[发明专利]一种钒铁合金的制备方法有效
申请号: | 201510496769.1 | 申请日: | 2015-08-13 |
公开(公告)号: | CN105018828B | 公开(公告)日: | 2017-09-08 |
发明(设计)人: | 余彬;鲜勇;孙朝晖;景涵;唐红建;杜光超;王唐林 | 申请(专利权)人: | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 |
主分类号: | C22C35/00 | 分类号: | C22C35/00;C22C33/04 |
代理公司: | 成都虹桥专利事务所(普通合伙)51124 | 代理人: | 梁鑫,高芸 |
地址: | 617000 四*** | 国省代码: | 四川;51 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 铁合金 制备 方法 | ||
技术领域
本发明属于冶金领域,具体涉及钒铁合金的制备方法。
背景技术
钒铁合金被广泛应用于含钒微合金钢中,它具有细晶强化和沉淀强化的双重强化机制,从而降低过热敏感性,提高钢材的强度以及耐磨性。广泛应用于建筑、航空航天、路桥等行业。钒铁合金的生产主要有硅热还原法、铝热还原法及碳热还原法等热还原法。由于铝的还原活性较强,还原过程发热量大,铝热还原应用最为广泛。当前钒铁生产企业冶炼主要含钒原料以V2O5为主,随着新技术及新工艺的开发,国内外少数几家企业逐渐掌握了以V2O3为原料电铝热法制备钒铁合金的方法。以钒计重量的钒氧化物为标准,采用V2O3为原料的钒铁冶炼过程理论上比使用V2O5降低铝耗达40%,降低产渣量40%,在大幅降低生产成本的同时,减少了大渣量导致的钒损失。
世界上多采用铝热一步法冶炼钒铁,将混合料加入冶炼炉中,进行高温铝热还原,待反应完毕,出渣出铁,冷凝分层,得到沉淀合金饼和冶炼渣。虽然此方法冶炼工艺简单,但钒收率相对偏低,产品质量完全受控于原料品质和配料精确度。随着冶炼设备大型化、自动化,使得单炉多期加料,分次出渣成为可能,促进了两步铝热法钒铁冶炼工艺的提出与推广。与传统工艺相比,两步法工艺第一步混料时配铝量高于理论计算值(配铝系数大于1.0),能够改变铝热反应平衡,加速冶炼贫渣时间,从提高钒氧化物的还原率,得到钒含量更低的贫渣;出掉大部分渣后,加入配铝系数较低的V2O5混合料进行第二步精炼工艺,消耗掉合金相中过剩的铝,从而获得合格钒铁合金产品和部分钒含量较高的富渣。
为了能够兼顾以V2O5为原料冶炼钒铁放热量大、冶炼效率高,以及以V2O3为原料冶炼钒铁耗铝量低、产渣量少的冶炼特点,并优化上游产业链结构,采用混合钒氧化物进行多个配铝系数条件下的两步法冶炼操作。
(1)、专利CN 101724752 A介绍了一种中钒铁的冶炼方法:将底料成分为6.5~8.5份V2O3,3.5~4份铝,1.5~2份石灰,以及2.5~3份铁混合并冶炼,反应平稳后加入20~40份V2O5,15~40份V2O3,23~28份铝,10~13份石灰,4~5份萤石,30~40份铁的主料进行精炼。该发明充分利用了反应热,简化了工艺过程,降低了炉渣粘度,钒铁冶炼收率稳步提高达96%以上。但是该方法前期采用低价钒氧化物冶炼热量不足,导致熔渣性能恶化;同时萤石的加入会在一定程度上加速炉衬侵蚀;
(2)、专利CN101100720 A将含钒物料(偏钒酸钙、焦钒酸钙、正钒酸钙中的至少一种,全钒品位为24%~43%)100份、铝粉23~28份,铁质料23~27份混合后冶炼。该发明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。但由于钒酸钙全钒品位偏低,产出率不高,不利于高效节能的冶炼目的,加大了工业化难度;
(3)、专利CN 102115821 A提供的一种钒铁冶炼方法,将15wt%~35wt%的石灰,15wt%~35wt%的铝以及余量的V2O5和/或V2O5混合后,加入预定量的铁,冶炼渣中钒含量低于0.2wt%时出渣,出渣量占总渣量的85%~90%,再将精炼料加入电炉进行精练操作,该发明方法能够得到97%~99%的钒回收率,并能降低能耗。但该工艺渣中钒含量控制难度大,并且仍然没能从根本上解决钒铁冶炼收率和配铝量之间的矛盾。
从上述公开的技术来看,目前钒铁冶炼主要采用铝热还原法,主要涉及到钒氧化物铝热反应的一步还原过程。本工艺以V2O5和V2O5混和钒氧化物为原料,通过多次加料,两次出渣,调整配铝量等手段进行钒铁合金的制备,具有热利用率高,缩短单位质量冶炼时间,并能大幅降低钒在渣中的损失,提高钒铁的冶炼收率。
发明内容
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