化物实施还原，在高温熔化状态下与铁质原料互相固溶得到，一般在电弧炉中进行冶炼。根据还原剂的不同分为电铝热法和电硅热法，电炉起到提供反应所需额外能量的作用，其中电铝热法由于冶炼周期短，能够得到含钒品位高的钒铁而得到越来越广泛的应用冶炼钒铁的钒氧化物主要有片钒和粉钒。粉钒尽管钒含量较高，但是三氧化二钒的熔点很高，粉末粒度很细，堆密度小，冶炼过程还原效果不稳定、不够彻底，无搅拌装置的钒铁炉内物料的传质动力学条件更差，容易造成渣中钒损高，需要延长通电时间才能达到结束冶炼的目标残钒值。而且粉末状物料容易产生无组织排放的扬尘，洒料、漏料也很常见，对现场环境不友好。虽然当前已有钒铁冶炼厂家采用将含钒物料进行物理造块然后加入钒铁冶炼炉进行冶炼，但是这种物理造块制备的团粒状含钒物料主要组成是三氧化二钒，熔点较高，干燥后的团粒加入炉内后首先吸收热量然后从边缘向中部逐渐熔化、溶解、还原，需要延长通电时间才能获得良好的冶炼指标。随着国家对环保和循环经济的重视程度越来越高，根据原料特性、冶炼需求来改造炉料状态、优化炉料结构一直是推动冶炼技术进步的一个重要的发展方向之一。然而目前的钒铁冶炼依然存在冶炼过程中粉状物料飞扬及漂浮在炉渣表层，从而无法实现无粉料或者少粉料的高效冶炼。
技术实现思路
为解决上述现有技术存在的问题，本专利技术提供冶炼钒铁的方法，包括如下步骤：a、将三氧化二钒、含钒尘泥、石灰按照一定配比进行混合制备成混合料；b、对步骤a中所得混合料加水制备成湿物料，经成型制备成湿团粒；c、对步骤b中所得湿团粒进行干燥，获得冷固结熔剂型含钒球团；d、将干燥后的冷固结熔剂型含钒球团与片钒、铝粒、铁屑、石灰加入钒铁炉内进行通电冶炼；e、冶炼结束后静置冷却，渣金分离获得钒铁合金和炉渣。其中，步骤a中三氧化二钒、含钒尘泥、石灰的质量比为2～104:22～56:5～15。其中，以重量分数计步骤d冷固结熔剂型球团占其余基准物料总量的2～20％。其中，步骤a中三氧化二钒比表面积为1000～4000cm2/g。其中，步骤a中含钒尘泥比表面积为500～3000cm2/g。其中，步骤a中石灰比表面积为1000～5000cm2/g。其中，步骤b加水量为混合料总量的4～7％其中，步骤b中湿团粒粒粒度制在0.5～25mm。其中，步骤c中冷固结熔剂型含钒球团残余水分小于0.05％，密度为3.1～3.4g/cm3。具体的，步骤c烘干温度为100～300℃，干燥时间2～8h。其中，步骤d按照质量比进行配料，片钒：铝粒：铁粒：石灰＝800～1000：386～502：83～103：69～95。其中，步骤d中冷固结熔剂型含钒球团的入炉冶炼方式为单独作为铺底料加入、随基准物料一起加入但是不与其混合或与基准物料混合后一起加入。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术在以片钒和粉钒为原料钒铁冶炼的过程中，将粉钒、含钒尘泥、石灰制成冷固结熔剂型含钒球团，球团加入炉内后能快速熔化，加速还原和造渣，在不改变后续常规搅拌方法的前提下，可达到缩短冶炼时间的目的，而且产品质量不受影响，减少了加料过程和冶炼过程现场环境中的扬尘的效果；(2)本专利技术可对多钒酸铵生产氧化钒过程和钒铁冶炼过程除尘装置回收的含钒尘泥进行回收利用，与三氧化钒和石灰进行配料、混合、造球，具有很高的环保价值和经济价值，可以实现环境污染最小化，钒资源利用最大化；(3)冶炼过程片钒还原初期放热量巨大，本专利技术冷固结熔剂型含钒球团可以作为一种冷却剂，起到吸收炉内富余热量的效果，减少物料中片钒融化后的钒氧化物的挥发损失，钒收率能提高0.1～0.5个百分点；(4)本专利技术能实现不同粒度大小的石灰的分级利用，即细颗粒的石灰用于制备熔剂型球团，粗颗粒石灰作为造渣剂直接入炉，对熔剂实现分步添加有助于改善造渣效果，能灵活地调整渣系成分，同时也降低了细粒级石灰在加料时进入空气形成颗粒物污染的可能性。具体实施方式当前改善炉内反应动力学条件手段主要集中于在熔池形成后的惰性气体喷吹搅拌、渣金同出卷混自搅拌，本专利技术提出一种全新的改造炉料状态、优化炉料结构的方法，通过对高熔点初始入炉物料的熔化、溶解进程的控制来实现。本专利技术入炉前先制备冷固结熔剂型含钒球团，再与其他原料入炉冶炼，可使含钒物料更加快速地熔化和参与铝热反应。本专利技术将这种新的炉料结构赋予一定的冶金功能，在保留其他优势的同时，可进一步缩短冶炼时间，提高冶炼效率。具体的，本专利技术提供冶炼钒铁的方法，包括如下步骤：a、将三氧化二钒、含钒尘泥、石灰按照一定配比进行混合制备成混合料；b、对步骤a中所得混合料加水制备成湿物料，经成型制备成湿团粒；c、对步骤b中所得湿团粒进行干燥，获得冷固结熔剂型含钒球团；d、将干燥后的冷固结熔剂型含钒球团与片钒、铝粒、铁屑、石灰加入钒铁炉内进行通电冶炼；e、冶炼结束后静置冷却，渣金分离获得钒铁合金和炉渣。本专利技术优化了团粒状含钒物料的成分，添加了氧化钙，起到了助熔效果，同时根据物料的冷态基础性质、脱模效果和球团强度多方面的综合考虑，通过大量实验，优选地，步骤a中三氧化二钒：含钒尘泥：石灰质量比为2～104:22～56:5～15。冷固结熔剂型含钒球团的用量可根据实际生产需求进行调整，本专利技术通过大量实验发现，冷固结熔剂型球团占其余基准物料总量的2～20％均能取得较好的效果。作为一种具体的实施方式，本专利技术采用粉状三氧化二钒，比表面积可为1000～4000cm2/g，其成分以重量分数计V2O3含量80～90％，V2O5含量10～20％。本专利技术含钒尘泥是指钒工业生产过程通过干法或者湿法获得的细颗粒粉尘回收料。作为一种具体的实施方式，本专利技术含钒尘泥可为氧化钒生产过程产生的除尘灰或钒铁冶炼所得除尘灰中的一种或两者的混合料，比表面积可为500～3000cm2/g，成分以重量分数计V元素含量5～50％，其余组分为CaO、Al2O3、MgO等杂质。步骤b制备湿物料时保证手抓一把物料后紧握能保持团状，轻微搅动就能散开。作为优选的，加水量为混合料总量的4～7％。步骤b的成型设备可以考虑压缩成型、挤出成型和滚动成型三大类，由于物料本身具有一定粘性，通常通过滚动、挤出、压缩等手段使得物料具有一定形状和强度，采用的设备由于模具和成型方式不同，获得的物料形状也有不同，可以为圆柱型、飞碟状、椭球型、球型等等。通常情况下，湿团粒控制筛后粒度在0.5cm之下的粉状筛下物料占比仅为0～5％，粘附于设备未能聚集成型的物料质量百分比为总物料的1～10％，即符合要求。作为优选的，步骤b湿团粒粒度控制在0.5～25mm。步骤c中干燥方式可在锭模烘烤过程一起本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.缩短冶炼钒铁时间的方法，其特征在于包括如下步骤：/na、将三氧化二钒、含钒尘泥、石灰按照一定配比进行混合制备成混合料；/nb、对步骤a中所得混合料加水制备成湿物料，经成型制备成湿团粒；/nc、对步骤b中所得湿团粒进行干燥，获得冷固结熔剂型含钒球团；/nd、将干燥后的冷固结熔剂型含钒球团与片钒、铝粒、铁屑、石灰加入钒铁炉内进行通电冶炼；/ne、冶炼结束后静置冷却，渣金分离获得钒铁合金和炉渣。/n

【技术特征摘要】
1.缩短冶炼钒铁时间的方法，其特征在于包括如下步骤：
a、将三氧化二钒、含钒尘泥、石灰按照一定配比进行混合制备成混合料；
b、对步骤a中所得混合料加水制备成湿物料，经成型制备成湿团粒；
c、对步骤b中所得湿团粒进行干燥，获得冷固结熔剂型含钒球团；
d、将干燥后的冷固结熔剂型含钒球团与片钒、铝粒、铁屑、石灰加入钒铁炉内进行通电冶炼；
e、冶炼结束后静置冷却，渣金分离获得钒铁合金和炉渣。


2.根据权利要求1所述的缩短冶炼钒铁时间的方法，其特征在于：步骤a中所述三氧化二钒、钒尘泥、石灰的质量比为2～104:22～56:5～15。


3.根据权利要求1或2所述的缩短冶炼钒铁时间的方法，其特征在于：以重量分数计步骤d所述冷固结熔剂型球团占其余基准物料总量的2～20％。


4.根据权利要求1所述的缩短冶炼钒铁时间的方法，其特征在于：步骤a中所述三氧化二钒比表面积为1000～4000cm2/g；含钒尘泥比表面积为500～3000cm2/g；石灰比表面积为1000～5000cm2/g。

【专利技术属性】
技术研发人员：叶明峰，余彬，景涵，师启华，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51