CN113957330A - 钒铁生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及金属冶炼技术领域，尤其是钒铁冶炼；本发明所要解决的技术问题是提供一种钒收率更高的钒铁生产方法。钒铁生产方法，包括以下步骤：A.将五氧化二钒、钒铝合金、铁、石灰混合均匀加入电炉；B.电炉引弧加热上述物料，通电加热的时间为80‑100min；C.停止通电，移除电极，进行喷吹作业5‑15min；D.喷吹结束后停止旋转冶炼炉，将电极插入物料中进行通电精炼，通电精炼的时间为15‑30min；E.精炼结束后，将冶炼炉吊出进行静置冷却。

Description

钒铁生产方法
技术领域
本发明涉及金属冶炼技术领域，尤其是钒铁冶炼。
背景技术
钒铁合金具有细晶强化和沉淀强化的双重强化机制，能够降低钢材的过热敏感性，并提高钢材的强度以及耐磨性，被广泛应用于含钒微合金钢中，钢材大多使用在建筑、航空航天、路桥等行业。目前，国内外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。其中，铝热还原应用最为广泛。钒铁冶炼主要含钒原料以V2O3和V2O5为主，冶炼方法包括一步法、两步法和多期法。
现有的钒铁生产方法工艺流程长，钒收率低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种钒收率更高的钒铁生产方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：钒铁生产方法，包括以下步骤：
A.将五氧化二钒、钒铝合金、铁、石灰混合均匀加入电炉；
B.电炉引弧加热上述物料，通电加热的时间为80-100min；
C.停止通电，移除电极，进行喷吹作业5-15min；
D.喷吹结束后停止旋转冶炼炉，将电极插入物料中进行通电精炼，通电精炼的时间为15-30min；
E.精炼结束后，将冶炼炉吊出进行静置冷却。
进一步的是，对于步骤A，钒铝合金为AlV55合金、AlV65合金或AlV85合金中的一种。
进一步的是，AlV55合金中钒重量百分比为55％～58％，AlV65合金中钒重量百分比为64％～68％，AlV85合金中钒重量百分比为80％～88％。
进一步的是，对于步骤A，钒铝合金粒度≤50cm。
进一步的是，对于步骤A，五氧化二钒中含有重量百分比为98-99.9％的V2O5。
进一步的是，对于步骤B，通电加热的温度为1700℃-2400℃。
进一步的是，对于步骤C，喷吹作业时冶炼炉旋转的速度为30-55秒/转。
进一步的是，对于步骤C，喷吹作业时搅拌的方式为喷吹气体搅拌，所述的气体为氮气和/或二氧化碳，所述的气体的压力为0.3-0.5MPa。
进一步的是，对于步骤D，通电加热保温的温度为1700-2400℃。
进一步的是，对于步骤E，冷却为空气冷却18～30h。
本发明的有益效果是：本发明所述的方法工艺流程短，可操作性强，有利于改善钒铁冶炼的热力学条件，优化钒铁结晶，减少钒资源损失。
具体实施方式
钒铁生产方法，包括以下步骤：
A.将五氧化二钒、钒铝合金、铁、石灰混合均匀加入电炉；
B.电炉引弧加热，物料反应，所述通电加热的时间为80-100min；
C.停止通电，移除电极，进行喷吹作业5-15min；
D.喷吹结束后停止旋转冶炼炉，将电极插入物料中进行通电精炼，所述通电精炼的时间为15-30min；
E.待精炼结束后，将冶炼炉吊出进行静置冷却，经拆炉、破碎作业得到钒铁。
在步骤A中，所述钒铝合金为AlV55合金、AlV65合金或AlV85合金。
在步骤A中，所述钒铝合金粒度≤50cm。
在步骤A中，所述五氧化二钒中含有98-99.9％的V2O5。
具体的，所述的AlV55合金中钒含量为55％～58％，AlV65合金中钒含量为64％～68％，AlV85合金中钒含量为80％～88％
在具体情况下，钒铝合金的加入量150kg～2000kg不等，通过加入的钒铝合金量来进行铁、石灰的添加。
在本发明中，在步骤B中，所述通电加热的温度为1700℃-2400℃。具体的，所述的电加热温度可以为1700℃、1750℃、1800℃、1850℃、1900℃、1950℃、2000℃、2050℃、2100℃、2150℃、2200℃、2250℃、2300℃、2350℃、2400℃。
具体地，所述通电加热的时间可以为80min、85min、90min、95min、100min。
在步骤C中，喷吹作业时冶炼炉旋转的速度为30-55秒/转。具体的，所述冶炼炉旋转的速度可为30秒/转、35秒/转、40秒/转、45秒/转、50秒/转、55秒/转。
在步骤C中，喷吹作业时的搅拌方式为喷吹气体搅拌，所述的气体为氮气和/或二氧化碳，所述的气体的压力为0.3-0.5Mpa。具体的，气体压力可为0.3Mpa、0.31MPa、0.32MPa、0.33MPa、0.34MPa、0.35MPa、0.36MPa、0.37MPa、0.38MPa、0.39MPa、0.40MPa、0.41MPa、0.42MPa、0.43MPa、0.44MPa、0.45MPa、0.46MPa、0.47MPa、0.48MPa、0.49MPa、0.5MPa。
具体的，所述喷吹作业时间为5min、6min、7min、8min、9min、10min、11min、12min、13min、14min、15min。
在步骤D中，所述通电加热保温的温度为1700-2400℃。具体的，加热保温的温度可为1700℃、1750℃、1800℃、1850℃、1900℃、1950℃、2000℃、2050℃、2100℃、2150℃、2200℃、2250℃、2300℃、2350℃、2400℃。所述的精炼的时间可为15min、16min、17min、18min、19min、20min、21min、22min、23min、24min、25min、26min、27min、28min、29min、30min。
在步骤E中，所述冷却为空气冷却18～30h。具体的，所述的空气冷却时间可为18h、18.5h、19h、19.5h、20h、20.5h、21h、21.5h、22h、22.5h、23h、23.5h、24h、24.5h、25h、25.5h、26h、26.5h、27h、27.5h、28h、28.5h、29h、29.5h、30h。
实施例1
A.将五氧化二钒、钒铝合金、铁、石灰混合均匀加入电炉，配入AlV55钒含量为55％，加入量为500kg；
B.电炉引弧加热，物料反应，加热温度为1800℃，通电加热的时间为80min；
C.停止通电，移除电极，进行喷吹作业，冶炼炉旋转的速度为30秒/转，惰性气体氮气压力为0.4MP、作业时间为5min；
D.喷吹结束后停止旋转冶炼炉，将电极插入物料中进行通电精炼，通电精炼的时间为15min；
E.待精炼结束后，将冶炼炉吊出进行静置冷却18h，经拆炉、破碎作业得到钒铁。钒铁合金成品中钒、铝的质量含量分别为80.2％和0.8％，钒收率为96.5％，合金A级品率65％。
实施例2
A.将五氧化二钒、钒铝合金、铁、石灰混合均匀加入电炉，配入AlV65钒含量为65％，加入量为1000kg；
B.电炉引弧加热，物料反应，加热温度为2000℃，通电加热的时间为90min；
C.停止通电，移除电极，进行喷吹作业，冶炼炉旋转的速度为45秒/转，二氧化碳气体压力为0.45MP、作业时间为10min；
D.喷吹结束后停止旋转冶炼炉，将电极插入物料中进行通电精炼，通电精炼的时间为20min；
E.待精炼结束后，将冶炼炉吊出进行静置冷却18h，经拆炉、破碎作业得到钒铁。钒铁合金成品中钒、铝的质量含量分别为80.4％和1.4％，钒收率为96.3％，合金A级品率68％。
实施例3
A.将五氧化二钒、钒铝合金、铁、石灰混合均匀加入电炉，配入AlV85钒含量为80％，加入量为2000kg；
B.电炉引弧加热，物料反应，加热温度为2200℃，通电加热的时间为100min；
C.停止通电，移除电极，进行喷吹作业，冶炼炉旋转的速度为50秒/转，氮气和二氧化碳混合气体的压力为0.4MP、作业时间为5min；
D.喷吹结束后停止旋转冶炼炉，将电极插入物料中进行通电精炼，通电精炼的时间为25min；
E.待精炼结束后，将冶炼炉吊出进行静置冷却18h，经拆炉、破碎作业得到钒铁。钒铁合金成品中钒、铝的质量含量分别为80.1％和1.2％，钒收率为96.6％，合金A级品率71％。
本发明所述的方法工艺流程短，可操作性强的特点，同时有利于改善钒铁冶炼的热力学条件，优化钒铁结晶，减少钒资源损失。

Claims (10)

1.钒铁生产方法，特征在于，包括以下步骤：
A.将五氧化二钒、钒铝合金、铁、石灰混合均匀加入电炉；
B.电炉引弧加热上述物料，通电加热的时间为80-100min；
C.停止通电，移除电极，进行喷吹作业5-15min；
D.喷吹结束后停止旋转冶炼炉，将电极插入物料中进行通电精炼，通电精炼的时间为15-30min；
E.精炼结束后，将冶炼炉吊出进行静置冷却。
2.如权利要求1所述的钒铁生产方法，其特征在于：对于步骤A，钒铝合金为AlV55合金、AlV65合金或AlV85合金中的一种。
3.如权利要求2所述的钒铁生产方法，其特征在于：AlV55合金中钒重量百分比为55％～58％，AlV65合金中钒重量百分比为64％～68％，AlV85合金中钒重量百分比为80％～88％。
4.如权利要求1所述的钒铁生产方法，其特征在于：对于步骤A，钒铝合金粒度≤50cm。
5.如权利要求1所述的钒铁生产方法，其特征在于：对于步骤A，五氧化二钒中含有重量百分比为98-99.9％的V2O5。
6.如权利要求1所述的钒铁生产方法，其特征在于：对于步骤B，通电加热的温度为1700℃-2400℃。
7.如权利要求1所述的钒铁生产方法，其特征在于：对于步骤C，喷吹作业时冶炼炉旋转的速度为30-55秒/转。
8.如权利要求1所述的钒铁生产方法，其特征在于：对于步骤C，喷吹作业时搅拌的方式为喷吹气体搅拌，所述的气体为氮气和/或二氧化碳，所述的气体的压力为0.3-0.5MPa。
9.如权利要求1所述的钒铁生产方法，其特征在于：对于步骤D，通电精炼的温度为1700-2400℃。
10.如权利要求1所述的钒铁生产方法，其特征在于：对于步骤E，冷却为空气冷却18～30h。
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