[发明专利]高钒铁的冶炼方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金领域，具体涉及高钒铁的冶炼方法。

背景技术

钒以钒铁、钒化合物及金属钒的形式广泛应用于冶金、宇航、化工等行业，钒铁是钢铁工业重要的合金添加剂，可提高钢的强度、韧性、延展性和耐热性。

目前，国内外生产高钒铁的方法主要有硅热法、碳热法及铝热还原法。碳热法成本较低，但产品含碳高，许多钢种无法使用。硅热法虽然成本较低但难以生产高品位钒铁，冶炼周期约为4 6h。铝热还原法可生产高品位微碳的钒铁，按其使用原料的不同，可分为V₂O₅铝热还原法和V₂O₃电铝热还原法，冶炼周期约为1.5h，前者反应发热量过大，耗铝多，成本较高，且反应过程中易出现喷溅现象，严重影响钒的回收率，回收率一般约为94％。相比之下，以V₂O₃为原料进行铝热还原反应所消耗的铝量相应降低。理论上使用V₂O₃冶炼钒铁比V₂O₅冶炼钒铁可节约40％的铝，使成本有较大降低，这也是V₂O₃冶炼钒铁的最大优势，钒回收率一般约为95％左右。发明人在应用过程中发现，V₂O₃电铝热还原法由于反应热远小于自发反应所需的热量，必须外加热源才能使该反应进行下去，整个冶炼过程都需要外界供电来补充热量，必须边通电边加料，故V₂O₃冶炼钒铁工艺与V₂O₅冶炼钒铁工艺存在明显不同。发明人还发现由于V₂O₃密度较小，采用粉状V₂O₃冶炼时挥发较严重，影响钒冶炼直收率，而且由于通电冶炼时间较长，须严格控制生产工艺条件，否则冶炼获得的高钒铁碳含量容易超标，影响钒铁的质量。

故采用铝热法生产高钒铁的两种方法，V₂O₅铝热还原法能量过剩，V₂O₃电铝热还原法能量不足；同时熔渣的熔点较高，必须通过后续的精炼工序降低渣中的钒含量，提高钒的回收率，使工艺愈发复杂，制约了高钒铁产量的增加。因此，本领域急需开发一种冶炼周期短、工艺过程简单、铝耗低、冶炼综合成本低且钒冶炼回收率高的电铝热法冶炼高钒铁的方法。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种钒冶炼回收率高的电铝热法冶炼高钒铁的方法。

具体地，采用V₂O₅和V₂O₃混合物料为原料，以电铝热法冶炼高钒铁，步骤如下：

A、配制底料和主料；

B、冶炼初期，首先加入底料进行冶炼；

C、当底料反应平稳后，再加入主料；

D、精炼；

其中，底料为铝、V₂O₅、铁、石灰；主料为V₂O₃、铝、V₂O₅、铁、石灰、莹石。

配制底料既要满足反应快速充分，又要维持较高的反应热，保证形成熔池。底料重量配比为：V₂O₅ 6.5-8.5份、铝3.5-4份、石灰1.5-2份、铁0.75-1.5份

按照金属热还原反应的理论用量以及反应热大小来确定主料间的重量配比关系：V₂O₅20-40份、铝23-28份、V₂O₃ 15-40份、铁8-9份、石灰10-13份、萤石4-5份。

冶炼结束后出炉，倒模，冷却，水淬合金，再经砸铁、破碎、筛分等常规处理工艺即得高钒铁成品。

本发明高钒铁的冶炼方法，先以铝粒、V₂O₅为底料，该反应剧烈，很快在炉膛底部形成熔池，当反应平稳后，即向炉内连续加入V₂O₅和V₂O₃为主的混合物料，如此既充分利用了反应热，无需外界供热冶炼，简化了工艺过程，冶炼时间缩短为1h以内，降低了炉渣的粘度，冶炼综合成本低且钒冶炼回收率高，回收率稳步提高达96％以上。

具体实施方式