【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及冶金，尤其涉及一种降低铝热法钒铁合金冶炼过程炉衬侵蚀的方法。
技术介绍
1、钒铁合金是目前应用最为广泛的含钒微合金化中间合金，钒能与钢中的碳和氮结合形成细小而弥散的碳氮化物，起到细晶强化和沉淀强化的作用，从而改善钢材的综合力学性能。目前钒铁合金主要采用铝热还原或硅热还原工艺进行制备，铝热还原法因具备单位放热量高、产品质量好和环境友好等优点，已成为目前主流的钒铁合金制备方法。目前采用铝热还原法生产钒铁合金的工艺主要包括直筒炉一步法、倾翻炉两步法和多期法等工艺。但无论采用何种工艺，铝热还原过程都始终面临反应副产物所形成的高熔点渣系对炉衬的严重侵蚀、尤其是铝热反应初期瞬时高放热量导致的炉衬冲刷和熔解等共性技术难题，从而严重影响铝热还原过程的熔渣特性和炉体使用寿命。
2、针对上述技术难题，公开号为cn115319034a的中国专利公开了一种钒铁合金浇铸锭模及其制备方法，通过对浇铸锭模内衬套按照一定组成和配比进行模块化制备，能够显著降低炉衬侵蚀，降低渗合金产量，提高合金饼表面光洁度。公开号为cn117144087a的中国专利公开了一种调控钒铁合金熔渣特性及冶炼效率的方法，充分利用了钒酸盐放热量大、传质条件好的优点，改善了不同冶炼阶段熔渣组成及熔渣特性，从而实现了冶炼过程的高效还原和分离。公开号为cn101100720a的中国专利公开了一种钒酸钙冶炼钒铁的生产工艺，所得冶炼钒铁质量好，钒收率高，适应搞经济价值、低环境污染的新型工业需求。
3、从上述公开专利可知，目前钒铁合金冶炼混配料及冶炼过程均需要配加
4、为了进一步解决传统铝热还原初期剧烈发热导致炉衬严重侵蚀的极端情况，且不改变传统铝热法钒铁合金冶炼过程主要物料的组成和配比，需要对配料及冶炼过程钒源及造渣剂进行重新分配。
5、有鉴于此，应当对现有技术做出改善。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种降低铝热法钒铁合金冶炼过程炉衬侵蚀的方法，通过对配料及冶炼过程钒源及造渣剂进行重新分配，从而在该过程形成以低放热量的高钙、高钒、低镁和低铝为主的低熔点渣系和低熔点初级合金，并在后续冶炼过程中加入过剩铝进行铝热还原，进一步实现熔渣和合金成分的有效调控，从而在保证还原效果和产品质量的基础上，显著降低铝热反应过程的炉衬侵蚀，延长炉衬寿命。
2、根据本专利技术的一个方面，提出一种降低铝热法钒铁合金冶炼过程炉衬侵蚀的方法，其包括以下步骤：
3、s1、在单炉综合配料系数与理论配料系数相同的情况下，根据含钒物料占比、造渣剂配比和综合配铝系数进行配料得到第一批次原料和第二批次原料；
4、s2、第一批次原料入炉完全熔化并形成良好的低熔点熔池后，快速加入第二批次原料进行第二阶段熔炼；
5、s3、第二批次原料入炉完全熔化并形成良好的低熔点熔池后，持续通电，直至铝热反应完成；
6、s4、当反应完成后停止通电，并将熔融渣金转运至冷却区冷却后拆炉破碎，得到合格合金产品和冶炼渣。
7、根据本专利技术的一个实施例，含钒物料包括低价含钒物料和高价含钒物料。低价含钒物料中含有的三氧化二钒与炉衬中的mgo等耐火材料成分反应，可能生成含钒尖晶石相（如mgv2o4）等化合物。这些化合物在炉衬表面形成一层致密的保护层，能够阻止炉渣的进一步渗透和侵蚀。在冶炼过程中，炉衬会受到炉渣和炉气的冲刷和磨损，v2o3等低价含钒物料的加入有助于减少这种冲刷和磨损，因为它们能够改变炉渣的流动性和粘度，使其更易于被排出而不是附着在炉衬上。
8、根据本专利技术的一个实施例，第一批次原料中的低价含钒物料含量≥第二批次原料中的低价含钒物料含量，第一批次原料的造渣剂配比＞第二批次原料的造渣剂配比，第一批次原料的综合配铝系数＜第二批次原料的综合配铝系数。为了在冶炼过程形成以低放热量的高钙、高钒、低镁和低铝为主的低熔点渣系和低熔点初级合金，对配料及冶炼过程钒源及造渣剂进行重新分配。
9、根据本专利技术的一个实施例，低价含钒物料包括三氧化二钒，还包括含钒除尘灰和含钒富集料中的至少一种，且三氧化二钒占总入炉低价含钒物料的重量比不低于90%。v2o3作为一种重要的炉渣成分调整剂，当其含量不少于90%时，可以显著影响炉渣的熔点、粘度等物理性质，使炉渣更易于排出，减少冶炼过程中的能耗和时间。
10、根据本专利技术的一个实施例，高价含钒物料包括五氧化二钒，还包括含钒除尘灰和含钒富集料中的至少一种，且五氧化二钒占总入炉高价含钒物料的重量比不低于90%。
11、根据本专利技术的一个实施例，从配料到出铁过程的单炉综合配铝系数为1.00~1.10，单炉cao添加量为理论产渣量的10~20%，低价含钒物料和高价含钒物料质量比为5:5~8:2。
12、根据本专利技术的一个实施例，第一批次原料中低价含钒物料和高价含钒物料的质量比为8:2~5:5；第二批次原料中低价含钒物料和高价含钒物料的质量比为0~8:2。
13、根据本专利技术的一个实施例，第一批次原料的综合配铝系数为0.8~1.0；第二批次原料的综合配铝系数为1.0~1.4。
14、根据本专利技术的一个实施例，第一批次原料的cao添加量为理论产渣量的20~40%，第二批次原料的cao添加量为理论产渣量的0~20%。
15、根据本专利技术的一个实施例，第一批次原料和第二批次原料按照入炉含钒物料总量均匀分为两份。
16、在根据本专利技术的实施例的一种降低铝热法钒铁合金冶炼过程炉衬侵蚀的方法中，该方法通过调整入炉钒源种类和造渣剂添加制度，在铝热反应初期形成低放热量的高钙、高钒、低镁和低铝的低熔点渣系，显著降低炉衬侵蚀，并在后续冶炼过程中加入过剩铝进行铝热还原，进一步实现熔渣和合金成分的有效调控。
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1.一种降低铝热法钒铁合金冶炼过程炉衬侵蚀的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的降低铝热法钒铁合金冶炼过程炉衬侵蚀的方法，其特征在于，所述含钒物料包括低价含钒物料和高价含钒物料。
3.根据权利要求2所述的降低铝热法钒铁合金冶炼过程炉衬侵蚀的方法，其特征在于，所述第一批次原料中的低价含钒物料含量≥第二批次原料中的低价含钒物料含量，所述第一批次原料的造渣剂配比＞第二批次原料的造渣剂配比，所述第一批次原料的综合配铝系数＜第二批次原料的综合配铝系数。
4.根据权利要求2所述的降低铝热法钒铁合金冶炼过程炉衬侵蚀的方法，其特征在于，所述低价含钒物料包括三氧化二钒，还包括含钒除尘灰和含钒富集料中的至少一种，且三氧化二钒占总入炉低价含钒物料的重量比不低于90%。
5.根据权利要求2所述的降低铝热法钒铁合金冶炼过程炉衬侵蚀的方法，其特征在于，所述高价含钒物料包括五氧化二钒，还包括含钒除尘灰和含钒富集料中的至少一种，且五氧化二钒占总入炉高价含钒物料的重量比不低于90%。
6.根据权利要求2所述的降低铝热法钒铁合金冶炼过
7.根据权利要求2所述的降低铝热法钒铁合金冶炼过程炉衬侵蚀的方法，其特征在于，所述第一批次原料中低价含钒物料和高价含钒物料的质量比为8:2~5:5；第二批次原料中低价含钒物料和高价含钒物料的质量比为0~8:2。
8.根据权利要求1所述的降低铝热法钒铁合金冶炼过程炉衬侵蚀的方法，其特征在于，所述第一批次原料的综合配铝系数为0.8~1.0；所述第二批次原料的综合配铝系数为1.0~1.4。
9.根据权利要求5所述的降低铝热法钒铁合金冶炼过程炉衬侵蚀的方法，其特征在于，所述第一批次原料的CaO添加量为理论产渣量的20~40%，所述第二批次原料的CaO添加量为理论产渣量的0~20%。
10.根据权利要求1所述的降低铝热法钒铁合金冶炼过程炉衬侵蚀的方法，其特征在于，所述第一批次原料和第二批次原料按照入炉含钒物料总量均匀分为两份。
...【技术特征摘要】
1.一种降低铝热法钒铁合金冶炼过程炉衬侵蚀的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的降低铝热法钒铁合金冶炼过程炉衬侵蚀的方法，其特征在于，所述含钒物料包括低价含钒物料和高价含钒物料。
3.根据权利要求2所述的降低铝热法钒铁合金冶炼过程炉衬侵蚀的方法，其特征在于，所述第一批次原料中的低价含钒物料含量≥第二批次原料中的低价含钒物料含量，所述第一批次原料的造渣剂配比＞第二批次原料的造渣剂配比，所述第一批次原料的综合配铝系数＜第二批次原料的综合配铝系数。
4.根据权利要求2所述的降低铝热法钒铁合金冶炼过程炉衬侵蚀的方法，其特征在于，所述低价含钒物料包括三氧化二钒，还包括含钒除尘灰和含钒富集料中的至少一种，且三氧化二钒占总入炉低价含钒物料的重量比不低于90%。
5.根据权利要求2所述的降低铝热法钒铁合金冶炼过程炉衬侵蚀的方法，其特征在于，所述高价含钒物料包括五氧化二钒，还包括含钒除尘灰和含钒富集料中的至少一种，且五氧化二钒占总入炉高价含钒物料的重量比不低于90%。
6.根据权利要求2所述的降低铝...
【专利技术属性】
技术研发人员：余彬，韦林森，叶明峰，张林，王宁，黄云，
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：
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