專利名稱：一種提釩冷卻劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)爐提釩用冷卻劑及其制備方法，屬于鋼鐵冶煉領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國是釩鈦磁鐵礦大國，攀鋼、承鋼、昆鋼、威鋼等企業(yè)都是采用釩鈦磁鐵礦進(jìn)行冶煉，釩鈦磁鐵礦高爐冶煉出的鐵水與普通鐵水相比釩含量高，而釩是一種重要的資源，因此鐵水煉鋼前必須提釩，制取釩渣。目前，國內(nèi)外制取釩渣的生產(chǎn)方法較多，主要有新西蘭鐵水包吹釩工藝、南非搖包提釩工藝、俄羅斯和中國的轉(zhuǎn)爐提釩工藝等，其它提釩工藝還包括含釩鋼渣提釩、石煤提釩工藝等。其中以轉(zhuǎn)爐提釩工藝最優(yōu)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)最好。目前國內(nèi)外轉(zhuǎn)爐提釩的生產(chǎn)工藝主要通過加入冷卻劑、控制過程溫度和吹煉時(shí)間對該技術(shù)不斷改進(jìn)。轉(zhuǎn)爐吹氧提釩是一個(gè)放熱過程，硅[Si]、錳[Mn]、釩[V]、碳[C]等元素氧化使熔池快速升溫，而[Si]、[Mn]氧化發(fā)生在[V]氧化之前，提釩不可能抑制其反應(yīng)，而 [C]、[V]轉(zhuǎn)化溫度大約在1385°C左右，因此要獲得[V]的高氧化率和[V]高收得率，反應(yīng)過程中必須通過加入提釩冷卻劑，控制熔池溫度使之逼近[C]、[V]轉(zhuǎn)化溫度以下，達(dá)到提釩保碳的目的。提釩的終點(diǎn)半鋼溫度不宜過高，提釩過程前期以釩氧化為主，后期以釩還原為主，但吹釩過程是釩還原為主。所以在降溫時(shí)采用的是加入冷卻劑使鐵水溫度降到合適的范圍，轉(zhuǎn)爐冶煉中通過對吹煉時(shí)間和過程溫度的控制，將半鋼中的釩氧化，提高收得率。鐵水的冷卻是轉(zhuǎn)爐提釩生產(chǎn)的重點(diǎn)。鐵水的冷卻主要是往鐵水中加入冷卻劑，而目前常用的冷卻劑有普通鐵礦石、冷固球團(tuán)、廢鋼、氧化鐵皮和高品位礦。攀鋼釩采用氧化鐵皮、氧化鐵皮球和冷固球團(tuán)為冷卻劑，冷卻制度改進(jìn)后，釩渣品位> 17. 5%，半鋼殘釩彡0. 04%，釩回收率彡80. 0%o目前常用的冷卻劑一般采用鐵精礦粉、氧化鐵皮等為原料進(jìn)行生產(chǎn)，CN1789435公開了一種鐵水提釩控鈣冷卻劑及鐵水提釩控鈣工藝，其提釩冷卻劑的化學(xué)成分)為 氧化鐵皮56-60%、鐵精礦粉30-40%、結(jié)合劑5-10%，該冷卻劑可增高釩的提取率和釩渣品位，穩(wěn)定釩渣氧化鈣含量。CN100582248公開了一種提釩冷卻劑及其制備方法和使用方法，該冷卻劑以氧化鐵皮或提釩污泥、含釩鐵精礦、結(jié)合劑為原料生產(chǎn)，含有80% -95%的鐵氧化物，3-6% 的 Si02、0. 1-0. 6% 的 V205、l-3% MgCl2。本發(fā)明的發(fā)明人對轉(zhuǎn)爐提釩用冷卻劑進(jìn)行了大量的研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種轉(zhuǎn)爐提釩用冷卻劑，該冷卻劑以煉鋼切割渣為主要原料。本發(fā)明的技術(shù)方案為提釩冷卻劑，其原料組成為煉鋼切割渣25 35wt%、提釩污泥20 35wt%、鐵精礦粉5 IOwt %、煉鋼氧化鐵皮30 35wt %、煉鋼結(jié)合劑3 7wt % ；其中，所述的煉鋼切割渣中IFe含量；所述的提釩污泥中IFe含量>67wt%，P含量<0. 07wt%，S含量^ 0. 7wt%;所述的鐵精礦粉中IFe含量彡62wt%，P含量彡0. 007wt%，S含量彡0. 3wt%； 所述的煉鋼氧化鐵皮中IFe含量彡63wt%,P含量彡0. 02wt%, S含量彡0. 03wt%。優(yōu)選的，所述煉鋼結(jié)合劑為水泥、膨潤土、淀粉、水玻璃、高鋁釩土中的至少一種。本發(fā)明還提供了上述提釩冷卻劑的制備方法，該方法包括，將煉鋼切割渣、提釩污泥、鐵精礦粉、煉鋼氧化鐵皮、煉鋼結(jié)合劑按質(zhì)量比為煉鋼切割渣25 35wt%、提釩污泥 20 35wt %、鐵精礦粉5 IOwt %、煉鋼氧化鐵皮30 35wt %、煉鋼結(jié)合劑3 7wt %加水混合并攪拌均勻，壓制成球團(tuán)，干燥使球團(tuán)含水量小于球團(tuán)總重量的3%即得提釩冷卻劑。優(yōu)選的，上述提釩冷卻劑的制備方法中，所述煉鋼切割渣、煉鋼氧化鐵皮粒徑不超過 3mm。優(yōu)選的，上述提釩冷卻劑的制備方法中，水的加入量與原料總重量的比值為3 5 45 50，更優(yōu)選3 50。本發(fā)明進(jìn)一步提供了煉鋼切割渣在制造提釩冷卻劑的用途。具體技術(shù)方案為將煉鋼切割渣25 35wt%、提釩污泥20 35wt%、鐵精礦粉 5 IOwt^、煉鋼氧化鐵皮30 35wt%、煉鋼結(jié)合劑3 7wt%加水混合并攪拌均勻，壓制成球團(tuán)，干燥使球團(tuán)含水量小于球團(tuán)總重量的3%即得提釩冷卻劑；其中，所述的煉鋼切割渣中IFe含量> 61wt% ；所述的提釩污泥中IFe含量> 67wt%，P含量< 0. 07wt%，S含量 (0. 7wt%;所述的鐵精礦粉中IFe含量彡62wt%，P含量彡0. 007wt%，S含量彡0. 3wt%； 所述的煉鋼氧化鐵皮中IFe含量彡63wt%，P含量彡0. 02wt%，S含量彡0. 03wt%。優(yōu)選的，上述煉鋼切割渣在制造提釩冷卻劑的用途中，煉鋼切割渣、煉鋼氧化鐵皮粒徑不超過3mm。優(yōu)選的，上述煉鋼切割渣在制造提釩冷卻劑的用途中，水的加入量與原料總重量的比值為3 5 45 50 ；水的加入量與原料總重量的比值更優(yōu)選為3 50。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明提供了一種利用煉鋼切割渣和提釩污泥為主要原料制備提釩冷卻劑及其制備方法。本發(fā)明所生產(chǎn)的提釩冷卻劑，球形狀均勻，強(qiáng)度較好(從an高落下不碎)，一次成球率高達(dá)85%，所造的冷卻劑中總鐵含量(IFe :Fe203+Fe0+MFe, TFe指全鐵，即鐵元素在礦石中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；Mi^e指磁性鐵，具有磁性的鐵元素在礦石中的質(zhì)量分?jǐn)?shù))達(dá)到了 60%以上，含P、S、水等成份少，完全滿足用作提釩冷卻劑的要求。用本發(fā)明的提釩冷卻劑進(jìn)行含釩鐵水提釩，與采用現(xiàn)有技術(shù)的冷卻劑相比(1)冷卻劑的使用量相對減少；( 釩渣中的V2O5 含量提高0.5%-2%; C3)釩的收得率提高6% 8%。另外，本發(fā)明提釩冷卻劑，具有成本低、生產(chǎn)工藝簡單、資源利用率高、冷卻效果好等優(yōu)點(diǎn)；本發(fā)明不僅能夠完全將煉鋼廠連鑄車間產(chǎn)生的切割渣和提釩污泥進(jìn)行有效利用、節(jié)約成本，而且能夠完全適應(yīng)轉(zhuǎn)爐提釩生產(chǎn)要求。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例提釩冷卻劑的生產(chǎn)工藝路線。
具體實(shí)施例方式提釩冷卻劑，其原料組成為煉鋼切割渣25 35wt%、提釩污泥20 35wt%、鐵精礦粉5 10wt%、煉鋼氧化鐵皮30 35wt%、煉鋼結(jié)合劑3 7wt% ；其中，所述的煉鋼切割渣中IFe含量> 61wt% ；所述的提釩污泥中IFe含量 ^ 67wt%, P含量<0. 07wt%，S含量< 0. 7wt% ；所述的鐵精礦粉中IFe含量> 62wt%， P含量< 0. 007wt%,S含量< 0. 3wt% ；所述的煉鋼氧化鐵皮中IFe含量> 63wt%,P含量 (0. 02wt %，S 含量彡 0. 03wt %。本發(fā)明中的煉鋼切割渣是指煉鋼廠連鑄車間在生產(chǎn)時(shí)，為了得到一定長度的連鑄坯，使用火焰切割器對連鑄坯進(jìn)行切割，切割時(shí)所產(chǎn)生的固體渣狀物質(zhì)稱為煉鋼切割渣。本發(fā)明中的提釩污泥是指在轉(zhuǎn)爐提釩過程中，由于向提釩轉(zhuǎn)爐內(nèi)噴吹了大量的氧氣，氧氣反應(yīng)后產(chǎn)生了大量的廢氣，為了將這些廢氣進(jìn)行有效處理，鋼廠通過抽風(fēng)設(shè)備將這些氣體抽走，在這個(gè)過程中，氣體所帶走的固體小顆粒在進(jìn)行濕法除塵的時(shí)候會(huì)形成一種泥狀物質(zhì)，這種物質(zhì)就稱為提釩污泥。本發(fā)明中的煉鋼氧化鐵皮是指轉(zhuǎn)爐煉鋼用氧化鐵皮來自軋鋼和連鑄過程產(chǎn)生的氧化殼層，其主要成分是氧化鐵。氧化鐵皮可改善熔渣流動(dòng)性，也有利于脫磷，并且可以降
ilm ο優(yōu)選的，所述煉鋼結(jié)合劑為水泥、膨潤土、淀粉、水玻璃、高鋁釩土中的至少一種。本發(fā)明還提供了上述提釩冷卻劑的制備方法，該方法包括，將煉鋼切割渣、提釩污泥、鐵精礦粉、煉鋼氧化鐵皮、煉鋼結(jié)合劑按質(zhì)量比為煉鋼切割渣25 35wt%、提釩污泥 20 35wt %、鐵精礦粉5 IOwt %、煉鋼氧化鐵皮30 35wt %、煉鋼結(jié)合劑3 7wt %加水混合并攪拌均勻，壓制成球團(tuán)，干燥使球團(tuán)含水量小于球團(tuán)總重量的3%即得提釩冷卻劑。上述方法中球團(tuán)形狀可以是球形，也可以是橢球形，優(yōu)選球形，便于下料。之所以需要壓制成球，是因?yàn)樵谵D(zhuǎn)爐提釩生產(chǎn)過程中一直在使用通風(fēng)設(shè)備從爐口抽氣，而冷卻劑也是從爐口加入，如果不壓制成球的話，在加入過程中粉料會(huì)連通氣體一起被抽走一部分， 不僅影響氣體的濕法除塵，而且還影響材料的利用率。另外，由于水分過大，可能發(fā)生爐內(nèi)大噴的危險(xiǎn)現(xiàn)象，因此上述方法中球團(tuán)要求干燥至水份要求小于球團(tuán)總重量的3%。優(yōu)選的，上述提釩冷卻劑的制備方法中，煉鋼切割渣、煉鋼氧化鐵皮粒徑不超過 3mm，主要因?yàn)橐獙⑸鲜鲈匣旌虾髩褐瞥汕驁F(tuán)冷卻劑時(shí)，如果粒徑太大會(huì)影響成球率，因此煉鋼切割渣、煉鋼氧化鐵皮粒徑不超過3mm。優(yōu)選的，上述提釩冷卻劑的制備方法中，水的加入量與原料總重量的比值為3 5 45 50 ；更優(yōu)選的，水的加入量與原料總重量的比值為3 50?；炝蠒r(shí)加入水潤濕原料，使得原料含有一定的水分，從而能夠更好的與結(jié)合劑結(jié)合，提高成球率和球的強(qiáng)度。本發(fā)明進(jìn)一步提供了煉鋼切割渣在制造提釩冷卻劑的用途。具體技術(shù)方案為將煉鋼切割渣25 35wt%、提釩污泥20 35wt%、鐵精礦粉 5 IOwt^、煉鋼氧化鐵皮30 35wt%、煉鋼結(jié)合劑3 7wt%加水混合并攪拌均勻，壓制成球團(tuán)，干燥使球團(tuán)含水量小于球團(tuán)總重量的3%即得提釩冷卻劑；其中，所述的煉鋼切割渣中IFe含量> 61wt% ；所述的提釩污泥中IFe含量> 67wt%，P含量< 0. 07wt%，S含量 (0. 7wt%;所述的鐵精礦粉中IFe含量彡62wt%，P含量彡0. 007wt%，S含量彡0. 3wt%； 所述的煉鋼氧化鐵皮中IFe含量彡63wt%，P含量彡0. 02wt%，S含量彡0. 03wt%。優(yōu)選的，上述煉鋼切割渣在制造提釩冷卻劑的用途中，煉鋼切割渣、煉鋼氧化鐵皮粒徑不超過3mm。
優(yōu)選的，上述煉鋼切割渣在制造轉(zhuǎn)爐提釩用冷卻劑的用途中，水的加入量與原料總重量的比值為3 7 45 50 ；水的加入量與原料總重量的比值更優(yōu)選為3 50。為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。本發(fā)明中原料的成分等指標(biāo)如表1所示，表中分別列出了煉鋼切割渣中總鐵 (TFe)含量；提釩污泥中的總鐵(TFe)含量、磷⑵含量、硫⑶含量；鐵精礦中的總鐵 (TFe)含量、磷(P)含量、硫(S)含量；煉鋼氧化鐵皮的總鐵(TFe)含量、磷(P)含量、硫(S) 含量以及所用的煉鋼結(jié)合劑。將表1中所列的煉鋼切割渣、煉鋼氧化鐵皮破碎并篩分得到粒徑不超過3mm的粉粒，然后將煉鋼切割渣、提釩污泥、鐵精礦粉、煉鋼氧化鐵皮、煉鋼結(jié)合劑按一定質(zhì)量比配料，之后將配好的料放入混料機(jī)中混合攪拌，攪拌過程中加入水，攪拌均勻后將原料送入壓球機(jī)進(jìn)行壓制，未成球的原料返回壓球機(jī)料斗中，壓制成的濕球團(tuán)裝入鐵柵料斗中自然風(fēng)干，干燥至含水量小于球團(tuán)總重量的3%即得本發(fā)明的轉(zhuǎn)爐提釩用冷卻劑；具體原料配比、 工藝參數(shù)及所得冷卻劑的性能如表2所示，具體生產(chǎn)工藝路線如圖1所示。本發(fā)明還對以氧化鐵皮、提釩污泥、鐵礦粉、結(jié)合劑為原料(即不加煉鋼切割渣) 制造的提釩冷卻劑(稱作冷固球團(tuán))進(jìn)行了研究，并將利用本發(fā)明技術(shù)方案(本發(fā)明實(shí)施例1、3、5)得到的冷卻劑與冷固球團(tuán)冷卻劑用于轉(zhuǎn)爐提釩工藝，在加入時(shí)機(jī)、加入方式等其他工藝條件均相同的情況下，兩類冷卻劑的加入量、加入冷卻劑提釩后得到的釩渣中V2O5 含量、釩的收得率、TFe含量如表3所示；冷固球團(tuán)的具體配比如表4所示。表1制備提釩冷卻劑的原料及其相關(guān)指標(biāo)
權(quán)利要求
1.提釩冷卻劑，其特征在于，其原料組成為煉鋼切割渣25 35wt%、提釩污泥20 35wt%、鐵精礦粉5 IOwt %、煉鋼氧化鐵皮30 35wt%、煉鋼結(jié)合劑3 7wt% ；其中，所述的煉鋼切割渣中IFe含量> 61wt%;所述的提釩污泥中IFe含量> 67wt%, P含量< 0.07wt%，S含量< 0. 7wt% ；所述的鐵精礦粉中IFe含量> 62wt%, P含量 ^ 0. 007wt%, S含量彡0. 3wt% ；所述的煉鋼氧化鐵皮中IFe含量彡63wt%，P含量彡 0. 02wt %，S 含量彡 0. 03wt %。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提釩冷卻劑，其特征在于，所述煉鋼結(jié)合劑為水泥、膨潤土、 淀粉、水玻璃、高鋁釩土中的至少一種。
3.權(quán)利要求1或2所述的提釩冷卻劑的制備方法，其特征在于，該方法包括，將所述煉鋼切割渣、提釩污泥、鐵精礦粉、煉鋼氧化鐵皮、煉鋼結(jié)合劑按質(zhì)量比為煉鋼切割渣25 35wt%,提釩污泥20 35wt %、鐵精礦粉5 IOwt %、煉鋼氧化鐵皮30 35wt %、煉鋼結(jié)合劑3 7wt%加水混合并攪拌均勻，壓制成球團(tuán)，干燥使球團(tuán)含水量小于球團(tuán)總重量的3% 即得提釩冷卻劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的提釩冷卻劑的制備方法，其特征在于，所述煉鋼切割渣、煉鋼氧化鐵皮的粒徑不超過3mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的提釩冷卻劑的制備方法，其特征在于，水的加入量與原料總重量的比值為3 5 45 50。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的提釩冷卻劑的制備方法，其特征在于，水的加入量與原料總重量的比值為3 50。
7.煉鋼切割渣在制造提釩冷卻劑的用途。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的煉鋼切割渣在制造提釩冷卻劑的用途，其特征在于，將煉鋼切割渣25 35wt%、提釩污泥20 35wt%、鐵精礦粉5 IOwt %、煉鋼氧化鐵皮30 35wt%、煉鋼結(jié)合劑3 7wt%加水混合并攪拌均勻，壓制成球團(tuán)，干燥使球團(tuán)含水量小于球團(tuán)總重量的3%即得提釩冷卻劑；其中，所述的煉鋼切割渣中IFe含量> 61wt%;所述的提釩污泥中IFe含量> 67wt%, P含量< 0.07wt%，S含量< 0. 7wt% ；所述的鐵精礦粉中IFe含量> 62wt%, P含量 ^ 0. 007wt%, S含量彡0. 3wt% ；所述的煉鋼氧化鐵皮中IFe含量彡63wt%，P含量彡 0. 02wt %，S 含量彡 0. 03wt %。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的煉鋼切割渣在制造提釩冷卻劑的用途，其特征在于，所煉鋼切割渣、煉鋼氧化鐵皮粒徑不超過3mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的煉鋼切割渣在制造提釩冷卻劑的用途，其特征在于，水的加入量與原料總重量的比值為3 5 45 50;優(yōu)選為3 50。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提釩冷卻劑，屬于鋼鐵冶煉領(lǐng)域。本發(fā)明提供了以煉鋼切割渣和提釩污泥為原料的提釩冷卻劑，其原料組成為煉鋼切割渣25～35wt％、提釩污泥20～35wt％、鐵精礦粉5～10wt％、煉鋼氧化鐵皮30～35wt％、煉鋼結(jié)合劑3～7wt％；其中，煉鋼切割渣中TFe含量≥61wt％；提釩污泥中TFe含量≥67wt％，P含量≤0.07wt％，S含量≤0.7wt％；鐵精礦粉中TFe含量≥62wt％，P含量≤0.007wt％，S含量≤0.3wt％；煉鋼氧化鐵皮中TFe含量≥63wt％，P含量≤0.02wt％，S含量≤0.03wt％。本發(fā)明提釩冷卻劑，具有成本低、資源利用率高、冷卻效果好等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C22B1/248GK102251068SQ20111019058
公開日2011年11月23日 申請日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者戈文蓀, 曾建華, 王建, 陳永, 陳煉, 黃正華 申請人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼釩有限公司, 攀鋼集團(tuán)有限公司, 攀鋼集團(tuán)研究院有限公司