专利名称：一种提钒冷压块及其制备方法和应用及提钒方法
技术领域：
本发明涉及一种提钒冷压块及其制备方法和应用及提钒方法。
背景技术：
提钒工序的主要目的是脱钒保碳，即得到高品位的钒渣及一定含量的碳和一定温度的钢水。但铁水中化学物质不断氧化放热，导致铁水的温度不断升高，不利于钒的氧化。为了更好地控制温度，需在提钒过程中加入适当的冷却剂进行调温，从而保证钒反应的最佳温度区间。目前，如何提高“资源利用率、提高冷压块冶金性能，解决含铁尘泥粉料再利用等问题、实现企业循环发展”已成为行业开发的重点，也是环保、清洁生产、循环经济的迫切需要。我国钢铁工业伴生的二次含铁资源除尘灰(如烧结除尘灰、返矿除尘灰、高炉除尘灰、炼钢转炉LT干法除尘灰、提钒转炉LT干法除尘灰)每年产生上万吨，这些除尘灰含铁量高达45%左右，有着较高的利用价值，虽然如此，除尘灰的综合利用还是比较困难，特别是转炉干法除尘灰这种极细的粉灰，利用起来尤其困难。目前，大多数企业将除尘灰(污泥)返回烧结进行配料，但是返回 烧结存在流程长，金属收得率低的缺点。另外，由于干法除尘灰温度高、粒度细、含氧化钙易潮解等缺点，还没有人将其用于制备提钒冷却剂。CN101525689A公开了一种将电炉除尘灰、铁皮和碳粉混合压球制备自还原冷压块的方法，但该方法制备的冷压块只适合用于高炉炼铁，不适合用作提钒冷却剂。CN101338351A公开了一种提钒冷却剂及其制备方法，以提钒污泥、铁精矿粉和氧化铁皮为原料制得提钒冷却剂，但是含钒铁精矿粉价格高，增加了提钒的成本，而且此方法造球后采用自然条件下干燥72小时来干燥湿球，制备时间长，场地占用大，所得的成品机械强度低，粉尘大，每球的机械强度为500-700N，冷压块的冷却强度为3-4°C.kg/t铁水，用于提钒工艺中，钒的氧化率为85.7%左右。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用干法除尘灰制备提钒冷压块的方法和由该方法制得的冷压块及其在提钒过程中的应用和一种提钒方法。本发明提供一种提钒冷压块的制备方法，其特征在于，该方法包括将除尘灰、氧化铁皮和粘结剂均匀混合，将所得混合物进行造球，制得湿球，然后干燥湿球，以所述混合物的总重量为基准，所述除尘灰的用量为65-95重量％，所述氧化铁皮的用量为2-32重量％，所述粘结剂的用量为3-33重量％。本发明提供一种提钒冷压块，其特征在于，所述冷压块由上述制备方法制备得到，且所述冷压块含有3-10重量％的Si02、0.5-5重量％的Ca0、0.01-0.35重量％的V205、
0.5-3重量％的Al2O3、70-90重量％的铁的氧化物。本发明还提供了上述冷压块作为提钒冷却剂的应用。本发明提供一种提钒方法，该方法包括将冷压块加入含钒铁水中，再对含钒铁水进行吹炼，其特征在于，所述冷压块为上述提钒冷压块。通过以上技术方案，不仅有效解决了钢铁工业中除尘灰和氧化铁皮再利用的难题，且在不配加含钒铁精矿粉原料的情况下制备出了机械强度和冷却强度均较高的提钒冷压块，在一定程度上降低了提钒的成本。本发明有效利用干法除尘灰制得了提钒冷压块，而且制得的冷压块具有机械强度和冷压强度均较高、粉尘小的优点，每球的机械强度为750-1500N，冷压块的冷却强度为
3.5-4.50C.kg/t铁水，将本发明中的冷压块用于提钒工艺中，钒的氧化率提高到了 86%以上，有效地提高了钒资源的利用率。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式
部分予以详细说明。
具体实施例方式以下结合实施例对本发明的具体实施方式
进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式
仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。本发明提供一种提钒冷压块的制备方法，其特征在于，该方法包括将除尘灰、氧化铁皮和粘结剂均匀混合，将所得混合物进行造球，制得湿球，然后干燥湿球，以所述混合物的总重量为基准，所述除尘灰的用量为65-95重量％，优选为70-80重量％ ;所述氧化铁皮的用量为2-32重量％，优选为15-25重量％ ;所述粘结剂的用量为3-33重量％，优选为5-15重量％。当粘结剂的用量在15-33重量％范围内时，会在一定程度上增加提钒冷压块制备的成本，因此，以所述混合物的总重量为基准，粘结剂的用量优选为5-15重量％。
根据本发明提供的制备方法，所述混合只要使混合物从外观上看起来混合均匀即可，优选情况下，所述混合在圆盘混料机中进行，混合时间为5-15min。根据本发明提供的制备方法，所述除尘灰可以为钢铁厂除尘系统所收得的各种含铁除尘灰及其混合所得除尘灰，所述除尘灰主要含有铁的氧化物、SiO2及V2O5，优选情况下，所述除尘灰中Fe2O3的含量为27-55重量％，FeO的含量为32-65重量％，SiO2的含量为2_10重量％，V2O5的含量为0.01-0.3重量％，CaO的含量为1_9重量％。优选地，所述除尘灰为炼铁除尘灰、炼钢转炉LT干法除尘灰、提钒转炉LT干法除尘灰、LF炉除尘灰、RH除尘灰及含铁污泥中的一种或多种。根据本发明提供的制备方法，所述氧化铁皮主要含有铁的氧化物及SiO2，优选情况下，所述氧化铁皮中Fe2O3的含量为28-35重量％，FeO的含量为58-65重量％，SiO2的含
量为2_8重量％。优选地，所述氧化铁皮为连铸氧化铁皮、热轧氧化铁皮和冷轧氧化铁皮中的一种或多种。根据本发明提供的制备方法，所述粘结剂可以是各种能将氧化铁皮和除尘灰粘结在一起进行造球并能增强冷压块耐高温性质的本领域常用粘结剂，优选情况下，所述粘结剂含有球粘土和硼改性酚醛树脂，且所述球粘土和硼改性酚醛树脂的重量比可以为1-1.5: 1，当选用球粘土和硼改性酚醛树脂作为粘结剂时，可进一步提高所述提钒冷压块的机械强度。其中，球粘土的主要成份包括SiO2(44-63重量％ )、Al2O3(28_37重量％ )和Fe2O3(0.6-2重量％ );硼改性酚醛树脂可以为现有的各种酚醛树脂经硼改性后的产物，改性的方法已为本领域技术人员所熟知，例如可以参见《有机硼改性酚醛树脂的耐热性研究》一文，在此不再赘述。使用含有硼改性酚醛树脂的粘结剂可赋予冷压块更优异的耐高温性倉泛。根据本发明提供的制备方法，所述湿球的平均粒度可以在较宽范围内选择，优选情况下，所述湿球的平均粒度可以为30-50mm。通过将湿球的平均粒度控制在上述范围内，一方面能够在提钒时延长冷却剂在熔池中的消解时间，从而达到更好的提钒效果，另一方面还能使成球率达92%以上。根据本发明提供的制备方法，所述制备方法还可以包括对造球后得到的湿球进行筛分，所述筛分可以在振动筛上进行，筛下物可返回再次参与造球。根据本发明提供的制备方法，所述干燥可以在本领域技术人员熟知的干燥条件下进行，考虑到短时间的高温干燥可以进一步增强冷压块的机械强度，优选情况下，所述干燥的条件包括温度为150-500°C，时间为l_5h。本发明提供一种提钒冷压块，其特征在于，所述冷压块由上述制备方法制备得到，且所述冷压块含有3-10重量％的Si02、0.5-5重量％的Ca0、0.01-0.35重量％的V205、
0.5-3重量％的Al2O3、70-90重量％的铁的氧化物。所述冷压块每球的机械强度为750-1500N，当使用本发明优选的粘结剂和干燥方法时，所述机械强度优选为1000-1500N，冷压块的冷却强度为3.5-4.5°C.kg/t铁水。进一步优选情况下，所述冷压块含水量小于2重量％，可以通过干燥条件来控制所述冷压块的含水量。本发明还提供上述提钒冷`压块作为提钒冷却剂的应用及一种提钒方法。所述提钒方法包括将冷压块加入含钒铁水中，再对含钒铁水进行吹炼。由于本发明主要涉及对冷压块的改进，因此对提钒方法的其他步骤和具体操作没有特别的限定，可以参照现有技术进行。优选地，以每吨含钒铁水的重量计，所述冷压块的加入量为20-40千克。优选地，所述吹炼条件包括供氧量为15000-18000m3/h，供氧压力为0.65-0.9MPa，供氧时间为4.5_7min。所述含I凡铁水中钥;的含量可以为0.2-0.4重量％,铁的含量可以为94-96重量％。以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，圆盘混料机为南昌海源机床有限公司生产的型号为XHL3000的搅拌机；对辊压球机的厂家为洛阳中原矿山机械制造有限公司，型号为Φ1000Χ600 ;链篦式烘干机由无锡雪浪输送机械有限公司生产，栅板宽度2000，机体长度50m ;以下实施例和对比例所用除尘灰的来源和主要成分的含量以及含钒铁精矿粉和氧化铁皮主要成分的含量见表I ;所用粘结剂为球粘土和硼改性酚醛树脂的混合物，球粘土购于广西南宁天元顺丰科技有限公司，一级品，主要成分为:62重量％的Si02、33重量％的Al203、2重量％的Fe2O3，硼改性酚醛树脂的制备方法参见文献《有机硼改性酚醛树脂的耐热性研究》中硼酸锌改性酚醛树脂的制备一节(表2配方)；冷压块的机械强度采用IS04700-2007标准方法测定；冷却强度表示Ikg冷压块能够使每t含钒铁水降低的温度值，采用实验室热测定冷压块比热和热焓方法测定，测定仪器为美国TA公司生产的热分析仪(DSCQ600),并结合热力学分析软件Factsage计算得到。冷压块中铁的氧化物的含量采用荧光检测法测定，钒氧化率的计算公式为:(含钒铁水中钒的含量-半钢中残钒的含量)/含钒铁水中钒的含量，钒氧化率越大，说明提钒的效率越高。表I
权利要求
1.一种提钒冷压块的制备方法，其特征在于，该方法包括将除尘灰、氧化铁皮和粘结剂均匀混合，将所得混合物进行造球，制得湿球，然后干燥湿球，以所述混合物的总重量为基准，所述除尘灰的用量为65-95重量％，所述氧化铁皮的用量为2-32重量％，所述粘结剂的用量为3_33重量％。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，以所述混合物的总重量为基准，所述除尘灰的用量为70-80重量％，所述氧化铁皮的用量为15-25重量％，所述粘结剂的用量为5-15重量％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述除尘灰中Fe2O3的含量为27-55重量％，FeO的含量为32-65重量％，SiO2的含量为2-10重量％，V2O5的含量为0.01-0.3重量％，CaO的含量为1-9重量％。
4.根据权利要求 1或3所述的制备方法，其中，所述除尘灰为炼铁除尘灰、炼钢转炉LT干法除尘灰、提钒转炉LT干法除尘灰、LF炉除尘灰、RH除尘灰和含铁污泥中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述氧化铁皮中Fe2O3的含量为28-35重量％，FeO的含量为58-65重量％，SiO2的含量为2_8重量％。
6.根据权利要求1或5所述的制备方法，其中，所述氧化铁皮为连铸氧化铁皮、热轧氧化铁皮和冷轧氧化铁皮中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述粘结剂含有球粘土和硼改性酚醛树脂，且所述球粘土和硼改性酚醛树脂的重量比为1-1.5: I。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述湿球的平均粒度为30-50_。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述干燥的条件包括温度为150-500°C，时间为l_5h。
10.一种提钒冷压块，其特征在于，所述冷压块由权利要求1-9中的任意一项所述的制备方法制备得到，且所述冷压块含有3-10重量％的Si02、0.5-5重量％的Ca0、0.01-0.35重量％的V205、0.5-3重量％的Al203、70-90重量％的铁的氧化物。
11.根据权利要求10所述的冷压块，其中，所述冷压块含水量小于2重量％，冷压块每球的机械强度为750-1500N，冷压块的冷却强度为3.5-4.5°C.kg/t铁水。
12.权利要求10或11所述的冷压块作为提钒冷却剂的应用。
13.一种提钒方法，该方法包括将冷压块加入含钒铁水中，再对含钒铁水进行吹炼，其特征在于，所述冷压块为权利要求10或11所述的冷压块。
14.根据权利要求13所述的提钒方法，其中，以每吨含钒铁水的重量计，所述冷压块的加入量为20-40千克。
15.根据权利要求13所述的提钒方法，其中，所述吹炼条件包括供氧流量为15000-18000mVh，供氧压力为 0.65-0.9MPa，供氧时间为 4.5_7min。
全文摘要
本发明公开了一种提钒冷压块及其制备方法和应用及提钒方法，本发明有效利用干法除尘灰制得了提钒冷压块，不仅有效解决了钢铁工业中除尘灰和氧化铁皮再利用的难题，且在不配加含钒铁精矿粉原料的情况下制备出了机械强度和冷却强度均较高的提钒冷压块，在一定程度上降低了提钒的成本。本发明制得的冷压块具有机械强度和冷压强度均较高、粉尘小的优点，每球的机械强度为750-1500N，冷压块的冷却强度为3.5-4.5℃.kg/t铁水，将本发明中的冷压块用于提钒工艺中，钒的氧化率提高到了86％以上，有效地提高了钒资源的利用率。
文档编号C21C5/36GK103103310SQ20111035798
公开日2013年5月15日 申请日期2011年11月11日 优先权日2011年11月11日
发明者周遵传, 卓钧, 徐涛, 龚洪君, 熊开伟, 杜利华 申请人:攀钢集团西昌钢钒有限公司