專利名稱：一種釩鐵冶煉貧渣工藝及專用設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種釩鐵冶煉貧渣工藝及專用設(shè)備，特別是全系列釩鐵(40 80釩 鐵)冶煉的貧渣工藝及專用設(shè)備，屬于冶金釩鐵生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
釩鐵是一種重要的合金添加劑，常用的電鋁熱法冶煉釩鐵以周期短、操作靈活、產(chǎn) 品結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、質(zhì)量好等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用，目前，很多著名生產(chǎn)廠家大都采用V203電鋁熱法 冶煉工藝及專用設(shè)備，但是，此方法和專用設(shè)備釩回收率明顯偏低，通常情況下釩回收率只 能達(dá)到93%左右。例如在電鋁熱法冶煉釩鐵中采用多種氧化釩(V205、V203、V02、V0)單 一或混配原料，生產(chǎn)多牌號(hào)釩鐵(40 80釩鐵)，通常情況下釩回收率保持在93%左右，釩 鐵爐渣中全釩含量3%—4%。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種釩鐵冶煉貧渣工藝及專用設(shè)備，通過改善爐料在冶煉中的 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)條件，增強(qiáng)鋁熱還原效果，降低釩鐵爐渣殘釩含量，提高釩冶煉回收率，降低冶 煉成本，解決背景技術(shù)存在上述問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種釩鐵冶煉貧渣工藝，在電鋁熱法冶煉釩鐵過程中，當(dāng)爐料冶煉反應(yīng)完畢，熔渣與合 金實(shí)現(xiàn)分離后，停止電極補(bǔ)熱，隨即將粉狀鋁粉用高壓惰性氣體射流噴入到熔渣中，同時(shí)旋 轉(zhuǎn)爐體，鋁粉在噴吹氣流沖擊和爐體旋轉(zhuǎn)攪拌雙重作用下與熔渣充分混和，繼續(xù)還原熔渣 中尚未還原的釩氧化物和吸附懸浮在熔渣中的合金微粒，電極再插入渣層繼續(xù)補(bǔ)熱冶煉， 讓熔渣中殘留的釩進(jìn)一步還原生成釩鐵。更具體的工藝步驟①電鋁熱法冶煉爐料反應(yīng)完畢后，熔渣流動(dòng)性較好即爐渣處 于流動(dòng)狀態(tài)、溫度為1800-2100度時(shí)，停止電極補(bǔ)熱；②下降噴槍至待機(jī)位，同時(shí)停電提升 電極并開啟爐體旋轉(zhuǎn)，啟動(dòng)噴粉自動(dòng)程序；當(dāng)噴槍下降至噴槍中段時(shí)，助吹氣動(dòng)閥自動(dòng)打 開，噴槍繼續(xù)下降；③當(dāng)噴槍下降至工作位，出料氣動(dòng)閥、硫化氣動(dòng)閥和主吹氣動(dòng)閥同時(shí)自 動(dòng)打開，開始噴吹；④達(dá)到設(shè)定噴吹時(shí)間，自動(dòng)關(guān)閉出料氣動(dòng)閥、硫化氣動(dòng)閥、主吹氣動(dòng)閥和 補(bǔ)壓氣動(dòng)閥，提升噴槍；⑤當(dāng)噴槍提升至待機(jī)位時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉助吹氣動(dòng)閥，噴粉自動(dòng)過程結(jié) 束；⑥同時(shí)停止?fàn)t體旋轉(zhuǎn)，繼續(xù)電極冶煉補(bǔ)熱5 8分鐘，至此噴粉貧渣工藝結(jié)束。所說的噴槍下降的工作位，根據(jù)物料配比不同而形成的渣層厚度設(shè)定，渣層厚度 的變化范圍為300 800mm。噴入到熔渣層中的鋁粉為鋁粉含量不小于99% ；粉料粒度為40 100目。開始噴吹時(shí)，補(bǔ)壓氣動(dòng)閥始終動(dòng)態(tài)補(bǔ)壓，保持噴粉罐內(nèi)壓力恒定，噴吹60 120秒。依據(jù)廣譜氧化釩原料(V205、V203、V02、V0)電鋁熱法冶煉釩鐵原理計(jì)算純V203 冶煉釩鐵渣層厚度為300 500mm，純V205冶煉釩鐵渣層厚度為700 800mm，混合配比氧化釩原料冶煉釩鐵渣層厚度為600 700mm。因此廣譜氧化釩原料電鋁熱法冶煉釩鐵的噴 粉貧渣工藝適用渣層厚度的變化范圍為300 800mm。根據(jù)廣譜氧化釩原料電鋁熱法冶煉釩鐵的物料配比、熔渣深度及渣量波動(dòng)，在線 滿足噴吹量30 80Kg/次，在線調(diào)節(jié)噴吹速度實(shí)現(xiàn)15 40Kg /Min的范圍。自動(dòng)調(diào)節(jié)補(bǔ)吹閥、下料閥、主吹閥和助吹閥的開度，噴吹時(shí)對(duì)噴粉罐進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ) 壓，保持噴吹時(shí)噴粉罐的恒壓0. 28Mpa狀態(tài)，有效保證噴吹壓差及噴吹效果。貧渣工藝實(shí)施后，再進(jìn)行電極補(bǔ)熱5-8分鐘，冶煉結(jié)束。一種釩鐵冶煉貧渣專用設(shè)備，包含氮?dú)馄胶夤?、噴粉罐、噴槍、冶煉爐、主吹管道、 助吹管道、補(bǔ)吹管道、硫化管道、噴槍管，氮?dú)馄胶夤尥ㄟ^補(bǔ)吹管道、硫化管道連接噴粉罐， 通過主吹管道、助吹管道、噴槍管連接噴槍；噴粉罐出料連接主吹管道，噴槍設(shè)置在冶煉爐 上方。在噴粉罐出料設(shè)置出料氣動(dòng)閥，硫化管道設(shè)置硫化氣動(dòng)閥，主吹管道設(shè)置主吹氣 動(dòng)閥，補(bǔ)吹管道設(shè)置補(bǔ)壓氣動(dòng)閥，助吹管道設(shè)置助吹氣動(dòng)閥；噴吹時(shí)對(duì)噴粉罐進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ) 壓，保持噴吹時(shí)噴粉罐的恒壓0. 28Mpa狀態(tài)，有效保證噴吹壓差及噴吹效果。噴槍上下移動(dòng)，設(shè)有上極限、下極限來限定噴槍的移動(dòng)范圍，正常噴吹時(shí)，噴槍位 于工作位。噴槍耐火材料由高鋁質(zhì)材質(zhì)改為鎂鋁鉻混合材質(zhì)，增強(qiáng)噴槍耐材的耐高溫和耐沖 刷效果，噴槍頭段的使用壽命由原來的8爐增加到45爐以上。本發(fā)明的有益效果采用噴粉貧渣工藝及設(shè)備后，貧渣效果顯著提高，在電鋁熱法 冶煉釩鐵中實(shí)施以廣譜氧化釩(V205、V203、V02、V0)為原料生產(chǎn)多牌號(hào)釩鐵(40 80釩 鐵)的噴粉貧渣工藝及專用設(shè)備，使釩鐵爐渣中全釩含量由3%—4%降到1.洲左右，釩回收 率提高到95%以上。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例設(shè)備、工藝布置流程示意圖；圖中氮?dú)馄胶夤?、噴粉罐2、噴槍3、冶煉爐4、主吹管道5、助吹管道6、補(bǔ)吹管道7、 硫化管道8、噴槍管9、上極限10、下極限11、工作位12。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖，通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。一種釩鐵冶煉貧渣工藝，包含如下工藝步驟①電鋁熱法冶煉爐料反應(yīng)完畢后，熔 渣流動(dòng)性較好即爐渣處于流動(dòng)狀態(tài)、溫度為1800°C -2100°C時(shí)，停止電極補(bǔ)熱；②下降噴槍 至待機(jī)位，同時(shí)停電提升電極并開啟爐體旋轉(zhuǎn)，啟動(dòng)噴粉自動(dòng)程序；當(dāng)噴槍下降至噴槍中段 時(shí)，助吹氣動(dòng)閥自動(dòng)打開，噴槍繼續(xù)下降；③當(dāng)噴槍下降至工作位，出料氣動(dòng)閥、硫化氣動(dòng)閥 和主吹氣動(dòng)閥同時(shí)自動(dòng)打開，開始噴吹；④達(dá)到設(shè)定噴吹時(shí)間，自動(dòng)關(guān)閉出料氣動(dòng)閥、硫化 氣動(dòng)閥、主吹氣動(dòng)閥和補(bǔ)壓氣動(dòng)閥，提升噴槍；⑤當(dāng)噴槍提升至待機(jī)位時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉助吹氣 動(dòng)閥，噴粉自動(dòng)過程結(jié)束；⑥同時(shí)停止?fàn)t體旋轉(zhuǎn)，繼續(xù)電極冶煉補(bǔ)熱5 8分鐘，至此噴粉貧 渣工藝結(jié)束。一種釩鐵冶煉貧渣專用設(shè)備，包含氮?dú)馄胶夤?、噴粉罐2、噴槍3、冶煉爐4、主吹4管道5、助吹管道6、補(bǔ)吹管道7、硫化管道8、噴槍管9，氮?dú)馄胶夤?通過補(bǔ)吹管道7、硫化 管道8連接噴粉罐2，通過主吹管道5、助吹管道6、噴槍管9連接噴槍3 ；噴粉罐2出料連接 主吹管道5，噴槍3設(shè)置在冶煉爐4上方。在噴粉罐出料設(shè)置出料氣動(dòng)閥，硫化管道設(shè)置硫化氣動(dòng)閥，主吹管道設(shè)置主吹氣 動(dòng)閥，補(bǔ)吹管道設(shè)置補(bǔ)壓氣動(dòng)閥，助吹管道設(shè)置助吹氣動(dòng)閥；噴吹時(shí)對(duì)噴粉罐進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ) 壓，保持噴吹時(shí)噴粉罐的恒壓0. 28Mpa狀態(tài)，有效保證噴吹壓差及噴吹效果。噴槍上下移動(dòng)，設(shè)有上極限10、下極限11來限定噴槍的移動(dòng)范圍，正常噴吹時(shí)，噴 槍位于工作位12。實(shí)施實(shí)例一1、配置釩鐵主爐料含釩64.11%的V2033000Kg，鋁粒U80Kg，鐵粉37^(g，準(zhǔn)備鋁粉 50Kg，放入噴粉料罐(渣層厚度300 500mm)；2、用電鋁熱法冶煉釩鐵，熔渣與合金實(shí)現(xiàn)分離后，停止電極補(bǔ)熱，隨即將鋁粉用高壓惰 性氣體(N2)射流噴入到熔渣中，渣層深度為約420mm，噴槍深度(渣面下)為200mm，噴吹速 度20Kg/Min，噴吹時(shí)間為65s，保持噴粉罐內(nèi)壓力0. ^Mpa，待充分還原后，自動(dòng)提槍完成噴 粉貧渣過程，同時(shí)旋轉(zhuǎn)爐體，然后再插入電極繼續(xù)補(bǔ)熱冶煉8分鐘；得到成品含釩2 ,釩回收率95. 25%。實(shí)施實(shí)例二 1、配置釩鐵主爐料含釩98.07%的V205^00Kg，鋁粒1450Kg，鐵粉340Kg，準(zhǔn)備鋁粉 60Kg，放入噴粉料罐(渣層厚度700 800mm)；2、用電鋁熱法冶煉釩鐵，熔渣與合金實(shí)現(xiàn)分離后，停止電極補(bǔ)熱，隨即將鋁粉用高壓惰 性氣體(N2)射流噴入到熔渣中，渣層深度為770mm，噴槍深度(渣面下)為450mm，噴吹速度 35Kg/Min，噴吹時(shí)間為95s，保持噴粉罐內(nèi)壓力0. ^Mpa，待充分還原后，自動(dòng)提槍完成噴粉 貧渣過程，同時(shí)旋轉(zhuǎn)爐體，然后再插入電極繼續(xù)補(bǔ)熱冶煉6分鐘；得到成品含釩1850Kg，釩回收率95. 10%。實(shí)施實(shí)例三1、配置釩鐵主爐料含釩64.170%的V2031000Kg,含釩98. 20%的V2052000Kg,鋁粒 1280Kg，鐵粉3MKg，準(zhǔn)備鋁粉55Kg，放入噴粉料罐(渣層厚度600 700mm)；2、用電鋁熱法冶煉釩鐵，熔渣與合金實(shí)現(xiàn)分離后，停止電極補(bǔ)熱，隨即將鋁粉用高壓惰 性氣體(N2)射流噴入到熔渣中，渣層深度約為650mm，噴槍深度(渣面下)為350mm，噴吹速 度30Kg/Min，噴吹時(shí)間為85s，保持噴粉罐內(nèi)壓力0. ^Mpa，待充分還原后，自動(dòng)提槍完成噴 粉貧渣過程，同時(shí)旋轉(zhuǎn)爐體，然后再插入電極繼續(xù)補(bǔ)熱冶煉6分鐘；得到成品含釩2180Kg，釩回收率95. 45%。
權(quán)利要求
1.一種釩鐵冶煉貧渣工藝，其特征在于在電鋁熱法冶煉釩鐵過程中，當(dāng)爐料冶煉反 應(yīng)完畢，熔渣與合金實(shí)現(xiàn)分離后，停止電極補(bǔ)熱，隨即將粉狀鋁粉用高壓惰性氣體射流噴入 到熔渣中，同時(shí)旋轉(zhuǎn)爐體，鋁粉在噴吹氣流沖擊和爐體旋轉(zhuǎn)攪拌雙重作用下與熔渣充分混 和，繼續(xù)還原熔渣中尚未還原的釩氧化物和吸附懸浮在熔渣中的合金微粒，電極再插入渣 層繼續(xù)補(bǔ)熱冶煉，讓熔渣中殘留的釩進(jìn)一步還原生成釩鐵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之釩鐵冶煉貧渣工藝，其特征在于更具體的工藝步驟如下① 電鋁熱法冶煉爐料反應(yīng)完畢后，熔渣流動(dòng)性較好即爐渣處于流動(dòng)狀態(tài)、溫度為1800-2100 度時(shí)，停止電極補(bǔ)熱；②下降噴槍至待機(jī)位，同時(shí)停電提升電極并開啟爐體旋轉(zhuǎn)，啟動(dòng)噴粉 自動(dòng)程序；當(dāng)噴槍下降至噴槍中段時(shí)，助吹氣動(dòng)閥自動(dòng)打開，噴槍繼續(xù)下降；③當(dāng)噴槍下降 至工作位，出料氣動(dòng)閥、流化氣動(dòng)閥和主吹氣動(dòng)閥同時(shí)自動(dòng)打開，開始噴吹；④達(dá)到設(shè)定噴 吹時(shí)間，自動(dòng)關(guān)閉出料氣動(dòng)閥、流化氣動(dòng)閥、主吹氣動(dòng)閥和補(bǔ)壓氣動(dòng)閥，提升噴槍；⑤當(dāng)噴槍 提升至待機(jī)位時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉助吹氣動(dòng)閥，噴粉自動(dòng)過程結(jié)束；⑥同時(shí)停止?fàn)t體旋轉(zhuǎn)，繼續(xù)電 極冶煉補(bǔ)熱5 8分鐘，至此噴粉貧渣工藝結(jié)束。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述之釩鐵冶煉貧渣工藝，其特征在于噴入到熔渣層中的鋁粉 為鋁粉含量不小于99% ；粉料粒度為40 100目。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述之釩鐵冶煉貧渣工藝，其特征在于所說的噴槍下降的工作 位，根據(jù)物料配比不同而形成的渣層厚度設(shè)定，渣層厚度的變化范圍為300 800mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述之釩鐵冶煉貧渣工藝，其特征在于開始噴吹時(shí)，補(bǔ)壓氣動(dòng)閥 始終動(dòng)態(tài)補(bǔ)壓，保持噴粉罐內(nèi)壓力恒定，噴吹60 120秒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述之釩鐵冶煉貧渣工藝，其特征在于噴吹量30 SOKg/次， 在線調(diào)節(jié)噴吹速度實(shí)現(xiàn)15 40Kg /Min的范圍。
7.一種釩鐵冶煉貧渣專用設(shè)備，其特征在于包含氮?dú)馄胶夤?1)、噴粉罐(2)、噴槍(3)、冶煉爐(4)、主吹管道(5)、助吹管道(6)、補(bǔ)吹管道(7)、硫化管道(8)、噴槍管(9)，氮 氣平衡罐(1)通過補(bǔ)吹管道(7)、硫化管道(8)連接噴粉罐(2)，通過主吹管道(5)、助吹管 道(6)、噴槍管(9)連接噴槍(3);噴粉罐(2)出料連接主吹管道(5)，噴槍(3)設(shè)置在冶煉爐(4)上方。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述之釩鐵冶煉貧渣專用設(shè)備，其特征在于噴粉罐出料設(shè)置出 料氣動(dòng)閥，硫化管道設(shè)置硫化氣動(dòng)閥，主吹管道設(shè)置主吹氣動(dòng)閥，補(bǔ)吹管道設(shè)置補(bǔ)壓氣動(dòng) 閥，助吹管道設(shè)置助吹氣動(dòng)閥；噴吹時(shí)對(duì)噴粉罐進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)壓，保持噴吹時(shí)噴粉罐的恒壓 0. 28Mpa狀態(tài)，有效保證噴吹壓差及噴吹效果。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述之釩鐵冶煉貧渣專用設(shè)備，其特征在于噴槍上下移動(dòng)，設(shè)有 上極限(10)、下極限(11)來限定噴槍的移動(dòng)范圍，正常噴吹時(shí)，噴槍位于工作位(12)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述之釩鐵冶煉貧渣專用設(shè)備，其特征在于噴槍耐火材料為鎂 鋁鉻混合材質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種釩鐵冶煉貧渣工藝及專用設(shè)備，特別是全系列釩鐵冶煉的貧渣工藝及設(shè)備，屬冶金釩鐵生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。電鋁熱法冶煉釩鐵過程中，當(dāng)爐料冶煉反應(yīng)完畢，熔渣與合金實(shí)現(xiàn)分離后，停止電極補(bǔ)熱，隨即將粉狀鋁粉用高壓惰性氣體射流噴入到熔渣中，同時(shí)旋轉(zhuǎn)爐體，鋁粉在噴吹氣流沖擊和爐體旋轉(zhuǎn)攪拌雙重作用下與熔渣充分混和，繼續(xù)還原熔渣中尚未還原的釩氧化物和吸附懸浮在熔渣中的合金微粒，電極再插入渣層繼續(xù)補(bǔ)熱冶煉，讓熔渣中殘留的釩進(jìn)一步還原生成釩鐵。采用本發(fā)明后，貧渣效果顯著提高，在電鋁熱法冶煉釩鐵中實(shí)施以廣譜氧化釩為原料生產(chǎn)多牌號(hào)釩鐵的噴粉貧渣工藝及專用設(shè)備，使釩鐵爐渣中全釩含量由3-4%降到1.2%左右，釩回收率提高到95%以上。
文檔編號(hào)C22B5/04GK102051519SQ201110024188
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2011年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月21日
發(fā)明者何新宇, 吳浩, 曹敬東, 李東明, 王東, 陳東輝 申請(qǐng)人:河北鋼鐵股份有限公司承德分公司