钒铁生产方法与流程

文档序号:28606796发布日期:2022-01-22 12:04阅读:1667来源:国知局

1.本发明涉及金属冶炼技术领域,尤其是钒铁冶炼。


背景技术:

2.钒铁合金具有细晶强化和沉淀强化的双重强化机制,能够降低钢材的过热敏感性,并提高钢材的强度以及耐磨性,被广泛应用于含钒微合金钢中,钢材大多使用在建筑、航空航天、路桥等行业。目前,国内外钒铁合金的生产主要有硅热还原法、铝热还原法及碳热还原法等热还原法。其中,铝热还原应用最为广泛。钒铁冶炼主要含钒原料以v2o3和v2o5为主,冶炼方法包括一步法、两步法和多期法。
3.现有的钒铁生产方法工艺流程长,钒收率低。


技术实现要素:

4.本发明所要解决的技术问题是提供一种钒收率更高的钒铁生产方法。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:钒铁生产方法,包括以下步骤:
6.a.将五氧化二钒、钒铝合金、铁、石灰混合均匀加入电炉;
7.b.电炉引弧加热上述物料,通电加热的时间为80-100min;
8.c.停止通电,移除电极,进行喷吹作业5-15min;
9.d.喷吹结束后停止旋转冶炼炉,将电极插入物料中进行通电精炼,通电精炼的时间为15-30min;
10.e.精炼结束后,将冶炼炉吊出进行静置冷却。
11.进一步的是,对于步骤a,钒铝合金为alv55合金、alv65合金或alv85合金中的一种。
12.进一步的是,alv55合金中钒重量百分比为55%~58%,alv65合金中钒重量百分比为64%~68%,alv85合金中钒重量百分比为80%~88%。
13.进一步的是,对于步骤a,钒铝合金粒度≤50cm。
14.进一步的是,对于步骤a,五氧化二钒中含有重量百分比为98-99.9%的v2o5。
15.进一步的是,对于步骤b,通电加热的温度为1700℃-2400℃。
16.进一步的是,对于步骤c,喷吹作业时冶炼炉旋转的速度为30-55秒/转。
17.进一步的是,对于步骤c,喷吹作业时搅拌的方式为喷吹气体搅拌,所述的气体为氮气和/或二氧化碳,所述的气体的压力为0.3-0.5mpa。
18.进一步的是,对于步骤d,通电加热保温的温度为1700-2400℃。
19.进一步的是,对于步骤e,冷却为空气冷却18~30h。
20.本发明的有益效果是:本发明所述的方法工艺流程短,可操作性强,有利于改善钒铁冶炼的热力学条件,优化钒铁结晶,减少钒资源损失。
具体实施方式
21.钒铁生产方法,包括以下步骤:
22.a.将五氧化二钒、钒铝合金、铁、石灰混合均匀加入电炉;
23.b.电炉引弧加热,物料反应,所述通电加热的时间为80-100min;
24.c.停止通电,移除电极,进行喷吹作业5-15min;
25.d.喷吹结束后停止旋转冶炼炉,将电极插入物料中进行通电精炼,所述通电精炼的时间为15-30min;
26.e.待精炼结束后,将冶炼炉吊出进行静置冷却,经拆炉、破碎作业得到钒铁。
27.在步骤a中,所述钒铝合金为alv55合金、alv65合金或alv85合金。
28.在步骤a中,所述钒铝合金粒度≤50cm。
29.在步骤a中,所述五氧化二钒中含有98-99.9%的v2o5。
30.具体的,所述的alv55合金中钒含量为55%~58%,alv65合金中钒含量为64%~68%,alv85合金中钒含量为80%~88%
31.在具体情况下,钒铝合金的加入量150kg~2000kg不等,通过加入的钒铝合金量来进行铁、石灰的添加。
32.在本发明中,在步骤b中,所述通电加热的温度为1700℃-2400℃。具体的,所述的电加热温度可以为1700℃、1750℃、1800℃、1850℃、1900℃、1950℃、2000℃、2050℃、2100℃、2150℃、2200℃、2250℃、2300℃、2350℃、2400℃。
33.具体地,所述通电加热的时间可以为80min、85min、90min、95min、100min。
34.在步骤c中,喷吹作业时冶炼炉旋转的速度为30-55秒/转。具体的,所述冶炼炉旋转的速度可为30秒/转、35秒/转、40秒/转、45秒/转、50秒/转、55秒/转。
35.在步骤c中,喷吹作业时的搅拌方式为喷吹气体搅拌,所述的气体为氮气和/或二氧化碳,所述的气体的压力为0.3-0.5mpa。具体的,气体压力可为0.3mpa、0.31mpa、0.32mpa、0.33mpa、0.34mpa、0.35mpa、0.36mpa、0.37mpa、0.38mpa、0.39mpa、0.40mpa、0.41mpa、0.42mpa、0.43mpa、0.44mpa、0.45mpa、0.46mpa、0.47mpa、0.48mpa、0.49mpa、0.5mpa。
36.具体的,所述喷吹作业时间为5min、6min、7min、8min、9min、10min、11min、12min、13min、14min、15min。
37.在步骤d中,所述通电加热保温的温度为1700-2400℃。具体的,加热保温的温度可为1700℃、1750℃、1800℃、1850℃、1900℃、1950℃、2000℃、2050℃、2100℃、2150℃、2200℃、2250℃、2300℃、2350℃、2400℃。所述的精炼的时间可为15min、16min、17min、18min、19min、20min、21min、22min、23min、24min、25min、26min、27min、28min、29min、30min。
38.在步骤e中,所述冷却为空气冷却18~30h。具体的,所述的空气冷却时间可为18h、18.5h、19h、19.5h、20h、20.5h、21h、21.5h、22h、22.5h、23h、23.5h、24h、24.5h、25h、25.5h、26h、26.5h、27h、27.5h、28h、28.5h、29h、29.5h、30h。
39.实施例1
40.a.将五氧化二钒、钒铝合金、铁、石灰混合均匀加入电炉,配入alv55钒含量为55%,加入量为500kg;
41.b.电炉引弧加热,物料反应,加热温度为1800℃,通电加热的时间为80min;
42.c.停止通电,移除电极,进行喷吹作业,冶炼炉旋转的速度为30秒/转,惰性气体氮气压力为0.4mp、作业时间为5min;
43.d.喷吹结束后停止旋转冶炼炉,将电极插入物料中进行通电精炼,通电精炼的时间为15min;
44.e.待精炼结束后,将冶炼炉吊出进行静置冷却18h,经拆炉、破碎作业得到钒铁。钒铁合金成品中钒、铝的质量含量分别为80.2%和0.8%,钒收率为96.5%,合金a级品率65%。
45.实施例2
46.a.将五氧化二钒、钒铝合金、铁、石灰混合均匀加入电炉,配入alv65钒含量为65%,加入量为1000kg;
47.b.电炉引弧加热,物料反应,加热温度为2000℃,通电加热的时间为90min;
48.c.停止通电,移除电极,进行喷吹作业,冶炼炉旋转的速度为45秒/转,二氧化碳气体压力为0.45mp、作业时间为10min;
49.d.喷吹结束后停止旋转冶炼炉,将电极插入物料中进行通电精炼,通电精炼的时间为20min;
50.e.待精炼结束后,将冶炼炉吊出进行静置冷却18h,经拆炉、破碎作业得到钒铁。钒铁合金成品中钒、铝的质量含量分别为80.4%和1.4%,钒收率为96.3%,合金a级品率68%。
51.实施例3
52.a.将五氧化二钒、钒铝合金、铁、石灰混合均匀加入电炉,配入alv85钒含量为80%,加入量为2000kg;
53.b.电炉引弧加热,物料反应,加热温度为2200℃,通电加热的时间为100min;
54.c.停止通电,移除电极,进行喷吹作业,冶炼炉旋转的速度为50秒/转,氮气和二氧化碳混合气体的压力为0.4mp、作业时间为5min;
55.d.喷吹结束后停止旋转冶炼炉,将电极插入物料中进行通电精炼,通电精炼的时间为25min;
56.e.待精炼结束后,将冶炼炉吊出进行静置冷却18h,经拆炉、破碎作业得到钒铁。钒铁合金成品中钒、铝的质量含量分别为80.1%和1.2%,钒收率为96.6%,合金a级品率71%。
57.本发明所述的方法工艺流程短,可操作性强的特点,同时有利于改善钒铁冶炼的热力学条件,优化钒铁结晶,减少钒资源损失。
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