基于铝热自蔓延梯度还原与渣洗精炼制备钒铁合金的方法技术

本发明专利技术提供一种基于铝热自蔓延梯度还原与渣洗精炼制备钒铁合金的方法，包括：(1)铝热自蔓延梯度还原：第一种方式，将原料分成若干批次，将首批次物料投入反应炉中，以镁粉从物料顶部点燃以引发自蔓延反应，陆续加入其它批次物料，直至反应完全；第二种方式，将除铝粉以外的原料混合均匀，以均匀流速加入到连续混料机中，同时将铝粉以梯度递减流速加入到连续混料机中，混匀的原料同时连续引入反应炉中进行铝热自蔓延反应，直至所有物料完全反应；(2)保温熔炼得到上层氧化铝基熔渣和下层合金熔体；(3)在下层合金熔体中喷吹精炼渣进行搅拌渣洗精炼；(4)将精炼后的高温熔体冷却至室温，除去上层熔炼渣后得到钒铁合金。

【技术实现步骤摘要】
基于铝热自蔓延梯度还原与渣洗精炼制备钒铁合金的方法
本专利技术涉及制备钒铁合金的方法，具体涉及一种基于铝热自蔓延梯度还原与渣洗精炼制备钒铁合金的方法。
技术介绍
钒铁是钢铁工业重要铁合金之一，主要用作炼钢的合金添加剂。钢中加入钒铁之后，可以显著提高钢的硬度、强度、耐磨度及延展性，改善钢的切削性能。钒铁常用于碳素钢、低合金钢强度钢、高合金钢、工具钢和铸铁生产中。目前，常用的钒铁有含钒40％、60％和80％三种。钒铁的主要冶炼方法主要有电硅热法和传统的炉外铝热法。电硅热法主要以片状五氧化二钒为原料，用75％硅铁和少量铝作还原剂，在碱性电弧炉中，经还原、精炼两个阶段炼得合格产品。该方法精炼后期放出的炉渣称为富渣(含V2O5达8～12％)。此法一般用于含钒40～60％的钒铁冶炼。铝热法用铝作还原剂，在碱性炉衬的炉筒中，采用下部点火法冶炼。先把小部分混合炉料装入反应器中，即行点火。反应开始后再陆续投加其余炉料。通常用于冶炼高钒铁(含钒60～80％)，这种方法的钒回收率较低，约90～95％。中国专利(CN103031484A)公开了一种冶炼钒铁的方法，以生石灰、铝、铁和钒氧化物的原料，通过控制加本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于铝热自蔓延梯度还原与渣洗精炼制备钒铁合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)铝热自蔓延梯度还原，采用以下两种方式之一：第一种方式，将原料钒氧化物、Fe2O3粉末、铝粉、造渣剂分成若干批次，将首批次物料投入反应炉中，以镁粉从物料顶部点燃以引发自蔓延反应，陆续加入其它批次物料，直至反应完全得到高温熔体，其中每批次物料的配铝量由铝热自蔓延反应理论化学计量比的1.15～1.35倍梯度递减至0.85～0.65倍，且原料总配铝量为铝热自蔓延反应的理论化学计量比的0.94～1.00；第二种方式，将原料钒氧化物、Fe2O3粉末、造渣剂混合均匀，以均匀流速加入到连续混料机中，同时将铝粉以梯度递减流速加入...

【技术特征摘要】
1.基于铝热自蔓延梯度还原与渣洗精炼制备钒铁合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)铝热自蔓延梯度还原，采用以下两种方式之一：第一种方式，将原料钒氧化物、Fe2O3粉末、铝粉、造渣剂分成若干批次，将首批次物料投入反应炉中，以镁粉从物料顶部点燃以引发自蔓延反应，陆续加入其它批次物料，直至反应完全得到高温熔体，其中每批次物料的配铝量由铝热自蔓延反应理论化学计量比的1.15～1.35倍梯度递减至0.85～0.65倍，且原料总配铝量为铝热自蔓延反应的理论化学计量比的0.94～1.00；第二种方式，将原料钒氧化物、Fe2O3粉末、造渣剂混合均匀，以均匀流速加入到连续混料机中，同时将铝粉以梯度递减流速加入到连续混料机中，混匀的原料同时连续引入反应炉中进行铝热自蔓延反应，整个混料过程和整个反应过程不发生间断，直至所有物料完全反应后得到高温熔体，其中引入至反应炉中的连续物料的配铝量由铝热自蔓延反应理论化学计量比的1.15～1.35倍梯度递减至0.85～0.65倍，整个过程配铝量梯度变化的次数n满足关系式：n＝(b-c)/a，其中b表示最高配铝量，c表示最低配铝量，a表示配铝量梯度变化系数，并且0＜a≤0.04；原料总配铝量为铝热自蔓延反应理论化学计量比的0.94～1.00倍；(2)通过电磁感应加热对高温熔体进行保温熔炼，得到上层氧化铝基熔渣和下层合金熔体；(3)在下层合金熔体中喷吹精炼渣，进行搅拌渣洗精炼；(4)将精炼后的高温熔体冷却至室温，除去上层熔炼渣后得到钒铁合金。2.根据权利要求1所述的基于铝热自蔓延梯度还原与渣洗精炼制备钒铁合金的方法，其特征在于，所述步骤(1)中原料钒氧化物、Fe2O3粉末、铝粉、造渣剂的质量比为：1.0∶(0.2～...

【专利技术属性】
技术研发人员：豆志河，张廷安，刘燕，程楚，吕国志，赵秋月，牛丽萍，傅大学，张伟光，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21