专利名称：提钒冷却剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用于转炉提钒的冷却剂及其制备方法，更具体地讲，涉及一种以渣钢为原料的提钒冷却剂及其制备方法。
背景技术：
我国是钒钛磁铁矿的大国，攀钢、承钢、昆钢、成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，其钒含量高，而钒是一种重要的资源，因此钒钛磁铁矿冶炼出的铁水在炼钢前必须先进行提钒，促使钒氧化而制取钒渣。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，以转炉提钒的工艺最优，技术经济指标最好。目前，国内外转炉提钒的生产工艺主要是通过加入冷却剂、控制过程温度和吹炼时间来实现。在反应过程中，需通过加入冷却剂控制熔池温度，使熔池温度保持在碳钒转化温度以下，以获得V的高氧化率和高收得率，达到提钒保碳的目的，将[V](即，铁水中的钒元素含量)降至0.05wt%以下。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，目前常用的冷却剂如普通铁矿石、冷固球团、废钢、氧化铁皮和高品位矿等。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。2006年6 月21日公开的公开号为CN1789435A的中国专利申请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。2009年I月7日公开的公开号为CN101338351A的中国专利申请公开了一种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 80wt% -95wt% 的铁氧化物、3wt% -6wt% 的 Si02、0. Iwt % -O. 6wt% 的 V205、 1% -3% MgCl2。
发明内容
本发明的一方面提供了一种以渣钢为原料的提钒冷却剂，以实现资源的利用最大化。本发明的另一方面提供了一种有效利用渣钢为原料制备提钒冷却剂的方法。通过参照下文给出的详细描述，对于本发明所属领域的普通技术人员而言，本发明的上述和其它方面将变得更加明显。根据本发明的一方面,提供了一种提钥;冷却剂,所述提钥;冷却剂由20wt% _55wt% 的洛钢、40wt% -75wt%的炼钢氧化铁皮和3wt% -5wt%的结合剂组成,所述洛钢是由钢洛回收处理得到。根据本发明所述的提钒冷却剂，所述钢渣优选为含钒钢渣。
根据本发明所述的提钒冷却剂，所述结合剂为膨润土、水泥、硅藻土中的至少一种。根据本发明的另一方面，提供了一种上述提钒冷却剂的制备方法，上述制备方法包括以下步骤a、将渣钢和炼钢氧化铁皮分别破碎、筛分，以形成粉粒；b、将按重量计3-5份结合剂和20-55份渣钢粉粒及40_75份炼钢氧化铁皮粉粒进行配料；C、将配好的料进行混料，混料的同时加入水，水与料的重量比为(3-5) 50;d、将混匀的料进行压球，将压制好的球团干燥后即得提钒冷却剂。根据本发明所述的制备方法，所述步骤a形成的渣钢粉粒和炼钢氧化铁皮粉粒的粒径< 3mm。根据本发明所述的制备方法，在步骤c中，水与料的重量比为3 50。根据本发明所述的制备方法，在步骤d中，将未成球团的料返回再次压球。本发明与现有技术相比，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，而且能够有效利用钢铁厂内部产生的诸如渣钢和氧化铁皮等二次资源，为企业节约成本、创造效益。
图I是本发明的提钒冷却剂的制备流程图。
具体实施例方式下面将详细描述根据本发明实施例的提钒冷却剂及其制备方法。根据本发明实施例的提f凡冷却剂由20wt% -55wt%的洛钢、40wt% -75wt%的炼钢氧化铁皮和3wt% _5 1:%的结合剂组成。本发明中的渣钢是由钢渣回收处理得到的。钢渣即为转炉或电炉炼钢生产过程中产生的炉渣，炉渣中含有部分钢粒，这部分钢粒称为渣钢。本领域的技术人员应该知晓的是，其他钢铁生产方式产生的炉渣选出来钢粒也可用于本提钒冷却剂的生产。所述回收可以通过破碎、磁选等方式进行。某厂的炼钢项目每年约产生钢渣40万吨，为了实现钢渣的综合利用，减少固体废物的排放并降低对环境的污染，采用热闷渣及破碎磁选技术处理钢渣以实现渣钢回收，通过处理可回收渣钢2. 92万吨，渣钢TFe含量可达SOwt %以上。由于渣钢的TFe含量高、杂质含量低等特点，渣钢具有巨大的回收利用价值，将渣钢作为提钒冷却剂的原料，可提高资源利用率，有效利用好钢铁厂内部产生的二次资源，降低生产成本。在本发明的方法中，所述钢渣优选为诸如钒钛磁铁矿等的含钒铁矿的炼钢工艺中得到的含钒钢渣，在本发明的方法中使用所述含钒钢渣能够在利用钢渣的同时回收钢渣中的钒元素， 从而可以提高钒收率。本发明中的炼钢氧化铁皮是指钢铁冶金各工艺过程中产生的氧化壳层，其主要成分是氧化铁或氧化亚铁。例如，来自轧钢或连铸过程中的氧化壳层。氧化铁皮可改善熔渣流动性，也有利于脱磷，并且可以降温。具体地，本发明的提钒冷却剂中所采用的结合剂为膨润土、水泥、硅藻土中的至少一种，可以根据生产需要和实际情况具体选择。相应地，本发明还提供了上述提钒冷却剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤a、将渣钢和炼钢氧化铁皮分别破碎、筛分，以形成粉粒；b、将按重量计3-5份结合剂和 20-55份渣钢粉粒及40-75份炼钢氧化铁皮粉粒进行配料；c、将配好的料进行混料，混料的同时加入水，水与料的重量比为(3-5) 50 ;d、将混匀的料进行压球，将压制好的球团干燥后即得提钒冷却剂。提钒冷却剂的制备方法具体还可以参见附图I所示。如果提钒冷却剂中渣钢的比例过大，则渣钢所不可避免带入的CaO会导致钒渣钙钒比过大而不利于后期钒制品生产；如果渣钢的比例过小，则提钒冷却剂的冷却效果得不到保证。如果炼钢氧化铁皮的含量过少，则提钒冷却剂带入的FeO含量少，不利于迅速成渣。经过验证，采用上述配比可以使提钒冷却剂达到最佳的提钒效果。优选地，所述渣钢和炼钢氧化铁皮的粒径均< 3mm，其原因在于，在将冷却剂原料混合并压制成球团时，若原料粒径太大，则会影响球团的成球率并从而影响效率。混料时加入一定量的水进行湿润，可使渣钢和炼钢氧化铁皮与结合剂更好地结合，提高提钒冷却剂球团的成球率和球团的强度。其中，水与料的重量比为(3-5) 50。优选地，水与料的重量比为3 50。混料具体可采用混料机、搅拌机等机械搅拌的混料设备。此外，将提钒冷却剂原料混合后压制成球团主要是因为球团利于下料，并且可以提高材料的利用率。但若球团中的水分过大，可能发生炉内大喷的危险现象，因此应尽量将球团干燥后再使用。例如，将压制好的湿球团装入铁栅料斗中，自然风干两天。配料时，可根据需要配制总重为5_15t的料再进行混料。压球时，若有未成球团的料，可将其返回再次压球，以提高成品率。压球具体可采用压球机等压球设备。为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步说明本发明。在以下具体实施例中，所使用的渣钢是由含钒钢渣经破碎、磁选等回收处理而得到的。例如，渣钢的成份可以为TFe含量> 80wt%，P含量< O. 05wt%，S含量< O. 02wt%, V含量< 0. 005wt%。炼钢氧化铁皮的成份可以为TFe含量>63wt%，P含量<0. 02wt%, S 含量< O. 03wt%。实施例I将渣钢、炼钢氧化铁皮分别破碎并筛分得到粒径< 3mm的粉粒；然后将渣钢、炼钢氧化铁皮、结合剂按质量比为25 70 5配料5t，结合剂为膨润土；将其放入混料机中混合搅拌，搅拌过程中均匀加入300kg水，搅拌均匀后将料送入压球机进行压制，将未成球的料返回至压球机料斗中并将压制成的湿球团装入铁栅料斗中，自然风干2天。所得冷却剂球团的一次成球率为86. 5%，形状均匀且强度较好，从2m高度落下不碎，冷却剂中TFe含量为65. 36wt%、P含量为O. 027wt%, S含量为O. 05wt%、含水量为I. 9wt%，完全满足用作提钒冷却剂的要求。采用本实施例的提钒冷却剂提钒后，采用本实施例的提钒冷却剂提钒后，铁水中的钒从O. 361wt%降低到O. 047wt%，所得钒渣中V2O5的含量为16. llwt%, TFe 的含量27. 03wt%o实施例2将渣钢、炼钢氧化铁皮分别破碎并筛分得到粒径< 3mm的粉粒；然后将渣钢、炼钢氧化铁皮、结合剂按质量比为55 40 5配料10t，结合剂为水泥和硅藻土；将其放入混料机中混合搅拌，搅拌过程中均匀加入600kg水，搅拌均匀后将料送入压球机进行压制，将未成球的料返回至压球机料斗中并将压制成的湿球团装入铁栅料斗中，自然风干2天。所得冷却剂球团的一次成球率为87%，形状均匀且强度较好，从2m高度落下不碎，冷却剂中TFe 含量为70. 46wt%、P含量为O. 029wt%, S含量为O. 03wt%、含水量为2. Iwt%，完全满足用作提钒冷却剂的要求。采用本实施例的提钒冷却剂提钒后，采用本实施例的提钒冷却剂提钒后，铁水中的钒从O. 359wt%降低到O. 053wt%，所得钒渣中V2O5的含量为15. 93wt%, TFe 的含量 27. 46wt%0实施例3将渣钢、炼钢氧化铁皮分别破碎并筛分得到粒径< 3mm的粉粒；然后将渣钢、炼钢氧化铁皮、结合剂按质量比为22 75 3配料8t，结合剂为硅藻土；将其放入混料机中混合搅拌，搅拌过程中均匀加入480kg水，搅拌均匀后将料送入压球机进行压制，将未成球的料返回至压球机料斗中并将压制成的湿球团装入铁栅料斗中，自然风干2天。所得冷却剂球团的一次成球率为85. 7%，形状均匀且强度较好，从2m高度落下不碎，冷却剂中TFe含量为69. 95wt%、P含量为O. 023wt%, S含量为O. 04wt%，含水量为I. 8wt%，完全满足用作提钒冷却剂的要求。采用本实施例的提钒冷却剂提钒后，采用本实施例的提钒冷却剂提钒后，铁水中的钒从O. 331wt%降低至IJ O. 047wt%，所得钒渣中V2O5的含量为15. 72wt%, TFe 的含量26. 71wt%0实施例4将渣钢、炼钢氧化铁皮分别破碎并筛分得到粒径< 3mm的粉粒；然后将渣钢、炼钢氧化铁皮、结合剂按质量比为54 42 4配料15t，结合剂为膨润土和硅藻土；将其放入混料机中混合搅拌，搅拌过程中均匀加入900kg水，搅拌均匀后将料送入压球机进行压制， 将未成球的料返回至压球机料斗中并将压制成的湿球团装入铁栅料斗中，自然风干2天。 所得冷却剂球团的一次成球率为86. 2 %，形状均匀且强度较好，从2m高度落下不碎，冷却剂中TFe含量为67. 91wt%, P含量为O. 027wt%、S含量为O. 06wt%、含水量为2. Owt%， 完全满足用作提钒冷却剂的要求。采用本实施例的提钒冷却剂提钒后，采用本实施例的提钒冷却剂提钒后，铁水中的钒从O. 307wt%降低到O. 043wt%，所得钒渣中V2O5的含量为 15. 43wt%,TFe 的含量 27. 81wt%0实施例5将渣钢、炼钢氧化铁皮分别破碎并筛分得到粒径< 3mm的粉粒；然后将渣钢、炼钢氧化铁皮、结合剂按质量比为50 45 5配料12t，结合剂为膨润土、硅藻土和水泥；将其放入混料机中混合搅拌，搅拌过程中均匀加入720kg水，搅拌均匀后将料送入压球机进行压制，将未成球的料返回至压球机料斗中并将压制成的湿球团装入铁栅料斗中，自然风干2 天。所得冷却剂球团的一次成球率为86. 7%，形状均匀且强度较好，从2m高度落下不碎，冷却剂中TFe含量为67. 33wt%、P含量为O. 026wt%、S含量为O. 05wt%、含水量为2. Iwt %, 完全满足用作提钒冷却剂的要求。采用本实施例的提钒冷却剂提钒后，采用本实施例的提钒冷却剂提钒后，铁水中的钒从O. 316wt%降低到O. 051wt%，所得钒渣中V2O5的含量为 15. 2IwtTFe 的含量 27. 93wt%0实施例6将渣钢、炼钢氧化铁皮分别破碎并筛分得到粒径< 3mm的粉粒；然后将渣钢、炼钢氧化铁皮、结合剂按质量比为20 75 5配料20t，结合剂为膨润土和水泥；将其放入混料机中混合搅拌，搅拌过程中均匀加入960kg水，搅拌均匀后将料送入压球机进行压制，将未成球的料返回至压球机料斗中并将压制成的湿球团装入铁栅料斗中，自然风干2天。所得冷却剂球团的一次成球率为85. 2 %，形状均匀且强度较好，从2m高度落下不碎，冷却剂中TFe含量为65. 17wt%、P含量为O. 022wt%, S含量为O. 04wt%、含水量为2. 3wt%，完全满足用作提钒冷却剂的要求。采用本实施例的提钒冷却剂提钒后，采用本实施例的提钒冷却剂提钒后，铁水中的钒从O. 349wt%降低到O. 050wt%，所得钒渣中V2O5的含量为 15. 36wt%,TFe 的含量 28. Olwt%。综上所述，本发明所生产的提钒冷却剂球团，球团形状均匀，强度较好，从2m高度落下不碎，一次成球率高达85%以上，所造的球团中TFe含量达到了 65wt%以上，含P、S、 水等成份少，完全满足用作提钒冷却剂的要求。此外，本发明不仅能够将钢渣回收得到的渣钢进行完全地有效利用、节约成本，而且能够适应转炉提钒生产要求，有利于资源的利用最大化。尽管已经参照本发明的实施例具体描述了本发明的提钒冷却剂及其制备方法，但是本领域的技术人员应该知道，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对实施例做出各种形式的改变。
权利要求
1.一种提钥;冷却剂，其特征在于，所述提钥;冷却剂由20wt % -55wt %的洛钢、 40wt% -75wt%的炼钢氧化铁皮和3wt% -5wt%的结合剂组成,所述洛钢是由钢洛回收处理得到。
2.根据权利要求I所述的提钒冷却剂，其特征在于，所述钢渣为含钒钢渣。
3.根据权利要求I所述的提钒冷却剂，其特征在于，所述结合剂为膨润土、水泥、硅藻土中的至少一种。
4.一种权利要求I至3中任一项所述的提钒冷却剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤a、将渣钢和炼钢氧化铁皮分别破碎、筛分，以形成粉粒；b、将按重量计3-5份结合剂和20-55份渣钢粉粒及40-75份炼钢氧化铁皮粉粒进行配料；C、将配好的料进行混料，混料的同时加入水，水与料的重量比为(3-5) 50； d、将混匀的料进行压球，将压制好的球团干燥后即得提钒冷却剂。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a形成的渣钢粉粒和炼钢氧化铁皮粉粒的粒径彡3mm。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤c中，水与料的重量比为 3 50。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤d中，将未成球团的料返回再次压球。
全文摘要
本发明提供了一种提钒冷却剂及其制备方法，所述提钒冷却剂由20wt％-55wt％的渣钢、40wt％-75wt％的炼钢氧化铁皮和3wt％-5wt％的结合剂组成，所述渣钢是由钢渣回收处理得到；所述提钒冷却剂的制备方法包括破料、配料、混料、成球等步骤。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，而且能够有效利用好钢铁厂内部产生的二次资源，为企业节约成本、创造效益。
文档编号C21C5/36GK102586538SQ20121003781
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月20日 优先权日2012年2月20日
发明者卓钧, 周海龙, 戈文荪, 王建, 翁建军, 董克平, 陈永, 陈炼, 黄正华 申请人:攀钢集团攀枝花钢钒有限公司, 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司, 攀钢集团西昌钢钒有限公司