钒酸钙冶炼钒铁的生产工艺制造技术

本发明专利技术涉及钒酸钙冶炼钒铁的生产工艺，属于冶金领域。其特征是：它是将钒酸钙、铝粉、铁质料按下述重量配比冶炼得到钒铁：钒酸钙：１００份，铝粉：２３～２８份，铁质料：２３～２７份；其中，所述的钒酸钙为偏钒酸钙、焦钒酸钙、正钒酸钙中的至少一种，其含钒品位为２４％～４３％。本发明专利技术工艺冶炼的钒铁质量好，钒回收率高，冶炼过程中不产生废水污染，适应高经济价值、低环境污染的新型工业需要。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种以钒酸钙为原料，通过铝热法冶炼出符合国家标准的钒铁的方法，属钒 冶金领域。
技术介绍
《钢铁》杂志1992年第27巻第2期的文章《钒酸钙的还原及直接合金化》公开了用钒酸 钙直接合金化炼钢，它公开了将钒酸钙和还原剂铝粉或硅粉、造熔渣剂萤石等混合，加粘结 剂水玻璃制成团块，干燥后，加入炼钢炉内，依靠炉内高温使钒酸钙和还原剂发生反应，还 原产生的钒进入钢水完成钒在钢中合金化的过程，但没有公开具体的工艺参数。该方法在上 世纪80年代曾经在国内引起了一些冶炼工作者的兴趣，进行了一些试验，但由于炼钢发展要 求钢水质量越来越高，要求加入的合金化原料也越来越精，该方法使用的钒酸钙带入钢水中 钒的同时还带入许多杂质，大大加重了炼钢的负担，降低了炼钢的效率，对炼钢而言，直接 加入钒酸钙合金化远远弊大于利，和炼钢发展所要求的更纯净、更高效、更高质量的方向背 离，其试验只是停留在小试阶段，无法适应工业大生产。炼钢中加入中钒铁以提供钢水合金化所需的钒元素是目前炼钢最通用的方法，但传统的 钒铁冶炼工艺以氧化钒为原料，铝热或硅热法冶炼不同牌号的钒铁。目前，世界上钒的生产 国主要有南非、俄罗斯、中国、美国等。世界各国生产的钒制品90%以上是以不同牌号钒铁 形式应用于钢铁行业。绝大部分钒铁的生产均以氧化钒为原料通过铝热或硅热还原冶炼而成 。但以氧化钒为原料生产钒铁目前面临较大困难，主要是由于氧化钒生产过程中要产生大量 含氨氮废水，而该废水处理成本高，使钒制品企业都面临环保问题的困扰，国内许多钒制品 生产企业由于环保问题主要是废水处理不过关，而被当地政府勒令关闭。因此，不通过氧化 钒这一环节，以其他含钒制品为原料来冶炼钒铁，绕过钒制品生产的废水问题是一条经济价 值巨大、环保节约的途径。到目前为止，未见有钒酸钙用于生产炼钢用中间产品一钒铁的报道，更未见其工业化应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用钒酸钙冶炼钒铁的生产工艺，制备而得高纯度的钒铁。 为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案一种用钒酸钙冶炼钒铁的生产工艺，其特征在于它是将钒酸钙、铝粉、铁质料按下述 重量配比冶炼得到钒铁钒酸钙100份，铝粉23 28份，铁质料23 27份，其中，所 述的钒酸钙为偏钒酸钙、焦钒酸钙、正钒酸钙中的至少一种，其含钒品位为24% 43%。其优选方案为在冶炼时以钒酸钙100份与21.29 26. 57份的铝粉、22. 15 26. 52份的 铁质料为主炉料，其余铝粉和铁质料混匀作为精炼还原粉料，在冶炼终点前一次或分多次加 入精炼还原粉料，使得熔渣的残钒小于0.8%，即得。最优方案为精炼还原粉料是在熔渣中残钒含量为O. 8% 2. 0%时一次性加入。本专利技术中的铁质料可以是碳素废钢、铁屑或铁粉，由于本专利技术中的钒酸钙是粉末状，铝 粉和铁质料粒度太大将产生混料不均匀、炉料偏析，影响钒铁冶炼指标，同时为了减少其它 杂质的引入，本专利技术的原料铝粉和铁质料优选为铝粉含量大于98%，粒度为lmm 3mm，铁 质料铁含量大于93%，粒度小于20mm。本专利技术钒酸钙冶炼钒铁的原理为在高温下，钒氧化物被还原剂铝还原，和配入的铁质 结合形成钒铁，反应式如下nCaO V205+Al+Fe—FeV+nCaO A1203该反应为放热反应，但反应热不足以维持炉料自发进行，因此需通电补充热量以维持反 应进行。本专利技术生产工艺具有如下优点和积极效果1、 使用钒酸钙为原料，改变了传统生产钒铁必须经过氧化钒这一中间产品环节，简化 了钒制品生产工艺流程。2、 在配料过程中，钒酸钙和铝粉混料均匀，炉料无偏析，在冶炼过程中炉料反应平稳，控制简单，职工操作容易，劳动强度低，冶炼过程烟气量小，作业环境好，因熔渣含有较 高的氧化钙，熔渣流动性好，反应的动力学条件好，熔渣中残钒低，钒的回收率高。3、 避免了氧化钒生产带来的废水污染问题，使钒制品生产的环保问题得以有效解决， 改变了长期以来传统的钒制品固有工艺，使钒制品的成本更低，使钒制品的生产朝更节能、 更环保的方向发展。4、 冶炼的钒铁可提供钢水合金化所需的钒元素，其合金化过程快、钢水质量好、炼钢 效率高、品种适用性广。本专利技术生产工艺已在攀宏钒制品厂试验应用，冶炼得到中钒铁，各项技术经济指标和氧 化钒冶炼中钒铁的指标相当或更好，该工艺运行稳定，工艺操作简单，制备而得的钒铁纯度 高，避免了钒酸钙直接合金化炼钢引入较多杂质，更好地适应炼钢发展的新的要求。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本专利技术限制在所 述的实施例范围之中。 实施例I1、 配制钒酸钙冶炼钒铁主炉料钒含量为28. 6%的钒酸钙3500 kg，铝粉875kg，铁粉 805 kg;配制精炼还原粉料90kg，其中铝粉60kg铁粉30kg，混合均匀后分别装入料罐。2、 用电铝热法在电弧炉内进行钒铁冶炼，通电引弧后逐步加入主炉料，使用135V二次 电压，9500A电流，较快提高炉温，使主炉料充分完成铝热反应，主炉料加入完毕后，继续 通电，提升炉内温度，取样化验熔渣中残钒为1.90%，加入精炼还原粉料，精炼料加入后， 继续通电熔分约20分钟后，取样化验熔渣中残钒为0.31%停炉。冶炼通电时间85分钟，冶炼 炉温186(TC，冶炼后得到品位51.8。/。的FeV50合金1887kg，钒冶炼回收率为97. 6%，钒铁合金 杂质含量为C 0.21%， Si 0.8%， P 0.02%， S 0.02%， Al 0.5%。实施例II1、 配制钒酸钙冶炼钒铁主炉料钒含量为29. 4%的钒酸钙4000 kg，铝粉1005kg，铁粉 988 kg;配制精炼还原粉料90kg，其中铝粉60kg铁粉30kg，混合均匀后分别装入料罐。2、 用电铝热法在电弧炉内进行钒铁冶炼，通电引弧后逐步加入主炉料，使用130V二次 电压，IOOOA电流，较快提高炉温，使主炉料充分完成铝热反应，主炉料加入完毕后，继续 通电，提升炉内温度至188(TC，取样化验熔渣中残钒为1.88%，加入精炼还原粉料，精炼料 加入后，继续通电熔分约20分钟后，取样化验熔渣中残钒为0.28%停炉。冶炼通电时间90分 钟，冶炼炉温188(TC，冶炼后得到品位51.6。/。的FeV50合金2231kg，钒冶炼回收率为97. 9%， 钒铁合金杂质含量为C 0. 18%， Si 0. 9%， P 0. 01%， S 0. 01% ， Al 0. 6%。实施例m1、 配制钒酸钙冶炼钒铁主炉料钒含量为27. 3%的钒酸钙4200 kg，铝粉1058kg，铁粉 1028 kg;配制精炼还原粉料80kg，其中铝粉60kg铁粉20kg，混合均匀后分别装入料罐。2、 用电铝热法在电弧炉内进行钒铁冶炼，通电引弧后逐步加入主炉料使用140V二次电 压，9000A电流，较快提高炉温，使主炉料充分完成铝热反应，主炉料加入完毕后，继续通 电，提升炉内温度，取样化验熔渣中残钒为1.75%，加入精炼还原粉料，精炼料加入后，继 续通电熔分约15分钟后，取样化验熔渣中残钒为O. 38%，停炉。冶炼通电时间80分钟，冶炼 炉温189(TC，冶炼后得到品位52. 3。/。的FeV50合金2122kg，钒冶炼回收率为96. 8%，钒铁本文档来自技高网...

【技术保护点】
钒酸钙冶炼钒铁的生产工艺，其特征在于：它是将钒酸钙、铝粉、铁质料按下述重量配比冶炼得到钒铁：钒酸钙：１００份，铝粉：２３～２８份，铁质料：２３～２７份；其中，所述的钒酸钙为偏钒酸钙、焦钒酸钙、正钒酸钙中的至少一种，其含钒品位 为２４％～４３％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘武汉，王永钢，韩春辉，杜勇，李千文，
申请(专利权)人：攀枝花新钢钒股份有限公司，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]