一种含钙提钒冷却剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于钢铁冶炼领域，具体涉及一种用于转炉提钒的含钙冷却剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]我国是钒钛磁铁矿大国，攀钢、承钢、昆钢、威钢等企业都是采用钒钛磁铁矿进行冶炼，钒钛磁铁矿高炉冶炼出的铁水与普通铁水相比钒含量高，而钒是一种重要的资源，因此铁水炼钢前必须提钒，制取钒渣。目前，国内外制取钒渣的生产方法较多，主要有新西兰铁水包吹钒工艺、南非摇包提钒工艺、俄罗斯和中国的转炉提钒工艺等，其它提钒工艺还包括含钒钢渣提钒、石煤提钒工艺等。其中以转炉提钒工艺最优，技术经济指标最好。
[0003]国内外转炉提钒的生产工艺制度均为加入冷却剂+过程温度+吹炼时间的不断改进。铁水提钒是一项选择性氧化技术。转炉吹氧提钒是一个放热过程，[Si]、[Mn]、[V]、[C]等元素氧化使熔池快速升温，而[Si]、[Mn]氧化发生在[V]氧化之前，提钒不可能抑制其反应，而[C]、[V]转化温度大约在1385°C左右，因此要获得[V]的高氧化率和[V]收率，必须加入提钒冷却剂，控制熔池温度使之逼近[C]、[V]转化温度，达到提钒保碳的目的，将[V]降至0.05%以下。提钒的终点半钢温度不宜过高，提钒过程前期以钒氧化为主，后期以钒还原为主，但吹钒过程是钒还原为主。所以在降温时采用的是加入冷却剂使铁水温度降到合适的范围，转炉冶炼中通过吹炼时间和过程温度的控制，将半钢中的钒氧化，提高收得率。
[0004]铁水的冷却是转炉提钒生产的重点。铁水的冷却主要是往铁水中加入冷却剂，而目前常用的冷却剂有:普通铁矿石、冷固球团、废钢、氧化铁皮和高品位矿。攀钢钒采用氧化铁皮、氧化铁皮球和冷固球团为冷却剂，冷却制度改进后，钒渣品位多17.5 %，半钢残钒^ 0.04%，钒回收率多80.0%，目前常用的冷固球团一般采用铁精矿粉、氧化铁皮等为原料进行生产。
[0005]公开号为“ CNl789435 ”的发明专利，公开了一种铁水提钒控钙冷却剂及铁水提钒控钙工艺，其提钒冷却剂的化学成分(wt% )为:氧化铁皮56% -60%、铁精矿粉30% -40%、结合剂5% -10%，该冷却剂可增高钒的提取率和钒渣品位，稳定钒渣氧化钙含量。
[0006]公开号为“CN101338351”的发明专利，公开了一种含镁提钒冷却剂及其制备方法和使用方法，该冷却剂以氧化铁皮或提钒污泥、含钒铁精矿、结合剂为原料生产，含有80% -95% 的铁氧化物，3% -6% 的 Si02、0.1% -0.6% 的 V205、I % -3% MgCl20
[0007]公开号为“CN101491780”的发明专利，公开了一种脱硫渣粉处理方法及脱硫渣再利用方法，该脱硫渣粉处理方法是将脱硫渣粉球磨后进行磁选。该脱硫渣再利用方法包括对脱硫渣进行破碎，再磁选选出大块的渣铁，剩下的为脱硫渣粉，将脱硫渣粉球磨后进行磁选，所得高铁料配入烧结料。针对脱硫渣粉品位低且不稳定的特点，采取一种先进行球磨然后进行磁选的方法，使脱硫渣粉中铁、渣有效分离，从而提高脱硫渣粉的含铁品位，实现了把低品位的废物料变为一种尚品位的优质含铁原料，即尚铁料，经上述处理后所得尚铁料再配入烧结，有利于烧结生产。尤其适合于钒钛磁铁矿的脱硫渣处理时应用。
[0008]梅山钢铁公司技术中心的韩孝永发表的《浅谈钢渣利用》一文中公开了将钢渣中的金属铁经磁选后用于转炉回炉冶炼的处理方法，主要针对钢渣的回收再利用的研究。
[0009]攀钢集团西昌钢钒炼钢厂为实现钢渣的综合利用，减少固体废物的排放，降低对环境的污染，特采用热闷渣及破碎磁选技术处理钢渣，实现石灰石矿回收。西昌炼钢项目每年有钢渣40万吨，通过处理磁选后可回收石灰石矿2.92万吨，石灰石矿TFe含量可达到80%以上，具有巨大的回收利用价值，由于石灰石矿TFe含量高(多80% )、杂质含量低，作为提钒冷却剂有冷却强度高等优点，为此考虑将其用于生产提钒冷却剂。
【发明内容】
[0010]本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种能有效减少铁水碳氧化，球形好、强度高的含钙提钒冷却剂。
[0011]本发明含钙提钒冷却剂，由以下重量百分比组分组成:
[0012]石灰石矿 5?15%
[0013]氧化铁皮 80?94%
[0014]结合剂I?5%
[0015]其中，所述石灰石矿中CaO > 53wt%, P < 0.05wt%, S < 0.02wt%，粒径< 3mm ;
[0016]所述氧化铁皮为炼钢氧化铁皮，其中TFe > 63wt %,P<0.02wt %,S<0.03wt %，粒径< 3_ ；
[0017]所述结合剂为膨润土、水泥、硅藻土中至少一种。
[0018]进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述含钙提钒冷却剂，优选由以下重量百分比组分组成:
[0019]石灰石矿 5?15%
[0020]氧化铁皮 82?92%
[0021]结合剂 2?4%。
[0022]进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述含钙提钒冷却剂，优选由以下重量百分比组分组成:
[0023]石灰石矿 10%
[0024]氧化铁皮 87%
[0025]结合剂3%。
[0026]本发明石灰石矿加入的目的有两个:一是碳酸盐分解过程需要吸收热量，能起到冷却作用，二是分解产生的CO2属于弱氧化剂，能够参与铁水元素的氧化。在转炉提钒过程中以不带入其他杂质成分，保护转炉炉衬，且综合利用遗留矿残渣的目的，本发明优选加入含钙的石灰石矿。
[0027]本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种含钙提钒冷却剂的制备方法。
[0028]上述所述含钙提钒冷却剂的制备方法，包括以下步骤:
[0029]a、破料:将石灰石矿、炼钢氧化铁皮破碎筛分，分别得到粒径< 3_的粉料，待用；
[0030]b、配料:将a步骤得到的粉料和结合剂，按照上述所述含钙提钒冷却剂中石灰石矿、氧化铁皮和结合剂的配比配料，得到混合料；
[0031 ] C、混料:将b步骤得到的混合料加入水，搅拌，得到混合湿料；其中，按照重量比水:混合料=3:40?60 ;
[0032]d、成球:将c步骤得到的混合湿料压制成球，干燥，即得。
[0033]上述所述含钙提钒冷却剂的制备方法，其中，所述石灰石矿中CaO > 53wt%, P
<0.05wt%,S < 0.02wt%;氧化铁皮为炼钢氧化铁皮，其中 TFe > 63wt%,P < 0.02wt%,S<0.03wt% ;结合剂为膨润土、水泥、娃藻土中至少一种。
[0034]上述所述含钙提钒冷却剂的制备方法，为了提高成球率，其中所述c步骤中按照重量比优选为水:混合料=3:50，加入水。
[0035]上述所述d步骤中将混匀后的料直接送入用压球机进行压球，未成球的原料返回压球机料斗中，压制成的湿球团装入铁栅料斗中，为了节约能源，可以采用自然风干至少2天，干燥后即得本发明含钙提钒冷却剂。
[0036]本发明具有成本低、生产工艺简单、资源利用率高、冷却效果好等优点。不仅能够为转炉提钒提供优质的冷却剂，而且能够有效减少铁水在提钒过程的碳烧损，为企业节约成本、创造效益。本发明制备的提钒冷却剂一一冷固球团，球形状均匀，强度较好，从2m高落下不碎，一次成球率高到85%，含P、S、水等成份少，完全满足用作提钒冷却剂的要求。不仅能够保证提钒所需的冷却强度，使用后能够有效减少铁水碳的氧化，而且能够有效利用炼钢中剩余的矿渣，提高资源的综合利用率，有利于后续炼钢的热源保证。
【具体实施方式】
[0037]本发明含钙提钒冷却剂，由以下重量百分比组分组成:
[0038]石灰石矿 5?15