一种高钒铁的冶炼方法及用于高钒铁冶炼的锭模技术

本发明专利技术公开了高钒铁的冶炼方法，包括将冷态含钒富渣和石灰加入电弧炉垫底，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；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，在出渣前加入铝或铝镁合金进行还原处理；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，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。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了高钒铁的冶炼方法，包括将冷态含钒富渣和石灰加入电弧炉垫底，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；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，在出渣前加入铝或铝镁合金进行还原处理；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，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。【专利说明】一种高钒铁的冶炼方法及用于高钒铁冶炼的锭模
本专利技术属于钒铁冶炼
，更具体地讲，涉及一种高钒铁的冶炼方法及用于闻钥i铁冶炼的淀丰旲。
技术介绍
目前，国际国内普遍采用直筒炉冶炼高钒铁，高钒铁是指钒含量在80wt%以上的钒铁合金。直筒炉冶炼高钒铁采用的是一步冶炼钒铁的工艺，即每冶炼一炉需要更换一次打结好的组合式直筒炉体，炉体离线制备，冶炼所得的钒铁合金液和熔渣离线随炉冷却自然沉降分离，单炉产量3吨左右，如果进一步扩大炉容，将会使钒铁偏析严重，不能有效控制产品质量；同时，炉渣中的残钒较高，钒铁冶炼回收率偏低。若采用倾翻式电弧炉冶炼，则因高钒铁的熔点较中钒铁的熔点高150°C左右，则出铁浇注后会导致具备细晶组织的高钒铁的后续破碎困难，生产无法顺行。
技术实现思路
针对现有技术所存在的不足，本专利技术的目的在于解决以上问题中的一个或多个。本专利技术的目的在于提供一种能够实现多炉连续冶炼，并实现降低渣中残钒、提高钒铁冶炼回收率的高钒铁冶炼方法。为了实现上述目的，本专利技术的一方面提供了一种高钒铁的冶炼方法，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；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，在冶炼洛中的fL含量小于0.5%时出洛,并且在出洛前加入招或招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°C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°C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。根据本专利技术的高钒铁的冶炼方法的一个实施例，所述方法还包括在步骤b结束之后并在步骤c开始之前继续加入由三氧化二钒、铝粒、石灰、钢屑组成的三期混合料进行冶炼并在冶炼渣中的钒含量小于0.5%时出渣的步骤，并且在出渣前加入铝或铝镁合金进行还原处理。根据本专利技术的高钒铁的冶炼方法的一个实施例，所述三期混合料与二期混合料的配比和总量相同。根据本专利技术的高钒铁的冶炼方法的一个实施例，所述锭模还包括由镁砂、氯化镁组成的混合料打结得到的打结层，所述打结层的厚度为200~250mm。本专利技术利用大型倾翻式电弧炉并采用电铝热法生产高钒铁，不仅通过特殊工艺控制可实现多炉连续冶炼，达到降低渣中残钒、提高钒铁冶炼回收率的目的；同时，通过对浇注过程进行有效地保温，延缓钒铁冷却，可达到改变钒铁组织的目的，克服高钒铁难以破碎的后续问题，保证了生产的顺行。【具体实施方式】在下文中，将详细说明本专利技术的高钒铁的冶炼方法。若无特别说明，以下所涉及的百分比均为质量百分比。根据本专利技术的高钒铁冶炼方法是利用大型倾翻式电弧炉进行冶炼，具体的冶炼过程分还原过程和精炼过程，其中，还原过程的主要目的为最大限度地降低渣中残钒，精炼过程的主要目的为脱除钒铁合金中过量的铝。本专利技术的工艺流程可以分为“三期冶炼”或“四期冶炼”两种模式，“三期冶炼”即整个冶炼过程包括两个还原期和一个精炼期，而“四期冶炼”则包括三个还原期和一个精炼期。并且，本专利技术的还原过程和精炼过程均需要保持较高的冶炼温度以确保钒铁合金液浇注时的较高过热度。在冶炼完毕后采用锭模进行浇注，一方面对钒铁合金液进行保温，延缓钒铁冷却，使钒铁呈粗晶组织，以利钒铁破碎；另一方面通过浇注使合金成分偏析小，成分均匀。具体地，根据本专利技术的高钒铁冶炼方法包括以下步骤:先进行配料，即将由五氧化二钒、铝粒、石灰、钢屑组成的一期混合料，由三氧化二钒、铝粒、石灰、钢屑组成的二期混合料及三期混合料，由五氧化二钒与石灰或由铁鳞与石灰组成的精炼混合料按照一定配比进行配料。例如，五氧化二钒的纯度可以不小于95.0%，五氧化二钒可以是不大于55 X 55mm的片状，其厚度不大于5mm ;三氧化二钒中的钒含量可以不小于63%、碳含量不大于0.05%、磷含量不大于0.03%、硫含量不大于0.03%,堆比重不小于l.0g/cm3;铝粒可以包括99.5以上的Al、不大于0.15%的S1、不大于0.2%的Fe、不大于0.02%的Cu，铝粒的粒度可以为3~5mm ;钢屑可以包含不大于0.1 %的C、不大于0.02%的P、不大于0.02%的P，钢屑的粒度可以为2~IOmm ;石灰可以包括不小于90%的CaO、不大于0.03%的S，石灰的活性`度不小于350。然而，如本领域技术人员所将认识到，本专利技术的原料不限于以上例举的成分，以上所例举的五氧化二钒、三氧化二钒、铝粒、石灰、钢屑的具体参数仅是示例性的。并且，根据本专利技术的示例性实施例，可以根据预期所要得到的高钒铁合金成分确定一期混合料、二期混合料、三期混合料和精料混合料的配比，因此本专利技术的上述各混合料中的各组分的量不受具体限制。之后进行冶炼。由于冶炼炉膛的空间有限，同时若一次性加料过多，会造成渣层过厚，不利于合金沉降，所以本专利技术采用了多期还原的方式。首先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。以上为还原一期的冶炼。由于高钒铁的生产温度高，为了避免炉底被侵蚀，必须使用返回的含钒富渣和石灰垫底以保护设备。其中，冷态含钒富渣为精炼期冶炼结束分离得到的炉渣冷却后获得的，根据本专利技术的示例性实施例，上述冷态含钒富渣包括7~10%的TV(即全钒)、55~57%的A1203、0.3 ~0.7%的 Si02、15 ~17%的 CaO、12 ~16%的 Mg0、l.5 ~3.0%的 TFe (即全铁)及杂质，但本专利技术同样不限于此。并且，由于精炼后的含钒富渣含钒比较高，因此向炉内加入一期混合料后，应立即将上一炉的热态含钒富渣返回炉内，这样一方面利用了热源，另一方面可将钒损失降到最低。同时，通过加入上炉的热态含钒富渣回炉实现了引弧点火的目的，即不需要引弧过程，因此在加入一期混合料进行冶炼的过程就可以视作还原一期。在还原一期的冶炼过程中，采用190V左右的高电压满负荷送电以加快化料和冶炼速度。冶炼一段时间后，通过目测和取样分析，当冶炼渣中的钒含量小于0.5%时即视为贫渣，此时出第一期贫渣(其主要成分为氧化铝)，出渣时采用135本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赖梅祥，刘武汉，哈春涛，钟国梅，
申请(专利权)人：攀钢集团西昌钢钒有限公司，
类型：发明
国别省市：