CN115838867A - 一种利用炼钢液态含钒钢渣冶炼低钒合金的方法 - Google Patents

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毛成麟
周康
黄军成
问峻松
陈洪
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Abstract

本发明公开了一种利用炼钢液态含钒钢渣冶炼低钒合金的方法，该方法包括以下步骤：步骤一、以脱硫钢渣、扒渣铁、半钢罐、磁选铁熔化所得的炉渣为原料和还原剂混合后使用电炉冶炼低钒合金；步骤二、经过步骤一冶炼后进行渣铁分离，钢水经偏心孔排出并在钢包中进行冶炼；步骤三、电炉中熔融态的炉渣持续冶炼进行还原，底部采用吹氮搅拌；步骤四、电炉内炉渣全部熔清后取1#电炉渣样进行光谱分析FeO、V2O5、SiO2、CaO；步骤五、加石灰调节炉渣碱度至1.3～1.5，FeO≤3.0％时炉内升温至1650℃，同时加入硅渣使硅含量达到1.0～1.3％；步骤六、出钢后在精炼炉进行脱硫调整合金成分。利用本发明方法提炼钒钢合金节省了炉渣的熔化电耗，缩短了冶炼时间，钒的收得率提高至90％。

Description

一种利用炼钢液态含钒钢渣冶炼低钒合金的方法
技术领域
本发明涉及冶金渣的应用技术领域，尤其涉及一种利用炼钢液态含钒钢渣冶炼低钒合金的方法。
背景技术
我国钒资源很丰富，是全球钒资源储量大国，但钒的浪费也较为严重，因此重新提炼回收钒仍具有重要的经济价值。在探明的钒矿中，钒主要存在与钒钛磁铁矿中，在回收利用时也主要是从含钒的铁渣、钢渣中进行冶炼，形成钒铁合金；目前从含钒钢渣中提取钒主要是采用矿热炉法处理，该方法由冷渣配料经回转窑预还原，再进矿热炉熔化还原，冶炼周期长(约12小时一炉，100吨原料出钒铁30～40吨)耗电量高，不经济且效率低。
发明内容
本发明提供了一种利用炼钢液态含钒钢渣冶炼低钒合金的方法，以降低成本并提高钒的回收率。
一种利用炼钢液态含钒钢渣冶炼低钒合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、以脱硫钢渣、扒渣铁、半钢罐、磁选铁熔化所得的炉渣为原料和还原剂混合后使用电炉冶炼低钒合金；
步骤二、经过步骤一冶炼后得到钢水和电炉渣，钢水经偏心孔排出并在钢包中继续冶炼调节成分，最后连铸成钢坯，电炉渣可直接在电炉内还原或者从炉门出渣得到含钒钢渣(FeO 20～30％，V2O5 1～2％)；
步骤三、电炉中熔融态的炉渣持续冶炼进行还原，，底部采用吹氮搅拌；
步骤四、电炉内炉渣全部熔清后取1#电炉渣样进行光谱分析FeO、V2O5、SiO2、CaO；
步骤五、加石灰调节炉渣碱度至1.3～1.5，FeO≤3.0％时炉内升温至1650℃进行冶炼，同时加入硅渣，使硅含量达到1.0～1.3％；
步骤六、出钢后可根据成分需求在精炼炉进行脱硫调整合金成分。
进一步地，所述步骤一中的还原剂包括兰炭、碳块、碳粉、硅渣、硅铁、碳化硅。
进一步地，所述步骤一原料中V2O5的含量为1％以上，磁性铁含量为70％以上。
进一步地，所述步骤三中吹氮熔化期采用7档，1500～1600℃采用4～7档，1600～1650℃采用1～2档。
进一步地，所述步骤三中，若熔融态炉渣量较少，可加入由冷态电炉渣、硅渣、兰炭按82％:9％:9％配比的混合料，保证入炉料的总量。
进一步地，所述步骤四分析渣中FeO含量时，若FeO偏高，可从高位料仓补加入适量兰炭或碳块继续还原，必要时炉门碳枪插入钢液喷吹碳粉。
进一步地，所述步骤五的冶炼阶段采用炉底吹氮搅拌，温度不大于1670℃。
进一步地，所述步骤五中冶炼的时间为，炉渣变黄偏白保持30～60分钟后，停电和关闭吹氮。
本发明的有益效果：利用本发明的方法提炼钒钢合金节省了炉渣的熔化电耗，平均冶炼每吨炉渣可节约800kW·h，冶炼周期大幅度缩短；其次在还原反应过程中以液-固反应为主，反应速度更快，缩短了冶炼时间；电炉底部吹氮搅拌可加速C-O反应，钒的收得率提高至90％左右，炉渣中残留的钒含量低；成品还能再精炼炉做成分调整，满足用户需求。利用本发明技术既解决了渣钢铁冶炼炉渣固废的处理难题，也回收了渣中的V2O5与FeO。
具体实施方式
本发明提供了一种利用炼钢液态含钒钢渣冶炼低钒合金的方法，包括以下步骤：
步骤一、以脱硫钢渣、扒渣铁、半钢罐、磁选铁熔化所得的炉渣为原料和还原剂混合后使用电炉冶炼低钒合金；
步骤二、经过步骤一冶炼后得到钢水和电炉渣，钢水经偏心孔排出并在钢包中继续冶炼调节成分，最后连铸成钢坯，电炉渣可直接在电炉内还原或者从炉门出渣得到含钒钢渣(FeO 20～30％，V2O5 1～2％)；
步骤三、电炉中熔融态的炉渣持续冶炼进行还原，底部采用吹氮搅拌；
步骤四、电炉内炉渣全部熔清后取1#电炉渣样进行光谱分析FeO、V2O5、SiO2、CaO；
步骤五、加石灰调节炉渣碱度至1.3～1.5，FeO≤3.0％时炉内升温至1650℃进行冶炼，同时加入硅渣，使硅含量达到1.0～1.3％；
步骤六、出钢后可根据成分需求在精炼炉进行脱硫调整合金成分。
在本发明中，所述步骤一中的还原剂包括兰炭、碳块、碳粉、硅渣、硅铁、碳化硅。
在本发明中，所述步骤一原料中V2O5的含量为1％以上，磁性铁含量为70％以上。
在本发明中，所述步骤三中底部吹氮气，熔化期采用7档，1500～1600℃采用4～7档，1600～1650℃采用1～2档。
在本发明中，所述步骤三中，若熔融态炉渣量较少，可加入由冷态电炉渣、硅渣、兰炭按82％:9％:9％配比的混合料，保证入炉料的总量。
在本发明中，所述步骤四分析渣中FeO含量时，若FeO偏高，可从高位料仓补加入适量兰炭或碳块继续还原，必要时炉门碳枪插入钢液喷吹碳粉。
在本发明中，所述步骤五的冶炼阶段采用炉底吹氮搅拌，温度不大于1670℃。
在本发明中，所述步骤五中冶炼的时间为，炉渣变黄偏白保持30～60分钟后，停电和关闭吹氮。
在本发明中，关键在于分步进行还原反应，低温(1500～1600℃)时还原FeO，当FeO含量低于1％时，调节炉渣的碱度至1.3～1.5，然后升温至1650℃左右再增硅还原V2O5，使钒的回收率达到最大。
以下结合实施例对本发明进一步说明，所举实施例只用于帮助理解本发明，并非用于限定本发明。
实施例
本实施例以95吨原料提炼钒钢合金。
原料来源及组成：攀枝花钢铁集团废弃渣钢铁，原料组成包括半钢罐10吨、脱硫渣钢20吨、筛上/下铁15吨、磁选铁40吨、扒渣铁10吨，MFe含量≥70％，混合原料中质量成分比为：V为1％～3％，C为2％～4％，P≤0.6％，S≤0.2％。
工艺流程：原料配料→EBT电炉冶炼→熔融态电炉渣→电炉中直接还原→低钒合金→精炼炉脱硫调整合金成分→铸铁机/模铸。
利用电炉冶炼上述原料提炼钒合金包括下述位次步骤：
(1)通过磁盘配料将配置好的原料一次加入EBT电炉中。
(2)约1小时熔清后，将炉内升温至1630～1670℃，得到约60吨钢水，30吨左右电炉渣，电炉内熔化后集中排渣，熔融电炉渣在炉门由渣罐收集，再用钢包车或抱罐车转运至空闲电炉进行还原生产低钒合金或出钢后渣直接留在炉内继续还原，电炉渣中V2O5含量在1.5％～2.5％，TFe 28％～30％；熔化期吹氮采用7档，1500～1600℃采用4～7档，1600～1650℃采用1～2档，尽量持续供电，避免炉内大沸腾，缩短熔化期时间。
(3)直接运用熔融态电炉渣继续冶炼，保持电极埋入渣中并确保电极能起弧通电，同时从电极周围持续加入3吨碳块(总渣量8～10％)，按电炉容积控制电炉渣加入量和碳块加入速度避免溢渣，期间所有含氧气体(氧气、压缩空气)关闭，底吹氮气；炉料完全熔清后取1#电炉渣样分析FeO、V2O5、SiO2、CaO含量，1#钢样光谱分析，若渣中FeO偏高，根据FeO含量计算，从高位料仓补加入适量兰炭继续还原。
(4)根据1#炉渣及1#钢样分析结果，加石灰调节炉渣碱度至1.3～1.5，FeO≤3.0％时方可升温至1650℃以进行冶炼操作，通过合金料仓或水平连续加料段加入2吨左右硅渣(可加硅铁/碳化硅)配硅含量至1.0～1.3％；该阶段采用大底吹氮搅拌，控制温度不大于1670℃以减少炉衬浸蚀，炉渣变黄偏白且保持30～60分钟后，停电和关闭底吹，静置10分钟后即可出钢，若需要成分调整则将钢包吊至精炼炉脱S调节合金成分，最后用铸铁机浇铸/模铸。
使用本方法利用30t电炉渣(V2O5 1.8％～2.0％、TFe 28％～30％)可炼8.6t低钒合金(V≥3.0％)和21.4吨还原渣(可作化渣剂、覆盖剂、水泥熟料的原料)，既解决了固废的处理难题，也回收了渣中的V2O5、FeO。

Claims (8)

1.一种利用炼钢液态含钒钢渣冶炼低钒合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、以脱硫钢渣、扒渣铁、半钢罐、磁选铁熔化所得的炉渣为原料和还原剂混合后使用电炉冶炼低钒合金；
步骤二、经过步骤一冶炼后得到钢水和电炉渣，钢水经偏心孔排出并在钢包中继续冶炼调节成分，最后连铸成钢坯，电炉渣可直接在电炉内还原或者从炉门出渣得到含钒钢渣(FeO 20～30％，V2O5 1～2％)；
步骤三、电炉中熔融态的炉渣持续冶炼进行还原，底部采用吹氮搅拌；
步骤四、电炉内炉渣全部熔清后取1#电炉渣样进行光谱分析FeO、V2O5、SiO2、CaO；
步骤五、加石灰调节炉渣碱度至1.3～1.5，FeO≤3.0％时炉内升温至1650℃进行冶炼，同时加入硅渣，使硅含量达到1.0～1.3％；
步骤六、出钢后可根据成分需求在精炼炉进行脱硫调整合金成分。
2.根据权利要求1所述的利用炼钢液态含钒钢渣冶炼低钒合金的方法，其特征在于：所述步骤一中的还原剂包括兰炭、碳块、碳粉、硅渣、硅铁、碳化硅。
3.根据权利要求1所述的利用炼钢液态含钒钢渣冶炼低钒合金的方法，其特征在于：所述步骤一原料中V2O5的含量为1％以上，磁性铁含量为70％以上。
4.根据权利要求1所述的利用炼钢液态含钒钢渣冶炼低钒合金的方法，其特征在于：所述步骤三中吹氮熔化期采用7档，1500～1600℃采用4～7档，1600～1650℃采用1～2档。
5.根据权利要求1所述的利用炼钢液态含钒钢渣冶炼低钒合金的方法，其特征在于：所述步骤三中，若熔融态炉渣量较少，可加入由冷态电炉渣、硅渣、兰炭按82％:9％:9％配比的混合料，保证入炉料的总量。
6.根据权利要求2所述的利用炼钢液态含钒钢渣冶炼低钒合金的方法，其特征在于：所述步骤四分析渣中FeO含量时，若FeO偏高，可从高位料仓补加入适量兰炭或碳块继续还原，必要时炉门碳枪插入钢液喷吹碳粉。
7.根据权利要求1所述的利用炼钢液态含钒钢渣冶炼低钒合金的方法，其特征在于，所述步骤五的冶炼阶段采用炉底吹氮搅拌，温度不大于1670℃。
8.根据权利要求1至7任一项所述的利用炼钢液态含钒钢渣冶炼低钒合金的方法，其特征在于：所述步骤五中冶炼的时间为，炉渣变黄偏白保持30～60分钟后，停电和关闭吹氮。
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