一种中钒铁生产工艺的制作方法

文档序号:12940884阅读:2034来源:国知局

本发明属于金属冶炼技术领域,具体涉及一种中钒铁生产工艺。



背景技术:

钒以钒铁、钒化合物及金属钒的形式广泛应用于冶金、宇航、化工等行业,钒铁是钢铁工业重要的合金添加剂,可提高钢的强度、韧性、延展性和耐热性。

常用的钒铁有含钒40%,60%和80%三种,中钒铁fev60是的钒含量为48.00~55.49wt%,铁含量为41.00~49.00wt%;目前,国内外生产中钒铁的方法主要有电硅热法及铝热还原法。

电硅热法冶炼中钒铁反应初期以fesi75为还原剂还原钒氧化物,在精炼期以硅铝铁合金为精炼剂精炼还原,冶炼周期约为4-6h,钒冶炼回收率在96%以上,目前是中钒铁冶炼的主要方法,但该方法生产工艺复杂,冶炼周期过长,难以生产高品质钒铁。比较而然,铝热还原法冶炼周期约为1.5h,冶炼时间大大缩短,可生产高品质微碳的钒铁,但生产成本略高。

按其使用原料的不同,铝热还原法冶炼钒铁可分为v2o5铝热还原法和v2o3电铝热还原法,前者反应发热量过大,耗铝多,成本较高,且反应过程中易出现喷溅现象,严重影响钒的回收率。相比之下,以v2o3为原料进行铝热还原反应所消耗的铝量相应降低,理论上使用v2o3冶炼钒铁比v2o5冶炼钒铁可节约40%的铝,使成本有较大降低,这也是v2o3冶炼钒铁的最大优势。发明人在应用过程中发现,v2o3电铝热还原法由于反应热远小于自发反应所需的热量,必须外加热源才能使该反应行下去,整个冶炼过程都需要外界供电来补充热量,必须边通电边加料,故v2o3冶炼钒铁工艺与v2o5冶炼钒铁工艺存在明显不同。发明人还发现由于v2o3密度较小,采用粉状v2o3冶炼时挥发较严重,影响钒冶炼直收率,而且由于通电冶炼时间较长,须严格控制生产工艺条件,否则冶炼获得的中钒铁碳含量容易超标,影响钒铁的质量。

故上述采用铝热法生产中钒铁的两种方法,一种能量过剩,一种能量不足,同时熔渣的熔点较高,必须通过后续的精炼工序降低渣中的钒含量,提高钒的回收率,使工艺愈发复杂,制约了中钒铁产量的增加。



技术实现要素:

为克服现有技术所存在的缺陷,本发明提供基于金属铝加硅铁复合还原剂的一种中钒铁生产工艺,能够解决上述技术问题。

本发明要解决其技术问题所采用的技术方案是:设计一种中钒铁生产工艺,按照下述步骤依次进行:

步骤一:将炉预热烘干后,在炉筒底部加入少量的炉料,布好底料;

步骤二:采用下部点火,用镁条和氯酸钠点火,进行冶炼;

步骤三:反应平稳后,按照一定的加料速度逐渐加入炉料;

步骤四:冶炼结束后,加入硅铁复合还原剂进行精炼。

进一步地,所述炉料重量配比为:三氧化二钒25-35、铝粒5-9、五氧化二钒13-18、铁屑8-10、石灰8-13、萤石12-16、碎钒渣12-18;所述底料重量配比为:铝粒10-15、五氧化二钒45-50、铁屑26-28、石灰12-15。

进一步的,步骤三中所述的加料速度为185-190kg/min。

进一步的,步骤四中所述的硅铁复合还原剂为硅铝铁合金,所述的硅铝铁合金的含量(质量份数)为:

硅28-37份

铝54-65份

铁7-12份。

优选的,所述的硅铝铁合金的含量(质量份数)为:

硅37份

铝55份

铁8份。

本发明所具有的有益效果是:本发明基于金属铝加硅铁复合还原剂的中钒铁生产工艺,采用硅铝铁复合还原剂进行精炼,用铁代替部分硅,可以使铝的活度有所增加,提高钒的回收效率,能够使钒的回收效率达到95.2%。用金属铝加硅铝铁复合还原剂代替纯铝,能够使反应温度降低,实测反应温度950-980℃。远低于现有铝热还原法1250-1300℃;并且简化工艺流程,降低生产成本。

具体实施方式

实施例1

一种中钒铁生产工艺,按照下述步骤依次进行:

步骤一:将炉预热烘干后,在炉筒底部加入少量的炉料,布好底料;

步骤二:采用下部点火,用镁条和氯酸钠点火,进行冶炼;

步骤三:反应平稳后,按照一定的加料速度逐渐加入炉料;

步骤四:冶炼结束后,加入硅铁复合还原剂进行精炼。

所述炉料重量配比为:三氧化二钒25、铝粒5、五氧化二钒18、铁屑8、石灰13、萤石13、碎钒渣18;所述底料重量配比为:铝粒10、五氧化二钒50、铁屑26、石灰14。

步骤三中所述的加料速度为185kg/min。

步骤四中所述的硅铁复合还原剂为硅铝铁合金,所述的硅铝铁合金的含量(质量份数)为:

硅37份

铝55份

铁8份。

实施例2

步骤一:将炉预热烘干后,在炉筒底部加入少量的炉料,布好底料;

步骤二:采用下部点火,用镁条和氯酸钠点火,进行冶炼;

步骤三:反应平稳后,按照一定的加料速度逐渐加入炉料;

步骤四:冶炼结束后,加入硅铁复合还原剂进行精炼。

所述炉料重量配比为:三氧化二钒35、铝粒9、五氧化二钒14、铁屑10、石灰8、萤石12、碎钒渣12;所述底料重量配比为:铝粒15、五氧化二钒45、铁屑27、石灰13。

步骤三中所述的加料速度为190kg/min。

步骤四中所述的硅铁复合还原剂为硅铝铁合金,所述的硅铝铁合金的含量(质量份数)为:

硅34份

铝54份

铁12份。

实施例3

一种中钒铁生产工艺,按照下述步骤依次进行:

步骤一:将炉预热烘干后,在炉筒底部加入少量的炉料,布好底料;

步骤二:采用下部点火,用镁条和氯酸钠点火,进行冶炼;

步骤三:反应平稳后,按照一定的加料速度逐渐加入炉料;

步骤四:冶炼结束后,加入硅铁复合还原剂进行精炼。

进一步地,三氧化二钒32、铝粒6、五氧化二钒13、铁屑10、石灰9、萤石16、碎钒渣14;所述底料重量配比为:铝粒12、五氧化二钒48、铁屑28、石灰12。

步骤三中所述的加料速度为187kg/min。

步骤四中所述的硅铁复合还原剂为硅铝铁合金,所述的硅铝铁合金的含量(质量份数)为:

硅28份

铝65份

铁7份。

最后所应说明的是:以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应该理解:依然可以对本发明进行修改或者等同替换,而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。



技术特征:

技术总结
本发明涉及一种中钒铁生产工艺;按照下述步骤依次进行:1)将炉预热烘干后,在炉筒底部加入少量的炉料,布好底料;2)采用下部点火,用镁条和氯酸钠点火,进行冶炼;3)反应平稳后,按照一定的加料速度逐渐加入炉料;4)冶炼结束后,加入硅铁复合还原剂进行精炼。本发明基于金属铝加硅铁复合还原剂的中钒铁生产工艺,可以使铝的活度有所增加,提高钒的回收效率,能够使钒的回收效率达到95.2%;同时使反应温度降低,并且简化工艺流程,降低生产成本。

技术研发人员:张春雨
受保护的技术使用者:湖南众鑫新材料科技股份有限公司
技术研发日:2017.07.21
技术公布日:2017.11.17
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