一种控制钒铁合金中铝含量的方法及钒铁合金与流程

本发明涉及钒铁合金生产，更具体地涉及一种提高钒收率的钒铁合金冶炼方法及钒铁合金。

背景技术：

1、钒铁是产量最大的钒制品，约占钒制品最终用量的70％以上。钒铁是钢铁工业重要的合金添加剂。钒可提高钢的强度、韧性、耐热性和延展性，钒铁常用于碳素钢、低合金钢强度钢、高合金钢、工具钢和铸铁生产中。

2、国标对钒铁合金中铝含量有严格的要求，一般来说配料过程控制对钒铁合金中铝含量的影响最大。通常要求钒铁合金中铝含量要低于2.0％以下，否则将形成质量异议，影响产品的销售和使用。如何在保障钒铁冶炼收率的前提下稳定控制钒铁合金中的铝含量至关重要。目前一些技术通过冶炼后期添加脱铝剂来降低钒铁合金中的铝含量，该方法成本较高。也有一些方法通过冶炼末期电硅热还原替代电铝热还原，从而控制合金中的铝含量，同样地，该方法成本高，且需要使用多种设备冶炼，生产效率低。

3、因此，亟需研发一种实现稳定控制钒铁合金中铝含量的新方法来从根本上解决这些问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种控制钒铁合金中铝含量的方法及钒铁合金以解决现有技术中存在的上述问题中的至少一项。

2、为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

3、根据本发明的一方面，提供一种控制钒铁合金中铝含量的方法，该方法包括下列步骤：

4、步骤s1：根据反应原料中钒氧化物中的全钒含量、钾和钠的总含量、硫元素及挥发性二氧化硫中氧含量计算有效氧含量；

5、步骤s2：根据步骤s1获得的有效氧含量和基准配铝量公式计算修正基准配铝因子；

6、步骤s3：根据要制备的钒铁合金的种类按照电铝热反应制备钒铁合金的需求计算配料量，其中配铝量按照步骤s2计算的所述修正基准配铝因子来确定；

7、步骤s4：按步骤s3计算的配料量称取钒氧化物、金属铝、金属铁和石灰，将原料混合均匀进行配料获得混合物；

8、步骤s5：将所述混合物加入冶炼炉中通电冶炼；

9、步骤s6：在冶炼完成后进行精炼；

10、步骤s7：精炼结束后空冷，当刚玉渣表面温度符合条件时拆炉，将合金饼移出并进行水淬；

11、步骤s8：对合金饼进行破碎、精整，获得所述钒铁合金。

12、根据本发明的一个实施例，步骤s1中，所述钒氧化物为三氧化二钒和五氧化二钒中的至少一种。

13、根据本发明的一个实施例，步骤s1中，所述有效氧含量q的计算方式为：

14、q＝1-a-b-c

15、其中，a为钒氧化物中的全钒含量，b为钒氧化物中的钾和钠的总含量，c为钒氧化物中的硫元素含量与以二氧化硫形式挥发携带的氧的含量之和。

16、根据本发明的一个实施例，步骤s2中，修正基准配铝因子d的计算方式为：

17、d＝1.125q＝1.125(1-a-b-c)。

18、根据本发明的一个实施例，所述钒铁合金为fev50或fev80。

19、根据本发明的一个实施例，步骤s5中，混合物一次性或分批次加入冶炼炉中。

20、根据本发明的一个实施例，步骤s6中，贫化料为球磨铁粒和铝豆。

21、根据本发明的一个实施例，其中在步骤s4中先将石灰配料量的70％～80％与其他原料混合，在步骤s6精炼末期添加剩余石灰。

22、根据本发明的一个实施例，步骤s6中，通电15～35min强化炉渣还原后，加入所述剩余石灰。

23、根据本发明的另一方面，提供一种含铝量低的钒铁合金，该钒铁合金由上述方法制备而成。

24、由于采用以上技术方案，本发明提供的控制钒铁合金中铝含量的方法及钒铁合金与现有技术相比具有以下有益效果中的至少一项：

25、(1)本发明的方法在钒氧化物的化学成分分析和微观组成分析的基础上，提出了应对三氧化二钒及片钒质量波动带来的配料不准确和氧化铝夹杂上浮不彻底带来的合金中铝含量波动大的问题的应对措施，在明确钒氧化物中的氧元素的赋存状态的基础上，和不同氧化物与金属铝还原剂的热力学反应行为，尽可能地排除不参与铝热反应且易挥发的组元对配铝量的影响，实现了更准确的配铝操作，使合金中的铝含量得到有效控制(小于0.50％)，符合国标要求和生产中稳定铝含量的要求；

26、(2)将部分石灰作为覆盖剂在精炼末期加入，进行熔剂分加，提高炉渣对氧化铝夹杂的吸收和溶解能力，降低钒铁合金中氧化铝夹渣态的铝含量；

27、(3)获得的钒铁合金质量较好，500倍视野下无明显氧化铝夹杂物，钒冶炼收率高于98％；

28、(4)该方法成本低、效率高，尤其适合采用三氧化二钒为主要原料的低铝含量钒铁产品冶炼模式。

技术特征：

1.一种控制钒铁合金中铝含量的方法，其特征在于，包括下列步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，所述钒氧化物为三氧化二钒和五氧化二钒中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，所述有效氧含量q的计算方式为：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤s2中，修正基准配铝因子d的计算方式为：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钒铁合金为fev50或fev80。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s5中，混合物一次性或分批次加入冶炼炉中。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s6中，贫化料为球磨铁粒和铝豆。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中在步骤s4中先将石灰配料量的70％～80％与其他原料混合，在步骤s6精炼末期添加剩余石灰。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤s6中，通电15～35min强化炉渣还原后，加入所述剩余石灰。

10.一种含铝量低的钒铁合金，其特征在于，所述钒铁合金由根据权利要求1-9中任一项所述的方法制备而成。

技术总结
本发明公开了一种控制钒铁合金中铝含量的方法，包括：根据反应原料中钒氧化物中的全钒含量、钾和钠的总含量、硫元素及挥发性二氧化硫中的氧的含量计算有效氧含量；根据有效氧含量和基准配铝量公式计算修正基准配铝因子；根据要制备的钒铁合金的种类按照电铝热反应制备钒铁合金的需求计算配料量，其中配铝量按照计算的修正基准配铝因子来确定；称取各原料，将原料混合均匀获得混合物；对混合物通电冶炼；精炼；精炼结束后空冷、拆炉，将合金饼移出并进行水淬；对合金饼进行破碎、精整，获得钒铁合金。本发明同时还提供了由该方法制备而成的钒铁合金。本发明的方法能够稳定控制合金中的铝含量。

技术研发人员：叶明峰,高雷章,景涵,尹丹凤
受保护的技术使用者：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15