一种钒铁合金冶炼渣金分离控制方法技术

本发明专利技术涉及钒铁合金冶炼渣金分离控制方法，其包括：a.将包括含钒物料、还原剂、铁质料和熔渣特性调控剂的钒铁合金冶炼原料混配后进行冶炼，并且第一质量百分比的铁质料用于步骤a；b.待钒铁合金冶炼原料完全熔化形成熔池后通电维持冶炼体系熔融状态直至熔渣中钒质量分数降低幅度小于预定值时进行出渣；c.将第二质量百分比的铁质料添加至熔池表面，并持续通电预定时间；d.反应产物冷却后分离渣金得到钒铁合金和冶炼刚玉渣。本发明专利技术将钒铁合金熔融颗粒在熔渣中的沉降近似认为在无限大流体中的自由沉降，基于该理论得到了铝热还原钒铁合金冶炼过程渣金分离效率的影响因素，有效改善了合金沉降条件的条件，促进了熔融渣金的高效分离。分离。分离。

【技术实现步骤摘要】
一种钒铁合金冶炼渣金分离控制方法


[0001]本专利技术属于冶金领域，具体涉及一种钒铁合金冶炼渣金分离控制方法。

技术介绍

[0002]钒在钢中能够与碳、氮结合形成细小而弥散的碳氮化物，具有细晶强化和沉淀强化的双重强化机制，提高钢材的强度以及耐磨性。因此含钒钢被广泛应用于建筑、航空航天、路桥等行业。其主要以含钒中间合金的方式添加至钢中。钒铁合金是目前应用最为广泛含钒微合金钢添加剂。其钒铁合金的制备方法主要以钒氧化物为原料、以金属铝为还原剂，采用铝热自蔓延的方式进行冶炼。按照加料制度和炉体功能划分，其冶炼方法主要包括一步法、两步法和多期法。钒铁合金生产过程中最受关注的技术经济指标包括冶炼收率、冶炼效率、产品质量和含钒二次资源综合利用率。
[0003]专利CN 104532105 A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，钒铁收率高的特点。专利CN 109825704 A公开了一种钒铁合金的冶炼方法，该方法采用一步还原
‑
炉外精炼的钒铁合金两步还原工艺，能够大幅降低弃渣TV、提高产品质量，并实现连续冶炼。专利CN 114293081 A公开了一种直筒炉冶炼钒铁的方法，该方法的特点在于将冶炼混合熔融渣金在两个直筒炉中进行相互倾倒以促进渣金混合，从而最大限度的提高铝的利用效率，并获得质量合格的钒铁合金。
[0004]从上述公开技术来看，当前钒铁合金冶炼工艺优化的方向主要集中于冶炼收率和冶炼效率的提升。钒铁合金冶炼过程合金产品夹渣及渣中裹金原理及其对冶炼收率和产品质量的影响尚未得到深入研究。
[0005]基于此，现有技术仍然有待改进。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了解决目前钒铁合金冶炼过程存在渣中裹金、合金夹渣所导致的质量问题和收率问题，提供了一种基于无限大流体自由沉降理论的钒铁合金冶炼渣金分离控制方法，该方法旨在实现斯托克斯沉降方程在钒铁合金工业生产中的实践应用，从而促进钒铁合金冶炼过程熔融渣金的高效分离。
[0007]具体地，本专利技术提供一种钒铁合金冶炼渣金分离控制方法，其包括以下步骤：a.将钒铁合金冶炼原料混配后进行冶炼，其中所述钒铁合金冶炼原料包括含钒物料、还原剂、铁质料和熔渣特性调控剂，并且第一质量百分比的所述铁质料用于步骤a；b.待所述钒铁合金冶炼原料完全熔化形成熔池后通电维持冶炼体系熔融状态直至熔渣中钒质量分数降低幅度小于预定值时进行出渣；c.将第二质量百分比的所述铁质料添加至熔池表面，并持续通电预定时间；以及d.对步骤c得到的反应产物进行冷却后分离渣金得到钒铁合金和冶炼刚玉渣。
[0008]在本专利技术的实施例中，所述含钒物料包括钒氧化物、含钒除尘灰和含钒富集料中
的至少一种，且所述钒氧化物占总含钒物料比(以钒重量计)不低于90％，其中所述钒氧化物包括三氧化二钒和五氧化二钒；所述还原剂包括金属铝；所述铁质料包括以金属铁为主要成分的含铁物料，其有效成分(以金属铁计)不低于95％；所述熔渣特性调控剂包括预烧石灰，其有效成分(以CaO计)不低于90％。
[0009]在本专利技术的实施例中，所述含钒物料理论铝耗量分别为485kg/t V2O5和360kg/t V2O3。
[0010]在本专利技术的实施例中，步骤a中，所述第一质量百分比为80％～95％，并且步骤c中，所述第二质量百分比为5％～20％。
[0011]在本专利技术的实施例中，步骤b中，所述预定值为0.01％/min，出渣量为总渣量的50％，并且出渣量为理论产渣量的50％～90％。其中理论产渣量为钒氧化物铝热还原产生的氧化铝除以渣中氧化铝的质量百分数。
[0012]在本专利技术的实施例中，钒铁合金包括FeV50或FeV80，冶炼FeV50和FeV80所需钒铁合金冶炼原料中含钒物料和铁质料的钒、铁重量比分别为50:45～48和80:46～48。
[0013]在本专利技术的实施例中，步骤c中，所述预定时间为10min～60min。
[0014]在本专利技术的实施例中，步骤a中，所述钒铁合金冶炼原料中含钒物料和还原剂添加量以钒氧化物理论铝耗量的1.05～1.10倍为基准，所述钒铁合金冶炼原料中熔渣特性调控剂配加量为理论产渣量的5％～25％。
[0015]在本专利技术的实施例中，所述含钒物料和铁质料的混配原则以满足GBT/4139
‑
2012标准中不同牌号钒铁合金所对应钒、铁重量比为前提。
[0016]在本专利技术的实施例中，所述方法适用于包括直筒炉铝热一步还原法和倾翻炉多期还原法在内的主流铝热自蔓延还原制备钒铁合金工艺。
[0017]本专利技术将钒铁合金熔融颗粒在熔渣中的沉降近似认为在无限大流体中的自由沉降，基于该理论得到了铝热还原钒铁合金冶炼过程不同粒径合金在不同温度条件下的理论沉降及上浮速度现状值以及该过程渣金分离效率的影响因素，在对该影响因素充分研究的基础上获得本专利技术的技术方案，实现了斯托克斯沉降方程在钒铁合金工业生产中的实践应用，有效改善了钒铁合金熔炼过程合金沉降条件的条件，促进了熔融渣金的高效分离。
附图说明
[0018]图1示出了本专利技术实施例提供的一种钒铁合金冶炼渣金分离控制方法的流程示意图。
具体实施方式
[0019]应当理解，在示例性实施例中所示的本专利技术的实施例仅是说明性的。虽然在本专利技术中仅对少数实施例进行了详细描述，但本领域技术人员很容易领会在未实质脱离本专利技术主题的教导情况下，多种修改是可行的。相应地，所有这样的修改都应当被包括在本专利技术的范围内。在不脱离本专利技术的主旨的情况下，可以对以下示例性实施例的设计、操作条件和参数等做出其他的替换、修改、变化和删减。
[0020]本专利技术将钒铁合金熔融颗粒在熔渣中的沉降近似认为在无限大流体中的自由沉降，基于该理论得到了铝热还原钒铁合金冶炼过程不同粒径合金在不同温度条件下的理论
沉降及上浮速度现状值以及该过程渣金分离效率的影响因素，在对该影响因素充分研究的基础上获得本专利技术的技术方案，实现了斯托克斯沉降方程在钒铁合金工业生产中的实践应用，有效改善了钒铁合金熔炼过程合金沉降条件的条件，促进了熔融渣金的高效分离。
[0021]根据本专利技术，提供一种钒铁合金冶炼渣金分离控制方法，如图1所示，其包括以下步骤：
[0022]a.将钒铁合金冶炼原料混配后进行冶炼，其中所述钒铁合金冶炼原料包括含钒物料、还原剂、铁质料和熔渣特性调控剂，并且第一质量百分比的所述铁质料用于步骤a；
[0023]b.待所述钒铁合金冶炼原料完全熔化形成熔池后通电维持冶炼体系熔融状态直至熔渣中钒质量分数降低幅度小于预定值时进行出渣；
[0024]c.将第二质量百分比的所述铁质料添加至熔池表面，并持续通电预定时间；以及
[0025]d.对步骤c得到的反应产物进行冷却后分离渣金得到钒铁合金和冶炼刚玉渣。
[0026]在本专利技术的实施例中，所述含钒物料包括钒氧化物、含钒除尘灰和含钒富集料中的至少一种，且本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钒铁合金冶炼渣金分离控制方法，其特征在于，包括以下步骤：a.将钒铁合金冶炼原料混配后进行冶炼，其中所述钒铁合金冶炼原料包括含钒物料、还原剂、铁质料和熔渣特性调控剂，并且第一质量百分比的所述铁质料用于步骤a；b.待所述钒铁合金冶炼原料完全熔化形成熔池后通电维持冶炼体系熔融状态直至熔渣中钒质量分数降低幅度小于预定值时进行出渣；c.将第二质量百分比的所述铁质料添加至熔池表面，并持续通电预定时间；以及d.对步骤c得到的反应产物进行冷却后分离渣金得到钒铁合金和冶炼刚玉渣。2.根据权利要求1所述的钒铁合金冶炼渣金分离控制方法，其特征在于，所述含钒物料包括钒氧化物、含钒除尘灰和含钒富集料中的至少一种，且所述钒氧化物占以钒重量计的总含钒物料比不低于90％，其中所述钒氧化物包括三氧化二钒和五氧化二钒；所述还原剂包括金属铝；所述铁质料包括以金属铁为主要成分的含铁物料，其以金属铁计的有效成分不低于95％；所述熔渣特性调控剂包括预烧石灰，其以CaO计的有效成分不低于90％。3.根据权利要求2所述的钒铁合金冶炼渣金分离控制方法，其特征在于，所述含钒物料理论铝耗量分别为485kg/t V2O5和360kg/t V2O3。4.根据权利要求1所述的钒铁合金冶炼渣金分离控制方法，其特征在于，步骤a中，所述第一质量百分比为80％～95％，并且步骤c中，所述第二质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：余彬，王宁，高雷章，尹丹凤，
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：