钒铁合金的浇铸方法技术

本发明专利技术公开了一种钒铁合金的浇铸方法，属于冶金技术领域，所述方法包括以下步骤：a按照所要生产的钒铁合金产品的要求将冶炼原料混匀后加入到可倾翻式电炉中进行冶炼；b冶炼结束后，将熔渣倾翻至浇铸锭模中进行熔渣的二次深度还原，冷却后得到合金；所述浇铸锭模中预加了还原混合料；c出渣结束后，对炉内熔融合金液进行分级浇铸和冷却，获得合金。本发明专利技术的方法通过熔渣的二次深度还原，有利于进一步回收弃渣中的钒；通过熔融合金的分级浇铸，有利于浇铸过程合金的冷却搅拌，并改变浇铸合金饼形貌，改善后期破碎性能。

Casting method of ferrovanadium alloy

【技术实现步骤摘要】
钒铁合金的浇铸方法
本专利技术属于冶金
，具体涉及一种钒铁合金的浇铸方法。
技术介绍
钒铁合金是钢铁工业应用最为广泛的钒微合金化中间合金。含钒钢被广泛应用于机械制造、航空航天、建筑路桥等行业，由于钒的加入，钢材的综合性能会得到显著提高。产业化的钒铁合金的制备原理主要是利用还原剂对含钒氧化物及其他含钒原料进行还原，并在高温熔融状态下与铁质熔体互相固溶而得。目前世界范围内大多企业通过采用以钒的氧化物(V2O5/V2O3)为原料，配加适量的还原剂(Al/Si)和铁质料进行热还原反应进行钒铁合金生产，部分还原冶炼过程采用电加热的方式以保障反应过程热量需求。而生产工艺也分别有直筒炉一步法工艺和倾翻炉多期法工艺，最终均能得到质量合格的合金产品。CN102115821A提供了一种以金属铝为还原剂的两步法冶炼钒铁的方法，通过第一步冶炼的初还原出掉部分渣，然后对初级合金加入部分精炼料进行精炼，得到钒铁合金产品。CN104532105A提供一种利用大型倾翻炉电铝热法生产钒铁的方法，采用多期冶炼和阶梯配铝相结合的技术，具有操作方便，节约铝耗，提高钒铁的收率的特点。从上述公开的技术看，目前主要集中于钒铁合金的制备方法及工艺，少有关于钒铁合金冶炼过程浇铸方法及其控制方法的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种钒铁合金的浇铸方法，该方法不仅可以回收渣中未还原的钒，还可以改善钒铁合金的破碎性能。本专利技术的技术方案为：一种钒铁合金的浇铸方法，包括以下步骤：a按照所要生产的钒铁合金产品的要求将冶炼原料混匀后加入到可倾翻式电炉中进行冶炼；b冶炼结束后，将熔渣倾翻至浇铸锭模中进行熔渣的二次深度还原，冷却后得到合金；所述浇铸锭模中预加了还原混合料；c出渣结束后，对炉内熔融合金液进行分级浇铸和冷却，获得合金。其中，上述钒铁合金的浇铸方法，步骤a中，所述冶炼原料包括含钒物料、还原剂、铁和造渣剂。其中，上述钒铁合金的浇铸方法，所述含钒物料为V2O5和/或V2O3；所述还原剂为铝或硅铁；所述造渣剂钙氧化物或钙盐。其中，上述钒铁合金的浇铸方法，还原剂的添加量为理论添加量的0.9～1.05倍；铁的添加量为理论添加量的0.85～0.95倍；造渣剂的添加量为总渣量重量的5～15％。其中，上述钒铁合金的浇铸方法，步骤b中，冶炼结束以渣中钒含量降低幅度≤0.2％/10min为标准；或者，以渣中钒含量≤3.5％为标准。其中，上述钒铁合金的浇铸方法，步骤b中，所述还原混合料为还原剂与造渣剂的混合物；所述还原剂为铝或硅铁；所述造渣剂钙氧化物或钙盐；造渣剂与还原剂的重量比为1～2：1。其中，上述钒铁合金的浇铸方法，步骤b中，所述还原混合料中还原剂的添加量为理论添加量的1.0～1.2倍。其中，上述钒铁合金的浇铸方法，步骤c中，所述熔融合金浇铸过热度≥300℃。其中，上述钒铁合金的浇铸方法，步骤c中，分级浇铸的设备为带有溢流口的铁质锭模，锭模的径高比≥5：1；优选的，锭模的径高比为5～9：1。其中，上述钒铁合金的浇铸方法，步骤c中，所述分级浇铸是通过电炉从上层锭模一侧进行浇铸，并随着上层锭模内熔融合金的增加逐渐从锭模另一侧溢流至第二层锭模一侧，当容量增加后熔融合金从第二层锭模另一侧溢流至第三层锭模一侧，如此循环直至炉内所有合金浇铸完毕。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的方法通过熔渣的二次深度还原，有利于进一步回收弃渣中的钒；通过熔融合金的分级浇铸，有利于浇铸过程合金的冷却搅拌，并改变浇铸合金饼形貌，改善后期破碎性能。同时本专利技术的方法适用于所有采用热还原制备钒铁合金的原料及工艺。具体实施方式具体的，一种钒铁合金的浇铸方法，包括以下步骤：a按照所要生产的钒铁合金产品的要求将冶炼原料混匀后加入到可倾翻式电炉中进行冶炼；b冶炼结束后，将熔渣倾翻至浇铸锭模中进行熔渣的二次深度还原，冷却后得到合金；所述浇铸锭模中预加了还原混合料；c出渣结束后，对炉内熔融合金液进行分级浇铸和冷却，获得合金。首先，冶炼结束时，在浇铸锭模中预加了还原混合料，同时浇铸过程中进行了熔渣的二次混溶，实现了还原混合料及熔融合金过剩还原剂与熔渣的深度还原，降低浇铸渣中钒含量，实现渣中钒的还原和高效回收；其次，出渣结束后，通过对炉内熔融合金液进行分级浇铸和冷却，改变了浇铸合金饼的形貌及冷却效果，有利于改善合金的破碎性能。本专利技术倾翻出渣的出渣量占总渣量的100％以上，即出渣过程允许部分熔融合金通过渣口排出。本专利技术的“理论添加量”为获得某标准牌号钒铁合金时，单位含钒物料(钒氧化物)所需的理论还原剂(铝、硅铁)以及对应所需配加的理论铁添加量。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。以下实施例中所指的分级浇铸主要通过电炉从上层锭模一侧进行浇铸，并随着上层锭模内熔融合金的增加逐渐从锭模另一侧溢流至第二层锭模一侧，当容量增加后熔融合金从第二层锭模另一侧溢流至第三层锭模一侧，如此循环直至炉内所有合金浇铸完毕。实施例1分别按照理论添加量的0.9倍和0.85倍添加铝和铁，并按照总渣量的15％添加石灰，然后与钒氧化物(V2O5和V2O3的重量比为1:1)均匀混合后加入冶炼电炉，采用电极引弧进行冶炼操作；当渣中钒含量降低至1.5％时冶炼结束，并将电炉中熔渣倾翻至预加了还原混合料(铝和石灰重量比为1:1，铝的用量为理论添加量的1.0倍)的浇铸锭模中进行熔渣的二次深度还原，回收所得的初级合金饼；出渣结束后，采用径高比为5:1的锭模在过热度为300℃条件下对电炉炉内熔融合金液进行分级浇铸和冷却，获得多个合金薄饼；浇铸结束后收集二次还原得到的初级合金饼和分级浇铸得到的合金饼，将所有合金饼转运至冷却破碎区快速冷却破碎，得到尺寸和成分合格的合金成品。通过上述操作，钒铁冶炼弃渣中钒含量为2.5％，初级合金饼占总合金重量比为1:4，钒铁细粉率为16.8％。实施例2分别按照理论添加量的1.0倍和0.90倍添加铝和铁，并按照总渣量的10％添加石灰，然后与钒氧化物(V2O5和V2O3的重量比为2:1)均匀混合后加入冶炼电炉，采用电极引弧进行冶炼操作；当渣中钒含量降低至3.5％时冶炼结束，并将电炉中熔渣倾翻至预加了还原混合料(铝和石灰重量比为1:1，铝的用量为理论添加量的1.1倍)的浇铸锭模中进行熔渣的二次深度还原，回收所得的初级合金饼；出渣结束后，采用径高比为7:1的锭模在过热度为300℃条件下对电炉炉内熔融合金液进行分级浇铸和冷却，获得多个合金薄饼；浇铸结束后收集二次还原得到的初级合金饼和分级浇铸得到的合金饼，将所有合金饼转运至冷却破碎区快速冷却破碎，得到尺寸和成分合格的合金成品。通过上述操作，钒铁冶炼弃渣中钒含量为0.8％，初级合金饼占总合金重量比为1:9，钒铁细粉率为13.5％。实施例3分别按照本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.钒铁合金的浇铸方法，其特征在于，包括以下步骤：/na按照所要生产的钒铁合金产品的要求将冶炼原料混匀后加入到可倾翻式电炉中进行冶炼；/nb冶炼结束后，将熔渣倾翻至浇铸锭模中进行熔渣的二次深度还原，冷却后得到合金；所述浇铸锭模中预加了还原混合料；/nc出渣结束后，对炉内熔融合金液进行分级浇铸和冷却，获得合金。/n

【技术特征摘要】
1.钒铁合金的浇铸方法，其特征在于，包括以下步骤：
a按照所要生产的钒铁合金产品的要求将冶炼原料混匀后加入到可倾翻式电炉中进行冶炼；
b冶炼结束后，将熔渣倾翻至浇铸锭模中进行熔渣的二次深度还原，冷却后得到合金；所述浇铸锭模中预加了还原混合料；
c出渣结束后，对炉内熔融合金液进行分级浇铸和冷却，获得合金。


2.根据权利要求1所述钒铁合金的浇铸方法，其特征在于：步骤a中，所述冶炼原料包括含钒物料、还原剂、铁和造渣剂。


3.根据权利要求2所述钒铁合金的浇铸方法，其特征在于：所述含钒物料为V2O5和/或V2O3；所述还原剂为铝或硅铁；所述造渣剂钙氧化物或钙盐。


4.根据权利要求2或3所述钒铁合金的浇铸方法，其特征在于：还原剂的添加量为理论添加量的0.9～1.05倍；铁的添加量为理论添加量的0.85～0.95倍；造渣剂的添加量为总渣量重量的5～15％。


5.根据权利要求1～4任一项所述钒铁合金的浇铸方法，其特征在于：步骤b中，冶炼结束以渣中钒含量降低幅度≤0.2％/10min为标准；或者，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：余彬，景涵，陈海军，师启华，
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：四川;51