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CN101280351A - 钒渣的生产方法 - Google Patents

钒渣的生产方法 Download PDF

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CN101280351A CNA2008101123535A CN200810112353A CN101280351A CN 101280351 A CN101280351 A CN 101280351A CN A2008101123535 A CNA2008101123535 A CN A2008101123535A CN 200810112353 A CN200810112353 A CN 200810112353A CN 101280351 A CN101280351 A CN 101280351A
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贾保华
王荣春
张勇
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Abstract

一种钒渣的生产方法，包括将钒钛磁铁矿精粉烧制成球团矿；将钒钛磁铁矿烧制高氧化镁烧结矿；将上述球团矿与高氧化镁烧结矿相混合的配料中加入焦炭，送入高炉冶炼得含钒铁水；将上述含钒铁水倒入转炉中，加入占含钒铁水重量百分比为3％～10％的钒钛磁铁矿和/或轧制鳞皮，并加入助熔成分的溶剂，当含钒铁水温度为1200～1320℃时开始用气体氧化剂进行吹炼，速率为1.3～3.5m3/吨·分(按氧气计算)，当含钒铁水温度为1450～1650℃时停止吹氧，熔池的比表面积为0.10～0.35m2/吨，得钒渣。本发明钒渣的生产方法工艺流程简单，能量损耗小，钒渣的产率高，生产成本低。

Description

钒渣的生产方法
技术领域
本发明属于冶金领域，特别涉及一种钒渣的生产方法。
背景技术
钒在钢铁、化工、航空航天等领域应用广泛，其中85％应用于钢铁工业，在钢中加入钒，可提高钢强度，减轻钢结构重量，并降低成本。五氧化二钒是制备钒钢的原料，而提取五氧化二钒的原料主要是从含钒生铁中得到的钒渣。目前生产钒渣的工艺是先将含钒的铁水炼钢，将钢渣返回配料后，进电炉冶炼，经多次循环来提高铁水钒含量，再将含钒铁水经底吹转炉后得到钒渣。该工艺过程复杂，铁水热源损耗大，钒渣的回收率低，生产成本高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种工艺流程简单、能量损耗小、钒渣的产率高、生产成本低的钒渣的生产方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种钒渣的生产方法，包括如下步骤：
(1)将钒钛磁铁矿精粉配加焦粉、膨润土、除磷添加剂进滚筒混料机混料后，送入圆盘造球机成球后烘干，再送入烧结机烧制成球团矿，其中：
膨润土占总量的重量百分比为0～3％；
焦粉占总量的重量百分比为2％～6％；
除磷添加剂占总量的重量百分比为0～4％；
该步骤中烘干过程可以充分去除配料中的大量水分，可提高烧结成品率，增加烧结矿的强度，并提高球团矿的产量。
(2)将钒钛磁铁粗矿与焦粉、白云石粉、萤石粉、除磷添加剂、生石灰粉进滚筒混料机混料、造球，再送入烧结机烧制高氧化镁烧结矿，其中：
焦粉占总量的重量百分比为2％～6％；
萤石粉占总量的重量百分比为0～0.3％；
除磷添加剂占总量的重量百分比为0～4％；
白云石粉占总量的重量百分比为3％～15％；
生石灰粉占总量的重量百分比为0～3％；
(3)将上述球团矿与高氧化镁烧结矿相混合的配料中加入焦炭，送入高炉冶炼得含钒铁水，其中：
球团矿占总量的重量百分比为10％～35％；
其余为高氧化镁烧结矿；
(4)将上述含钒铁水倒入转炉中，加入占含钒铁水重量百分比为3％～10％的钒钛磁铁粗矿和/或轧制鳞皮，并加入助熔成分的溶剂，当含钒铁水温度为1200～1320℃时开始用气体氧化剂进行吹炼，速率为1.3～3.5m3/吨.分(按氧气计算)，当含钒铁水温度为1450～1650℃时停止吹氧，熔池的比表面积为0.10～0.35m2/吨，得钒渣。
本发明另一种钒渣的生产方法，包括如下步骤：
(1)将钒钛磁铁矿与焦粉、白云石粉、萤石粉、生石灰粉送入滚筒混料机混料、造球，再送入烧结机烧制高氧化镁烧结矿，其中：
焦粉占总量的重量百分比为2％～6％；
萤石粉占总量的重量百分比为0～0.3％；
白云石粉占总量的重量百分比为3％～15％；
生石灰粉占总量的重量百分比为0～3％；
(2)将钒钛磁铁矿配加萤石粉、白云石粉、除磷添加剂送入回转窖烧制成钒钛矿渣，其中：
萤石粉占总量的重量百分比为0～6％；
白云石粉占总量的重量百分比为1％～5％；
除磷添加剂占总量的重量百分比为0～4％；
(3)将上述高氧化镁烧结矿与钒钛矿渣混合配料，送入高炉冶炼，其中：
钒钛矿渣占总量的重量百分比为15％～40％；
其余为高氧化镁烧结矿；
(4)将上述含钒铁水倒入转炉中，加入占含钒铁水重量百分比为3％～10％的钒钛磁铁粗矿和/或轧制鳞皮，并加入助熔成分的溶剂，当含钒铁水温度为1200～1320℃时开始用气体氧化剂进行吹炼，速率为1.3～3.5m3/吨.分(按氧气计算)，当含钒铁水温度为1450～1650℃时停止吹氧，熔池的比表面积为0.10～0.35m2/吨，得钒渣。
为了提高钒渣的造渣率，在停止吹氧后，可用惰性气体氩气对含钒铁水再吹炼1-5分钟。
为了提高钒渣的造渣率，在对含钒铁水进行吹氧前，在含钒铁水中加入废钢，添加量为铁水重量的1-10％，在吹氧1-4分钟以后，再次添加废钢，添加量为铁水含量4-10％。
本发明钒渣的生产方法，其中所述萤石粉中的氟化钙的重量百分含量为50％～75％；
所述白云石粉中的氧化镁的重量百分含量为17％～21％；
所述氧化镁矿渣中的氧化镁的重量百分含量为10％～30％；
所述生石灰粉的氧化钙的重量百分含量为70％～90％。
本发明钒渣的生产方法，其中所述球团矿与高氧化镁烧结矿相混合的配料在高炉中的料线深度为0.8～3.5m。
本发明钒渣的生产方法，其中所述钒渣的成分如下(按重量百分比)：
五氧化二钒12％～26％       二氧化硅8.05％～24.10％
氧化锰4.20％～13.50％      氧化钛4.25％～15.0％
氧化钙0.5～30％            硫0.008％～0.060％
磷0.005％～0.050％
其余为氧化铁。
本发明钒渣的生产方法，其中含钒铁水的成分如下(重量百分比)：
钒0.4～0.9     碳3.8～4.8    硅0.35～2.0
锰0.12～0.36   钛0.03～0.35  铜0.02～0.29
镍0.025～0.23  钴0.001～0.09
硫0.001～0.10  磷0.015～0.09
本发明钒渣的生产方法将含钒铁水直接倒入转炉中制备钒渣，简化了工艺流程，减少了铁水的热源损耗，能量损耗小，降低了生产成本；在含钒铁水中加入钒钛磁铁粗矿和/或轧制鳞皮，使含钒铁水中更多的钒转化为钒渣，提高了钒渣的产率。
具体实施方式
本发明所选用钒钛磁铁粗矿包含Fe、TiO2、V2O5、Co、Ni、S、P等。
本发明所选用钒钛磁铁矿精粉包含Fe、TiO2、V2O5、Co、Ni、Al2O3、SiO2、CaO、MgO、S、P等。
本发明所选用萤石粉中的氟化钙的重量百分含量为50％～75％；
白云石粉中的氧化镁的重量百分含量为17％～21％；
氧化镁矿渣中的氧化镁的重量百分含量为10％～30％；
生石灰粉的氧化钙的重量百分含量为70％～90％。
实施例1
(1)将100吨钒钛磁铁矿精粉、3吨焦粉、1吨膨润土送入滚筒混料机混料后，送入圆盘造球机成球后烘干，再送入烧结机，利用高炉煤气烧制成球团矿。
(2)将200吨钒钛磁铁粗矿、6吨焦粉、8吨白云石粉、0.2吨萤石粉、2吨生石灰粉、0.1吨除磷添加剂送入滚筒混料机混料、造球，再送入烧结机，利用高炉煤气烧制高氧化镁烧结矿。
(3)将上述球团矿与高氧化镁烧结矿相混合，根据炉温加入适量焦炭，送入高炉冶炼含钒铁水，其中球团矿占总量的重量百分比为10％。球团矿与高氧化镁烧结矿相混合的配料在高炉中的料线深度为0.8m～3.5m。
(4)将50吨含钒铁水倒入转炉中，加入1.5吨钒钛磁铁粗矿，并加入0.5吨助熔成分的溶剂如生石灰粉，当含钒铁水温度为1200℃时开始用空气进行吹炼，速率为1.3m3/吨.分(按氧气计算)，熔池的比表面积为0.10m2/吨，当含钒铁水温度为1450℃时停止吹氧，所得钒渣的成分如下(按重量百分比)：
五氧化二钒13   二氧化硅9.03
氧化锰5.5      氧化钛5.6    氧化钙2.9
硫0.009        磷0.006
其余为氧化铁。
收集所得钒渣，并将其中的铁水倒出来，所得铁水可用于制备钒钢。
实施例2
(1)将150吨钒钛磁铁矿精粉、7.5吨焦粉、4吨膨润土、1.5吨除磷添加剂送入滚筒混料机混料后，送入圆盘造球机成球后烘干，再送入烧结机，利用高炉煤气烧制成球团矿。
(2)将300吨钒钛磁铁粗矿、15吨焦粉、40吨白云石粉、0.8吨萤石粉、9吨生石灰粉送入滚筒混料机混料、造球，再送入烧结机，利用高炉煤气烧制高氧化镁烧结矿。
(3)将上述球团矿与高氧化镁烧结矿相混合，根据炉温加入适量焦炭，送入高炉冶炼含钒铁水，其中球团矿占总量的重量百分比为20％。球团矿与高氧化镁烧结矿相混合的配料在高炉中的料线深度为0.8m～3.5m。
(4)将100吨含钒铁水倒入转炉中，加入9吨轧制鳞皮，并加入1吨助熔成分的溶剂如生石灰粉，当含钒铁水温度为1270℃时开始用空气进行吹炼，速率为2.8m3/吨.分(按氧气计算)，熔池的比表面积为0.2m2/吨，当含钒铁水温度为1550℃时停止吹氧，再用氩气对含钒铁水吹炼2分钟，速率为0.3m2/吨，所得钒渣的成分如下(按重量百分比)：
五氧化二钒18        二氧化硅15.2
氧化锰8.5           氧化钛10.6        氧化钙0.5
硫0.035             磷0.026
其余为氧化铁。
实施例3
(1)将70吨钒钛磁铁矿精粉、2.8吨焦粉送入滚筒混料机混料后，送入圆盘造球机成球后烘干，再送入烧结机，利用高炉煤气烧制成球团矿。
(2)将120吨钒钛磁铁粗矿、5.5吨焦粉、15吨白云石粉、0.1吨生石灰粉、4.8吨除磷添加剂送入滚筒混料机混料、造球，再送入烧结机，利用高炉煤气烧制高氧化镁烧结矿。
(3)将上述球团矿与高氧化镁烧结矿相混合，根据炉温加入适量焦炭，送入高炉冶炼含钒铁水，其中球团矿占总量的重量百分比为35％。球团矿与高氧化镁烧结矿相混合的配料在高炉中的料线深度为0.8m～3.5m。
(4)将80吨含钒铁水倒入转炉中，加入3.5吨钒钛磁铁粗矿、2.6吨轧制鳞皮和5吨废钢，并加入1.6吨助熔成分的溶剂如生石灰粉，当含钒铁水温度为1300℃时开始用空气进行吹炼，速率为3.5m3/吨.分(按氧气计算)，熔池的比表面积为0.35m2/吨，在吹氧1分钟以后，再添加6.5吨的废钢。当含钒铁水温度为1450℃时停止吹氧，再用氩气对含钒铁水吹炼1分钟，速率为0.5m2/吨，所得钒渣的成分如下(按重量百分比)：
五氧化二钒26        二氧化硅23.2
氧化锰12.8          氧化钛13.5        氧化钙6
硫0.05              磷0.038
其余为氧化铁。
实施例4
(1)将90吨钒钛磁铁矿、2.5吨焦粉、10吨白云石粉、0.5吨生石灰粉送入滚筒混料机混料、造球，再送入烧结机，利用高炉煤气烧制高氧化镁烧结矿。
(2)将90吨钒钛磁铁矿、5吨萤石粉、1吨白云石粉、0.5吨除磷添加剂送入回转窖，利用高炉煤气烧制成钒钛矿渣。
(3)将上述高氧化镁烧结矿与钒钛矿渣混合配料，送入高炉冶炼，其中钒钛矿渣占总量的重量百分比为20％；
(4)将100吨含钒铁水倒入转炉中，加入5吨钒钛磁铁粗矿、3吨轧制鳞皮，并加入1.3吨助熔成分的溶剂如生石灰粉，当含钒铁水温度为1230℃时开始用空气进行吹炼，速率为3.0m3/吨.分(按氧气计算)，熔池的比表面积为0.26m2/吨，当含钒铁水温度为1500℃时停止吹氧，再用氩气对含钒铁水吹炼5分钟，速率为0.3m2/吨，所得钒渣的成分如下(按重量百分比)：
五氧化二钒20          二氧化硅9.6
氧化锰4.3             氧化钛5.9        氧化钙2.7
硫0.01                磷0.02
其余为氧化铁。
实施例5
(1)将138吨钒钛磁铁矿、6.5吨焦粉、5.2吨白云石粉、0.3吨萤石粉送入滚筒混料机混料、造球，再送入烧结机，利用高炉煤气烧制高氧化镁烧结矿。
(2)将78吨钒钛磁铁矿、0.2吨萤石粉、3吨白云石粉送入回转窖，利用高炉煤气烧制成钒钛矿渣。
(3)将上述高氧化镁烧结矿与钒钛矿渣混合配料，送入高炉冶炼，其中钒钛矿渣占总量的重量百分比为28％；
(4)将70吨含钒铁水倒入转炉中，加入2吨钒钛磁铁粗矿、5吨轧制鳞皮和6吨废钢，并加入0.5吨助熔成分的溶剂如生石灰粉，当含钒铁水温度为1310℃时开始用空气进行吹炼，速率为3.5m3/吨.分(按氧气计算)，熔池的比表面积为0.35m2/吨，在吹氧4分钟以后，再添加6吨的废钢。当含钒铁水温度为1630℃时停止吹氧，再用氩气对含钒铁水吹炼4分钟，速率为0.2m2/吨，所得钒渣的成分如下(按重量百分比)：
五氧化二钒25        二氧化硅20
氧化锰5.3           氧化钛6.5            氧化钙0.6
硫0.013             磷0.025
其余为氧化铁。
实施例6
(1)将30吨钒钛磁铁矿、1吨焦粉、2吨白云石粉、0.05吨萤石粉、0.03吨生石灰粉送入滚筒混料机混料、造球，再送入烧结机，利用高炉煤气烧制高氧化镁烧结矿。
(2)将20吨钒钛磁铁矿、1吨萤石粉、0.8吨白云石粉、0.5吨除磷添加剂送入回转窖，利用高炉煤气烧制成钒钛矿渣。
(3)将上述高氧化镁烧结矿与钒钛矿渣混合配料，送入高炉冶炼，其中钒钛矿渣占总量的重量百分比为40％；
(4)将20吨含钒铁水倒入转炉中，加入0.4吨钒钛磁铁粗矿、1.5吨轧制鳞皮，并加入0.1吨助熔成分的溶剂如生石灰粉，当含钒铁水温度为1320℃时开始用空气进行吹炼，速率为3.3m3/吨.分(按氧气计算)，熔池的比表面积为0.32m2/吨，当含钒铁水温度为1650℃时停止吹氧，再用氩气对含钒铁水吹炼2分钟，速率为0.3m2/吨，所得钒渣的成分如下(按重量百分比)：
五氧化二钒26        二氧化硅16.3
氧化锰5.3           氧化钛4.6            氧化钙1.2
硫0.009             磷0.04
其余为氧化铁。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1、一种钒渣的生产方法，包括如下步骤：
(1)将钒钛磁铁矿精粉配加焦粉、膨润土、除磷添加剂进滚筒混料机混料后，送入圆盘造球机成球后烘干，再送入烧结机烧制成球团矿，其中：
膨润土占总量的重量百分比为0～3％；
焦粉占总量的重量百分比为2％～6％；
除磷添加剂占总量的重量百分比为0～4％；
(2)将钒钛磁铁粗矿与焦粉、白云石粉、萤石粉、除磷添加剂、生石灰粉进滚筒混料机混料、造球，再送入烧结机烧制高氧化镁烧结矿，其中：
焦粉占总量的重量百分比为2％～6％；
萤石粉占总量的重量百分比为0～0.3％；
除磷添加剂占总量的重量百分比为0～4％；
白云石粉占总量的重量百分比为3％～15％；
生石灰粉占总量的重量百分比为0～3％；
(3)将上述球团矿与高氧化镁烧结矿相混合的配料中加入焦炭，送入高炉冶炼得含钒铁水，其中：
球团矿占总量的重量百分比为10％～35％；
其余为高氧化镁烧结矿；
(4)将上述含钒铁水倒入转炉中，加入占含钒铁水重量百分比为3％～10％的钒钛磁铁粗矿和/或轧制鳞皮，并加入助熔成分的溶剂，当含钒铁水温度为1200～1320℃时开始用气体氧化剂进行吹炼，速率为1.3～3.5m3/吨.分(按氧气计算)，当含钒铁水温度为1450～1650℃时停止吹氧，熔池的比表面积为0.10～0.35m2/吨，得钒渣。
2、根据权利要求1所述的钒渣的生产方法，其特征在于：停止吹氧后，再用惰性气体氩气对含钒铁水吹炼1-5分钟。
3、根据权利要求2所述的钒渣的生产方法，其特征在于：在对含钒铁水进行吹氧前，在含钒铁水中加入废钢，添加量为铁水重量的1-10％，在吹氧1-4分钟以后，再次添加废钢，添加量为铁水含量4-10％。
4、根据权利要求3所述的钒渣的生产方法，其特征在于：
所述萤石粉中的氟化钙的重量百分含量为50％～75％；
所述白云石粉中的氧化镁的重量百分含量为17％～21％；
所述氧化镁矿渣中的氧化镁的重量百分含量为10％～30％；
所述生石灰粉的氧化钙的重量百分含量为70％～90％。
5、根据权利要求4所述的钒渣的生产方法，其特征在于：所述球团矿与高氧化镁烧结矿相混合的配料在高炉中的料线深度为0.8～3.5m。
6、一种钒渣的生产方法，包括如下步骤：
(1)将钒钛磁铁矿与焦粉、白云石粉、萤石粉、生石灰粉送入滚筒混料机混料、造球，再送入烧结机烧制高氧化镁烧结矿，其中：
焦粉占总量的重量百分比为2％～6％；
萤石粉占总量的重量百分比为0～0.3％；
白云石粉占总量的重量百分比为3％～15％；
生石灰粉占总量的重量百分比为0～3％；
(2)将钒钛磁铁矿配加萤石粉、白云石粉、除磷添加剂送入回转窖烧制成钒钛矿渣，其中：
萤石粉占总量的重量百分比为0～6％；
白云石粉占总量的重量百分比为1％～5％；
除磷添加剂占总量的重量百分比为0～4％；
(3)将上述高氧化镁烧结矿与钒钛矿渣混合配料，送入高炉冶炼，其中：
钒钛矿渣占总量的重量百分比为15％～40％；
其余为高氧化镁烧结矿；
(4)将上述含钒铁水倒入转炉中，加入占含钒铁水重量百分比为3％～10％的钒钛磁铁粗矿和/或轧制鳞皮，并加入助熔成分的溶剂，当含钒铁水温度为1200～1320℃时开始用气体氧化剂进行吹炼，速率为1.3～3.5m3/吨.分(按氧气计算)，当含钒铁水温度为1450～1650℃时停止吹氧，熔池的比表面积为0.10～0.35m2/吨，得钒渣。
7、根据权利要求6所述的钒渣的生产方法，其特征在于：停止吹氧后，再用惰性气体氩气对含钒铁水吹炼1-5分钟。
8、根据权利要求7所述的钒渣的生产方法，其特征在于：在对含钒铁水进行吹氧前，在含钒铁水中加入废钢，添加量为铁水重量的1-10％，在吹氧1-4分钟以后，再次添加废钢，添加量为铁水含量4-10％。
9、根据权利要求8所述的钒渣的生产方法，其特征在于：
所述萤石粉中的氟化钙的重量百分含量为50％～75％；
所述白云石粉中的氧化镁的重量百分含量为17％～21％；
所述氧化镁矿渣中的氧化镁的重量百分含量为10％～30％；
所述生石灰粉的氧化钙的重量百分含量为70％～90％。
10、根据权利要求9所述的钒渣的生产方法，其特征在于：所述球团矿与高氧化镁烧结矿相混合的配料在高炉中的料线深度为0.8～3.5m。
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