一种钒铁冶炼贫渣工艺及专用设备制造技术

本发明专利技术涉及一种钒铁冶炼贫渣工艺及专用设备，特别是全系列钒铁冶炼的贫渣工艺及设备，属冶金钒铁生产技术领域。电铝热法冶炼钒铁过程中，当炉料冶炼反应完毕，熔渣与合金实现分离后，停止电极补热，随即将粉状铝粉用高压惰性气体射流喷入到熔渣中，同时旋转炉体，铝粉在喷吹气流冲击和炉体旋转搅拌双重作用下与熔渣充分混和，继续还原熔渣中尚未还原的钒氧化物和吸附悬浮在熔渣中的合金微粒，电极再插入渣层继续补热冶炼，让熔渣中残留的钒进一步还原生成钒铁。采用本发明专利技术后，贫渣效果显著提高，在电铝热法冶炼钒铁中实施以广谱氧化钒为原料生产多牌号钒铁的喷粉贫渣工艺及专用设备，使钒铁炉渣中全钒含量由3-4%降到1.2%左右，钒回收率提高到95%以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种钒铁冶炼贫渣工艺及专用设备，特别是全系列钒铁(40 80钒 铁)冶炼的贫渣工艺及专用设备，属于冶金钒铁生产

技术介绍
钒铁是一种重要的合金添加剂，常用的电铝热法冶炼钒铁以周期短、操作灵活、产 品结构稳定、质量好等特点被广泛应用，目前，很多著名生产厂家大都采用V203电铝热法 冶炼工艺及专用设备，但是，此方法和专用设备钒回收率明显偏低，通常情况下钒回收率只 能达到93%左右。例如在电铝热法冶炼钒铁中采用多种氧化钒(V205、V203、V02、V0)单 一或混配原料，生产多牌号钒铁(40 80钒铁)，通常情况下钒回收率保持在93%左右，钒 铁炉渣中全钒含量3%—4%。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种钒铁冶炼贫渣工艺及专用设备，通过改善炉料在冶炼中的 反应动力学条件，增强铝热还原效果，降低钒铁炉渣残钒含量，提高钒冶炼回收率，降低冶 炼成本，解决
技术介绍
存在上述问题。本专利技术的技术方案是一种钒铁冶炼贫渣工艺，在电铝热法冶炼钒铁过程中，当炉料冶炼反应完毕，熔渣与合 金实现分离后，停止电极补热，随即将粉状铝粉用高压惰性气体射流喷入到熔渣中，同时旋 转炉体，铝粉在喷吹气流冲击和炉体旋转搅拌双重作用下与熔渣充分混和，继续还原熔渣 中尚未还原的钒氧化物和吸附悬浮在熔渣中的合金微粒，电极再插入渣层继续补热冶炼， 让熔渣中残留的钒进一步还原生成钒铁。更具体的工艺步骤①电铝热法冶炼炉料反应完毕后，熔渣流动性较好即炉渣处 于流动状态、温度为1800-2100度时，停止电极补热；②下降喷枪至待机位，同时停电提升 电极并开启炉体旋转，启动喷粉自动程序；当喷枪下降至喷枪中段时，助吹气动阀自动打 开，喷枪继续下降；③当喷枪下降至工作位，出料气动阀、硫化气动阀和主吹气动阀同时自 动打开，开始喷吹；④达到设定喷吹时间，自动关闭出料气动阀、硫化气动阀、主吹气动阀和 补压气动阀，提升喷枪；⑤当喷枪提升至待机位时，自动关闭助吹气动阀，喷粉自动过程结 束；⑥同时停止炉体旋转，继续电极冶炼补热5 8分钟，至此喷粉贫渣工艺结束。所说的喷枪下降的工作位，根据物料配比不同而形成的渣层厚度设定，渣层厚度 的变化范围为300 800mm。喷入到熔渣层中的铝粉为铝粉含量不小于99% ；粉料粒度为40 100目。开始喷吹时，补压气动阀始终动态补压，保持喷粉罐内压力恒定，喷吹60 120秒。依据广谱氧化钒原料(V205、V203、V02、V0)电铝热法冶炼钒铁原理计算纯V203 冶炼钒铁渣层厚度为300 500mm，纯V205冶炼钒铁渣层厚度为700 800mm，混合配比氧化钒原料冶炼钒铁渣层厚度为600 700mm。因此广谱氧化钒原料电铝热法冶炼钒铁的喷 粉贫渣工艺适用渣层厚度的变化范围为300 800mm。根据广谱氧化钒原料电铝热法冶炼钒铁的物料配比、熔渣深度及渣量波动，在线 满足喷吹量30 80Kg/次，在线调节喷吹速度实现15 40Kg /Min的范围。自动调节补吹阀、下料阀、主吹阀和助吹阀的开度，喷吹时对喷粉罐进行动态补 压，保持喷吹时喷粉罐的恒压0. 28Mpa状态，有效保证喷吹压差及喷吹效果。贫渣工艺实施后，再进行电极补热5-8分钟，冶炼结束。一种钒铁冶炼贫渣专用设备，包含氮气平衡罐、喷粉罐、喷枪、冶炼炉、主吹管道、 助吹管道、补吹管道、硫化管道、喷枪管，氮气平衡罐通过补吹管道、硫化管道连接喷粉罐， 通过主吹管道、助吹管道、喷枪管连接喷枪；喷粉罐出料连接主吹管道，喷枪设置在冶炼炉 上方。在喷粉罐出料设置出料气动阀，硫化管道设置硫化气动阀，主吹管道设置主吹气 动阀，补吹管道设置补压气动阀，助吹管道设置助吹气动阀；喷吹时对喷粉罐进行动态补 压，保持喷吹时喷粉罐的恒压0. 28Mpa状态，有效保证喷吹压差及喷吹效果。喷枪上下移动，设有上极限、下极限来限定喷枪的移动范围，正常喷吹时，喷枪位 于工作位。喷枪耐火材料由高铝质材质改为镁铝铬混合材质，增强喷枪耐材的耐高温和耐冲 刷效果，喷枪头段的使用寿命由原来的8炉增加到45炉以上。本专利技术的有益效果采用喷粉贫渣工艺及设备后，贫渣效果显著提高，在电铝热法 冶炼钒铁中实施以广谱氧化钒(V205、V203、V02、V0)为原料生产多牌号钒铁(40 80钒 铁)的喷粉贫渣工艺及专用设备，使钒铁炉渣中全钒含量由3%—4%降到1.洲左右，钒回收 率提高到95%以上。附图说明图1是本专利技术实施例设备、工艺布置流程示意图；图中氮气平衡罐1、喷粉罐2、喷枪3、冶炼炉4、主吹管道5、助吹管道6、补吹管道7、 硫化管道8、喷枪管9、上极限10、下极限11、工作位12。具体实施例方式以下结合附图，通过实施例对本专利技术作进一步说明。一种钒铁冶炼贫渣工艺，包含如下工艺步骤①电铝热法冶炼炉料反应完毕后，熔 渣流动性较好即炉渣处于流动状态、温度为1800°C -2100°C时，停止电极补热；②下降喷枪 至待机位，同时停电提升电极并开启炉体旋转，启动喷粉自动程序；当喷枪下降至喷枪中段 时，助吹气动阀自动打开，喷枪继续下降；③当喷枪下降至工作位，出料气动阀、硫化气动阀 和主吹气动阀同时自动打开，开始喷吹；④达到设定喷吹时间，自动关闭出料气动阀、硫化 气动阀、主吹气动阀和补压气动阀，提升喷枪；⑤当喷枪提升至待机位时，自动关闭助吹气 动阀，喷粉自动过程结束；⑥同时停止炉体旋转，继续电极冶炼补热5 8分钟，至此喷粉贫 渣工艺结束。一种钒铁冶炼贫渣专用设备，包含氮气平衡罐1、喷粉罐2、喷枪3、冶炼炉4、主吹4管道5、助吹管道6、补吹管道7、硫化管道8、喷枪管9，氮气平衡罐1通过补吹管道7、硫化 管道8连接喷粉罐2，通过主吹管道5、助吹管道6、喷枪管9连接喷枪3 ；喷粉罐2出料连接 主吹管道5，喷枪3设置在冶炼炉4上方。在喷粉罐出料设置出料气动阀，硫化管道设置硫化气动阀，主吹管道设置主吹气 动阀，补吹管道设置补压气动阀，助吹管道设置助吹气动阀；喷吹时对喷粉罐进行动态补 压，保持喷吹时喷粉罐的恒压0. 28Mpa状态，有效保证喷吹压差及喷吹效果。喷枪上下移动，设有上极限10、下极限11来限定喷枪的移动范围，正常喷吹时，喷 枪位于工作位12。实施实例一1、配置钒铁主炉料含钒64.11%的V2033000Kg，铝粒U80Kg，铁粉37^(g，准备铝粉 50Kg，放入喷粉料罐(渣层厚度300 500mm)；2、用电铝热法冶炼钒铁，熔渣与合金实现分离后，停止电极补热，随即将铝粉用高压惰 性气体(N2)射流喷入到熔渣中，渣层深度为约420mm，喷枪深度(渣面下)为200mm，喷吹速 度20Kg/Min，喷吹时间为65s，保持喷粉罐内压力0. ^Mpa，待充分还原后，自动提枪完成喷 粉贫渣过程，同时旋转炉体，然后再插入电极继续补热冶炼8分钟；得到成品含钒2 ,钒回收率95. 25%。实施实例二 1、配置钒铁主炉料含钒98.07%的V205^00Kg，铝粒1450Kg，铁粉340Kg，准备铝粉 60Kg，放入喷粉料罐(渣层厚度700 800mm)；2、用电铝热法冶炼钒铁，熔渣与合金实现分离后，停止电极补热，随即将铝粉用高压惰 性气体(N2)射流喷入到熔渣中，渣层深度为770mm，喷枪深度(渣面下)为450mm，喷吹速度 35Kg/Min，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钒铁冶炼贫渣工艺，其特征在于：在电铝热法冶炼钒铁过程中，当炉料冶炼反应完毕，熔渣与合金实现分离后，停止电极补热，随即将粉状铝粉用高压惰性气体射流喷入到熔渣中，同时旋转炉体，铝粉在喷吹气流冲击和炉体旋转搅拌双重作用下与熔渣充分混和，继续还原熔渣中尚未还原的钒氧化物和吸附悬浮在熔渣中的合金微粒，电极再插入渣层继续补热冶炼，让熔渣中残留的钒进一步还原生成钒铁。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李东明，陈东辉，曹敬东，何新宇，王东，吴浩，
申请(专利权)人：河北钢铁股份有限公司承德分公司，
类型：发明
国别省市：13