CN110592314A - 一种利用电炉生产富钒渣的方法 - Google Patents

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杨宁川
纪安
张学武
李大成
游香米
方文
虎尚友
马永宁
刘春霆
干明
许航
杨鑫
周昊
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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
    • C21C5/54—Processes yielding slags of special composition

Abstract

本发明属于冶金技术领域，涉及一种利用电炉生产富钒渣的方法，包括以下步骤：装料：将钒钛金属化球团装入电炉中；加热熔化：加热熔化钒钛金属化球团炉料；出钛渣：钒钛金属化球团熔清后第一次出渣，经渣铁分离后得到含钛渣和含钒铁水；吹氧提钒：向电炉内吹氧提钒，氧化含钒铁水中的钒进入渣中；出钒渣：当钢水中残钒含量低于一定水平时第二次出渣，经二次渣铁分离后得到富钒渣和钢水。本发明在同一座电炉内实现了铁、钒、钛三元素的分离，工艺流程短，富钒渣品位高。

Description

一种利用电炉生产富钒渣的方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，涉及一种利用电炉生产富钒渣的方法。
背景技术
目前最常用的钒渣生产方法是以含钒铁水为原料，在转炉或铁水包等设备内进行吹氧操作，通过选择性氧化使钒氧化进入渣中，得到V2O5～16％及以上的钒渣和半钢，国内外典型应用钢厂如：攀钢、承钢、新西兰、南非等。
转炉提钒作为典型提钒工艺，其本质在于利用选择氧化的原理，采用高速纯氧射流在炉中对含钒铁水进行氧化，将铁水中的钒氧化成高价稳定的钒氧化物而进入到渣相当中，最后通过渣、半钢的分离而得到钒渣。在反应过程中通过加入冷却剂控制熔池温度在碳钒转化温度以下，达到“去钒保碳”的目的。采用本方法生产的钒渣品位不超过25％，且为保证后续半钢炼钢温度要求，给提钒转炉冶炼温度的精准控制带来难度。
据《电炉冶炼含钒钛直接还原铁试验研究》文献报道，国内某钢企在3t普通电炉上开展过电炉冶炼钒钛金属化球团提钒炼钢的工艺试验，试验采用隧道窑直接还原得到的金属化球团，球团中C平均在0.53％，TFe76.9％，金属化率91％左右，在电炉工艺中先配碳对钒进行还原，然后再氧化富集实现提钒，以此达到电炉提钒的目的。在钒钛金属化球团V2O5含量为0.93％的情况下，可得到半钢C含量0.18％，半钢V含量0.062％，钒渣品位7.63％，最高达10.21％。此工艺未见后续报导推广。
综上，传统采用含钒铁水生产钒渣的工艺得到的钒渣品位普遍在16％左右，且为保证后续半钢炼钢温度的要求，提钒过程中需要进行提钒保碳操作，给过程冶炼温度的精准控制带来难度。虽然有企业开展过采用电炉冶炼钒钛金属化球团进行提钒的试验研究，但得到的钒渣品位不超过10％，且工艺未见推广应用。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种利用电炉生产富钒渣的方法，在同一电炉内实现铁、钒、钛三元素的分离。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种利用电炉生产富钒渣的方法，包括以下步骤：装料：将钒钛金属化球团装入电炉中；加热熔化：加热熔化钒钛金属化球团炉料；出钛渣：钒钛金属化球团熔清后第一次出渣，经渣铁分离后得到含钛渣和含钒铁水；吹氧提钒：向电炉内吹氧提钒，氧化含钒铁水中的钒进入渣中；出钒渣：当钢水中残钒含量低于一定水平时第二次出渣，经二次渣铁分离后得到富钒渣和钢水。
可选地，在“加热熔化”步骤中，通过电极通电产生的电弧热加热熔化钒钛金属化球团炉料。
可选地，在电炉的炉壁或炉门布置氧枪，在步骤“吹氧提钒”中，使用氧枪进行吹氧提钒。
可选地，所述钒钛金属化球团T.Fe含量不低于60.0％，TiO2含量不高于15.0％，V2O5含量0.5～1.2％，C含量0.5～3.5％，其余为CaO、SiO2、MgO、Al2O3。
可选地，钒钛金属化球团分为2～4批次装入电炉内。
可选地，钒钛金属化球团熔清为电炉炉料熔化90％以上。
可选地，第一次出渣的方式是通过炉门将钛渣拔出至钛渣渣盘内。
可选地，第二次出渣的方式是通过炉门将富钒渣出至富钒渣渣盘内。
可选地，“吹氧提钒”步骤中，吹氧流量为0～2000Nm3/h。
可选地，“出钒渣”步骤中，在水中残钒含量不高于0.03％时第二次出渣。
可选地，“装料”步骤中，钒钛金属化球团分批或连续装入电炉。
可选地，钒钛金属化球团是冷态或热态。
可选地，含钛渣中TiO2含量为45％左右。
可选地，富钒渣中T.Fe含量20～35％，V2O5含量～30％。
本发明的有益效果在于：
本发明采用钒钛金属化球团为原料，在电炉内通过电极通电产生的电弧热加热熔化炉料，熔清后通过第一次出渣得到含钛渣，之后进行吹氧提钒，钢水中残钒含量低于0.03％时，通过第二次出渣得到富钒渣和钢水。与常规提钒转炉生产钒渣相对比，该工艺生产流程短，钒渣品位高，有效利用了钒钛铁精矿中的钒资源。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
请参阅图1，图1是本发明的工艺流程示意图。如图所示，钒钛金属化球团根据装料制度装入电炉中；在加热熔化工序通过电极通电产生的电弧热加热熔化钒钛金属化球团炉料；熔清后，在出钛渣工序第一次出渣，经渣铁分离后得到含钛渣(含钛渣中TiO2含量45％左右)和含钒铁水(铁水中C含量不高于3.5％，V含量不高于0.8％)；之后，在吹氧提钒工序，通过布置在电炉炉壁或炉门氧枪进行吹氧提钒，氧化含钒铁水中的大部分钒进入渣中；当钢水中残钒含量低于0.03％时，在出钒渣工序第二次出渣，经二次渣铁分离后得到富钒渣(富钒渣中V2O5含量～30％，TFe含量20～35％)和钢水，钢水经精炼后用于生产钢铁制品。
在“加热融化”步骤中，通过电极通电产生的电弧热加热熔化钒钛金属化球团炉料；在电炉的炉壁或炉门布置氧枪，在步骤“吹氧提钒”中，使用氧枪进行吹氧提钒；所述钒钛金属化球团T.Fe含量不低于60.0％，TiO2含量不高于15.0％，V2O5含量0.5～1.2％，C含量0.5～3.5％，其余为CaO、SiO2、MgO、Al2O3；钒钛金属化球团分为2～4批次装入电炉内；钒钛金属化球团熔清为电炉炉料熔化90％以上；第一次出渣的方式是通过炉门将钛渣拔出至钛渣渣盘内。
第二次出渣的方式是通过炉门将富钒渣出至富钒渣渣盘内；“吹氧提钒”步骤中，吹氧流量为0～2000Nm3/h；“出钒渣”步骤中，在水中残钒含量不高于0.03％时第二次出渣；“装料”步骤中，钒钛金属化球团分批或连续装入电炉；钒钛金属化球团是冷态或热态；含钛渣中TiO2含量为45％；富钒渣中T.Fe含量20～35％，V2O5含量～30％。
本发明采用钒钛铁金属化球团为原料，在电炉内通过电极通电产生的电弧热加热熔化炉料，熔清后通过第一次出渣得到含钛渣，之后进行吹氧提钒，钢水中残钒含量低于0.03％时，通过第二次出渣得到富钒渣和钢水。与常规提钒转炉生产钒渣相对比，该工艺生产流程短，钒渣品位高，有效利用了钒钛铁精矿中的钒资源。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种利用电炉生产富钒渣的方法，其特征在于，包括以下步骤：
装料：将钒钛金属化球团装入电炉中；
加热熔化：加热熔化钒钛金属化球团炉料；
出钛渣：钒钛金属化球团熔清后第一次出渣，经渣铁分离后得到含钛渣和含钒铁水；
吹氧提钒：向电炉内吹氧提钒，氧化含钒铁水中的钒进入渣中；
出钒渣：当钢水中残钒含量低于一定水平时第二次出渣，经二次渣铁分离后得到富钒渣和钢水。
2.如权利要求1中所述的利用电炉生产富钒渣的方法，其特征在于，在“加热熔化”步骤中，通过电极通电产生的电弧热加热熔化钒钛金属化球团炉料。
3.如权利要求1中所述的利用电炉生产富钒渣的方法，其特征在于，在电炉的炉壁或炉门布置氧枪，在步骤“吹氧提钒”中，使用氧枪进行吹氧提钒。
4.如权利要求1中所述的利用电炉生产富钒渣的方法，其特征在于，所述钒钛金属化球团T.Fe含量不低于60.0％，TiO2含量不高于15.0％，V2O5含量0.5～1.2％，C含量0.5～3.5％，其余为CaO、SiO2、MgO、Al2O3。
5.如权利要求1中所述的利用电炉生产富钒渣的方法，其特征在于，钒钛金属化球团分为2～4批次装入电炉内。
6.如权利要求1中所述的利用电炉生产富钒渣的方法，其特征在于，钒钛金属化球团熔清为电炉炉料熔化90％以上。
7.如权利要求1中所述的利用电炉生产富钒渣的方法，其特征在于，第一次出渣的方式是通过炉门将钛渣拔出至钛渣渣盘内。
8.如权利要求1中所述的利用电炉生产富钒渣的方法，其特征在于，第二次出渣的方式是通过炉门将富钒渣出至富钒渣渣盘内。
9.如权利要求1中所述的利用电炉生产富钒渣的方法，其特征在于，“吹氧提钒”步骤中，吹氧流量为0～2000Nm3/h。
10.如权利要求1中所述的利用电炉生产富钒渣的方法，其特征在于，“出钒渣”步骤中，钢水中残钒含量不高于0.03％时第二次出渣。
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