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CN111500813B - 一种电炉熔分钒钛金属化球团利用铁钒资源的方法 - Google Patents

一种电炉熔分钒钛金属化球团利用铁钒资源的方法 Download PDF

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CN111500813B CN202010327329.4A CN202010327329A CN111500813B CN 111500813 B CN111500813 B CN 111500813B CN 202010327329 A CN202010327329 A CN 202010327329A CN 111500813 B CN111500813 B CN 111500813B
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Abstract

本发明属于冶金技术领域，涉及一种电炉熔分钒钛金属化球团利用铁钒资源的方法，包括以下步骤：熔化分离：加热熔化钒钛金属化球团炉料，得到高纯铁水和富钒渣；留渣出钢：高纯铁水通过出钢口出至钢包中，出完钢后剩余富钒渣留在炉内，一炉次熔炼结束；多炉熔炼：重复步骤“熔化分离”、“留渣出钢”，直至N炉次熔炼结束；第N炉出钢时，钢水不出净，残留部分钢水于炉内；炉渣调整：向炉内富钒渣中喷吹炉渣改质剂；还原冶炼：喷吹还原剂进行炉渣还原操作，得到富钒铁水和终渣。本发明在同一座电炉内实现了铁、钒元素的分离，同时实现了铁元素的高附加值利用和钒元素的富集，工艺紧凑灵活，全流程钒回收率高。

Description

一种电炉熔分钒钛金属化球团利用铁钒资源的方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，涉及一种电炉熔分钒钛金属化球团利用铁钒资源的方法。
背景技术
当前的电炉熔分钒钛金属化球团熔炼采用的是深还原工艺，其冶金原理在于：在熔分电炉内通过还原剂将钒钛金属化球团中铁、钒的氧化物进行选择性还原以进入铁水，而使钛的氧化物富集进入炉渣，从而得到含钒铁水和钛渣。含钒铁水中富有铁钒元素，为实现铁和钒的有效利用，需先将含钒铁水在转炉或铁水包等设备内进行吹氧操作，通过选择性氧化使钒氧化进入渣中，得到半钢和钒渣；其次再把半钢送至炼钢转炉内进行冶炼形成钢水，后通过连铸、轧钢等工序生产出钢铁产品实现铁元素的有效利用；而钒渣需要通过钠化焙烧或钙化焙烧的方法生产出片钒实现钒元素的有效利用。
该工艺流程长、过程温度损失大；且铁、钒元素经过各生产工序后均有一定损失，元素收得率不高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电炉熔分钒钛金属化球团利用铁钒资源的方法，在同一座电炉内实现了铁、钒元素的分离，同时实现了铁元素的高附加值利用和钒元素的富集，工艺紧凑灵活，全流程元素回收率高。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电炉熔分钒钛金属化球团利用铁钒资源的方法，包括以下步骤：
熔化分离：加热熔化钒钛金属化球团炉料，得到高纯铁水和富钒渣；
留渣出钢：高纯铁水通过出钢口出至钢包中，出完钢后剩余富钒渣留在炉内，一炉次熔炼结束；
多炉熔炼：重复步骤“熔化分离”、“留渣出钢”，直至N炉次熔炼结束；炉内有N炉次富钒渣；第N炉出钢时，钢水不出净，残留部分钢水于炉内；
炉渣调整：向炉内富钒渣中喷吹炉渣改质剂，确保炉渣碱度在1.0～1.3；
还原冶炼：加入炉渣改质剂后，通过电极加热熔化，并喷吹还原剂进行炉渣还原操作，结束后得到富钒铁水和终渣；
N大于等于1。
可选的，所述钒钛金属化球团为冷态或热态。
可选的，采用热态钒钛金属化球团，其温度不低于400℃。
可选的，所述钒钛金属化球团T.Fe含量不低于60.0％，TiO2含量不高于15.0％，V2O5含量0.5～1.2％，C含量不高于1.2％。
可选的，在“多炉熔炼”步骤中，残留钢水量不超过出钢量的20％。
可选的，炉渣改质剂为石灰粉和/或萤石粉。
可选的，炉渣改质剂的喷吹量为炉内炉渣量的1/3。
可选的，还原剂为石墨粉、碳粉、无烟煤粉中一种或几种组合所形成的组。
可选的，还原剂的喷吹量为炉内炉渣量的1％～5％。
可选的，所述高纯铁水通过炉外精炼、连铸、轧钢工序提高品质。
可选的，熔清是指电炉炉料熔化90％以上。
可选的，高纯铁水中C含量不高于0.2％，并含有微量Si、Mn、P、S。
可选的，富钒渣中V2O5含量4～8％。
可选的，富钒铁水中V含量为8～15％，余量大部分为Fe。
本发明的有益效果在于：
本发明以钒钛铁金属化球团为原料，在电炉内通过电极通电产生的电弧热加热熔化炉料，熔清后出钢留渣于炉内，多炉熔炼后，炉内集聚多炉富钒渣；之后，通过炉渣调整和还原熔炼，将富钒渣中钒还原进入铁水中，得到富钒铁水和尾渣。该工艺生产流程短，灵活紧凑，实现了球团原料中铁、钒资源的有效利用。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
请参阅图1，本发明涉及一种电炉熔分钒钛金属化球团利用铁钒资源的方法，该方法包括以下步骤，1)熔化分离：将钒钛金属化球团装入电炉中，电极通电后加热熔化钒钛金属化球团炉料；2)留渣出钢：钒钛金属化球团熔清后得到高纯铁水和富钒渣，其中高纯铁水通过出钢口出至钢包中，出完钢后剩余富钒渣留在炉内，一炉次熔炼结束；3)多炉熔炼：重复步骤熔化分离和留渣出钢，直至N炉次熔炼结束，炉内有N炉次富钒渣；第N炉出钢时，钢水不出净，残留部分钢水于炉内；4)炉渣调整：之后，通过辅料喷枪向炉内富钒渣中喷吹炉渣改质剂，确保炉渣碱度在1.0～1.3；5)还原冶炼：加入炉渣改质剂后，通过电极加热熔化，同时通过还原剂喷枪喷吹还原剂进行炉渣还原操作，还原冶炼结束后得到富钒铁水和尾渣。
在本实施例中，所述钒钛金属化球团可以是冷态也可以是热态的。若采用热态钒钛金属化球团，其温度应不低于400℃。所述钒钛金属化球团T.Fe含量不低于60.0％，TiO2含量不高于15.0％，V2O5含量0.5～1.2％，C含量不高于1.2％。所述熔清是指电炉炉料熔化90％以上。所述高纯铁水中C含量不高于0.2％，Si、Mn、P、S微量。所述高纯铁水可通过炉外精炼、连铸、轧钢等工序生产高品质纯铁。所述富钒渣中V2O5含量4～8％。所述N炉次熔炼，这里N大于等于1炉。所述残留部分钢水，这里残留钢水量不超过出钢量的20％。所述炉渣改质剂包括但不限于石灰粉、萤石粉等。所述炉渣改质剂喷吹量约为炉内炉渣量的1/3。所述还原剂包括但不限于石墨粉、碳粉、无烟煤粉等。所述还原剂喷吹量约为炉内炉渣量的1～5％。所述富钒铁水中V含量为8～15％，余量大部分为Fe。
在熔化分离步骤中，钒钛金属化球团被装入电炉中，电极通电后被加热熔化；熔清后进入留渣出钢步骤，熔清得到的高纯铁水通过出钢口出至钢包中，出完钢后剩余富钒渣留在炉内；之后在多炉熔炼步骤中重复熔化分离步骤和留钢出渣步骤，直至N炉熔炼结束；之后进入炉渣调整步骤，通过布置在炉壁或炉门的辅料喷枪向炉内富钒渣中喷吹炉渣改质剂，确保炉渣碱度在1.0～1.3；最后，在还原冶炼步骤中，通过电极加热熔化，同时通过布置在炉壁或炉门的还原剂喷枪喷吹还原剂进行炉渣还原操作，还原冶炼结束后得到富钒铁水和终渣。
本发明以钒钛铁金属化球团为原料，在电炉内通过电极通电产生的电弧热加热熔化炉料，熔清后出钢留渣于炉内，多炉熔炼后，炉内集聚多炉富钒渣；之后，通过炉渣调整和还原熔炼，将富钒渣中钒还原进入铁水中，得到富钒铁水和尾渣。该工艺生产流程短，灵活紧凑，实现了球团原料中铁、钒资源的有效利用。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳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当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种电炉熔分钒钛金属化球团利用铁钒资源的方法，其特征在于，包括以下步骤：
熔化分离：加热熔化钒钛金属化球团炉料，得到高纯铁水和富钒渣；
留渣出钢：高纯铁水通过出钢口出至钢包中，出完钢后剩余富钒渣留在炉内，一炉次熔炼结束；
多炉熔炼：重复步骤“熔化分离”、“留渣出钢”，直至N炉次熔炼结束；炉内有N炉次富钒渣；第N炉出钢时，钢水不出净，残留部分钢水于炉内；
炉渣调整：向炉内富钒渣中喷吹炉渣改质剂，确保炉渣碱度在1.0~1.3；
还原冶炼：加入炉渣改质剂后，通过电极加热熔化，并喷吹还原剂进行炉渣还原操作，结束后得到富钒铁水和终渣；
N大于1。
2.如权利要求1中所述的电炉熔分钒钛金属化球团利用铁钒资源的方法，其特征在于，所述钒钛金属化球团为冷态或热态。
3.如权利要求2中所述的电炉熔分钒钛金属化球团利用铁钒资源的方法，其特征在于，采用热态钒钛金属化球团，其温度不低于400℃。
4.如权利要求1中所述的电炉熔分钒钛金属化球团利用铁钒资源的方法，其特征在于，所述钒钛金属化球团T.Fe含量不低于60.0%，TiO2含量不高于15.0%，V2O5含量0.5~1.2%，C含量不高于1.2%。
5.如权利要求1中所述的电炉熔分钒钛金属化球团利用铁钒资源的方法，其特征在于，在“多炉熔炼”步骤中，残留钢水量不超过出钢量的20%。
6.如权利要求1中所述的电炉熔分钒钛金属化球团利用铁钒资源的方法，其特征在于，炉渣改质剂为石灰粉和/或萤石粉。
7.如权利要求1或6中所述的电炉熔分钒钛金属化球团利用铁钒资源的方法，其特征在于，炉渣改质剂的喷吹量为炉内炉渣量的1/3。
8.如权利要求1中所述的电炉熔分钒钛金属化球团利用铁钒资源的方法，其特征在于，还原剂为石墨粉、碳粉、无烟煤粉中一种或几种组合所形成的组。
9.如权利要求1或8中所述的电炉熔分钒钛金属化球团利用铁钒资源的方法，其特征在于，还原剂的喷吹量为炉内炉渣量的1%~5%。
10.如权利要求1中所述的电炉熔分钒钛金属化球团利用铁钒资源的方法，其特征在于，所述高纯铁水通过炉外精炼、连铸、轧钢工序提高品质。
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