制备钒铁合金的方法技术

本发明专利技术公开了一种制备钒铁合金的方法，该方法包括：(1)将五氧化二钒与中低阶煤进行混合造球，以便得到混合球团；(2)将所述混合球团供给至还原焙烧装置中进行还原焙烧处理，以便得到含有低价钒氧化物的混合物；(3)将所述含有低价钒氧化物的混合物与钢屑、铝粒和石灰混合后供给至电石炉中进行冶炼处理，以便得到钒铁合金。该方法将五氧化二钒进行分级还原，再利用现有工艺在电石炉中冶炼，与现有钒铁冶炼工艺相比，综合能耗节约12％以上，铝粒消耗降低70％以上。

【技术实现步骤摘要】
制备钒铁合金的方法
本专利技术属于铁合金领域，具体而言，本专利技术涉及制备钒铁合金的方法。
技术介绍
世界上的钒约80％用于钢铁工业，主要用于生产微合金钢和低合金钢。钒对合金钢有着重要的作用，当钢中加入钒时，钢的综合性能会显著改善。钒在钢液中会与碳及氮元素形成碳化物和氮化物，以细小的第二相析出对钢起到强化作用。钒作为合金元素加入钢中能使钢的强度提高，钢的晶粒细化，消除钢的过热倾向，并可改善钢的赤热硬性、耐磨及焊接性能。钒作为合金元素常以钒铁形式加入钢中，含钒钢被广泛应用于机械制造、航空航天、建筑路桥等行业。目前生产钒铁合金的方法根据还原剂的不同其制备方法主要分为电硅热法、铝热法和电铝热法。电硅热法主要以五氧化二钒添加石灰、钢屑、硅铁和铝粒为原料进行冶炼，铝热法和电铝热法主要以五氧化二钒添加石灰、钢屑和铝粒为原料进行冶炼。硅的还原性能较金属铝差，对含钒原料、渣系组成以及产品牌号有一定的要求，同时钒收率相对较低，其应用范围远不如铝热还原工艺。铝热还原具有还原能力强、钒收率高等特点，但由于金属铝的价格相对较高，且钒铁产品市场价格波动较大，导致铝热法冶炼钒铁的经济效益得不到有效地保障。由此，现有的钒铁冶炼技术在降低能耗和成本方面还有很大空间可以挖掘。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种制备钒铁合金的方法。该方法将五氧化二钒进行分级还原，再利用现有工艺在电石炉中冶炼，与现有钒铁冶炼工艺相比，综合能耗节约12％以上，铝粒消耗降低70％以上。本申请是基于专利技术人下列发现完成的：钒作为合金元素常以钒铁形式加入钢中，由于钒的加入，可提高钢的强度，细化钢的晶粒，消除钢的过热倾向，同时可改善钢的赤热硬性、耐磨及焊接性能，因此含钒钢被广泛应用于机械制造、航空航天、建筑路桥等行业。目前生产钒铁合金的方法根据还原剂的不同有电硅热法、铝热法和电铝热法。电硅热法因硅的还原性能较金属铝差，同时钒收率相对较低等因素，其应用范围远不如铝热法和电铝热法。铝热法和电铝热法主要以五氧化二钒添加石灰、钢屑和铝粒为原料进行冶炼，具有还原能力强、钒收率高等特点，但由于金属铝的价格相对较高，且钒铁产品市场价格波动较大，导致铝热法冶炼钒铁的经济效益得不到有效地保障。鉴于此，本申请的专利技术人通过对现有的制备钒铁合金的技术进行积极探索，旨在解决现有技术中的缺陷，以期得到工艺简单、能耗和成本较低的制备钒铁合金的工艺。为此，在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种制备钒铁合金的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：(1)将五氧化二钒与中低阶煤进行混合造球，以便得到混合球团；(2)将所述混合球团供给至还原焙烧装置中进行还原焙烧处理，以便得到含有低价钒氧化物的混合物；(3)将所述含有低价钒氧化物的混合物与钢屑、铝粒和石灰混合后供给至电石炉中进行冶炼处理，以便得到钒铁合金。由此，根据本专利技术实施例的制备钒铁合金的方法通过将五氧化二钒与中低阶煤进行混合造球，有利于增加五氧化二钒和中低阶煤的接触面积，使得五氧化二钒与中低阶煤接触充分，从而提高后续混合球团的还原焙烧处理效率，降低还原焙烧处理的能耗。混合球团在还原焙烧装置中进行还原焙烧处理，利用廉价的中低阶煤在低温还原五氧化二钒中绝大多数的氧，得到低价钒氧化物的混合物(主要为一氧化钒、三氧化二钒和二氧化钒的混合物)，有利于减少后续电石炉冶炼过程中大量的铝粒原料投入，降低生产成本。同时，通过对五氧化二钒进行预还原，有利于降低后续电石炉的能耗。另外，根据本专利技术上述实施例的制备钒铁合金的方法还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，所述中低阶煤中的灰分不高于10wt％。由此，有利于提高钒铁合金的品位。在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，将所述五氧化二钒与所述中低阶煤按照质量比为100：(7～20)进行混合造球。由此，可进一步提高钒铁合金的品位。在本专利技术的一些实施例中，在步骤(2)中，所述还原焙烧装置为回转窑、多膛炉、隧道窑或转底炉。由此，可显著提高还原焙烧处理的效率。在本专利技术的一些实施例中，在步骤(2)中，所述还原焙烧处理的温度为600-650摄氏度。由此，可进一步提高钒铁合金的品位。在本专利技术的一些实施例中，在步骤(3)中，将所述含有低价钒氧化物的混合物与所述钢屑、所述铝粒、所述石灰按质量比100：(10～100)：(55～90)：(7～12)进行混合。由此，可进一步提高钒铁合金的品位。在本专利技术的一些实施例中，在步骤(3)中，所述钒铁合金为FeV40、FeV50、FeV60或FeV80。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是是根据本专利技术一个实施例的制备钒铁合金的方法流程示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种制备钒铁合金的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：(1)将五氧化二钒与中低阶煤进行混合造球，以便得到混合球团；(2)将混合球团供给至还原焙烧装置中进行还原焙烧处理，以便得到含有低价钒氧化物的混合物；(3)将含有低价钒氧化物的混合物与钢屑、铝粒和石灰混合后供给至电石炉中进行冶炼处理，以便得到钒铁合金。专利技术人通过大量实验意外发现，通过将五氧化二钒与中低阶煤进行混合造球，有利于增加五氧化二钒和中低阶煤的接触面积，使得五氧化二钒与中低阶煤接触充分，从而提高后续混合球团的还原焙烧处理效率，降低还原焙烧处理的能耗。混合球团在还原焙烧装置中进行还原焙烧处理，利用廉价的中低阶煤在低温还原五氧化二钒中绝大多数的氧，得到低价钒氧化物的混合物(主要为一氧化钒、三氧化二钒和二氧化钒的混合物)，有利于减少后续电石炉冶炼过程中大量的铝粒原料投入，降低生产成本。同时，通过对五氧化二钒进行预还原，有利于降低后续电石炉的能耗。下面参考图1对本专利技术实施例的制备钒铁合金的方法进行详细描述。根据本专利技术的实施例，该方法包括：S100：将五氧化二钒与中低阶煤进行混合造球该步骤中，将五氧化二钒与中低阶煤进行混合造球，以便得到混合球团。专利技术人发现，通过将五氧化二钒与中低阶煤进行混合造球，有利于增加五氧化二钒和中低阶煤的接触面积，使得五氧化二钒与中低阶煤接触充分，从而提高后续混合球团的还原焙烧处理效率，降低还原焙烧处理的能耗。根据本专利技术的一个实施例，中低阶煤中的灰分并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本专利技术的一个具体实施例，中低阶煤中的灰分可以不高于10wt％。专利技术人发现，灰分过高会导致最终所得钒铁合金中的杂质含量过高，从而影响钒铁合金的品位。根据本专利技术的再一个实施例，五氧化二钒与中低阶煤的质量比并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本专利技术的一个具体实施例，五氧化二钒与中低阶煤可以按照质量比为100：(7～20)进行混合造球。专利技术人发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备钒铁合金的方法，其特征在于，包括：(1)将五氧化二钒与中低阶煤进行混合造球，以便得到混合球团；(2)将所述混合球团供给至还原焙烧装置中进行还原焙烧处理，以便得到含有低价钒氧化物的混合物；(3)将所述含有低价钒氧化物的混合物与钢屑、铝粒和石灰混合后供给至电石炉中进行冶炼处理，以便得到钒铁合金。

【技术特征摘要】
1.一种制备钒铁合金的方法，其特征在于，包括：(1)将五氧化二钒与中低阶煤进行混合造球，以便得到混合球团；(2)将所述混合球团供给至还原焙烧装置中进行还原焙烧处理，以便得到含有低价钒氧化物的混合物；(3)将所述含有低价钒氧化物的混合物与钢屑、铝粒和石灰混合后供给至电石炉中进行冶炼处理，以便得到钒铁合金。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述中低阶煤中的灰分不高于10wt％。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，将所述五氧化二钒与所述中低阶煤按照质量比为100：(7～20)进行混合造球。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋文臣，王静静，李红科，曹志成，薛逊，吴道洪，
申请(专利权)人：江苏省冶金设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32