CN104878273A - 采用铁粒与钢屑冶炼钒铁的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及采用铁粒与钢屑冶炼钒铁的方法，属于冶金技术领域。本发明解决的技术问题是提供采用铁粒与钢屑冶炼钒铁的方法。该方法包括如下步骤：a、原料准备：将钒氧化物、铝粒、钢屑和铁粒混合；b、冶炼：点火冶炼，静置，自然冷却后，拆炉，得到钒铁合金。本发明方法创新优化了钒铁合金原料组成，明显降低了钢屑消耗量，从而降低了钒铁生产成本，可提高企业生产效率、降低生产成本、提高合金质量、增强企业竞争力，具有极为广阔的市场前景。

Description

采用铁粒与钢屑冶炼钒铁的方法

技术领域

本发明涉及采用铁粒与钢屑冶炼钒铁的方法，属于冶金技术领域。

背景技术

钒铁合金是广泛利用于钢铁行业的中间合金，钒作为合金元素在钢中可提高钢的强度、韧性、可塑性及耐磨性。随着高附加值钢种的市场需求量不断扩大，对钒铁合金的需求量也在逐年增加。

铁料是钒铁生产所必须的炉料，也是影响钒铁合金成分以及生产成本的重要因素。专利103757171 A公开了高钒铁的冶炼方法，包括将冷态含钒富渣和石灰加入电弧炉垫底，加入由五氧化二钒、铝粒、石灰、钢屑组成的一期混合料进行冶炼，随即将上一炉的热态含钒富渣返回电弧炉中，在冶炼渣中的钒含量小于0.5％时出渣；加入由三氧化二钒、铝粒、石灰、钢屑组成的二期混合料进行冶炼，在冶炼渣中的钒含量小于0.5％时出渣，在出渣前加入铝或铝镁合金进行还原处理；加入由五氧化二钒与石灰或由铁鳞与石灰组成的精炼混合料进行冶炼，控制炉内钒铁合金液的温度为1900℃以上，在钒铁合金液中的钒含量为78～82％且铝含量低于1.5％时出钒铁合金液和含钒富渣，将钒铁合金液浇注至预热达500℃以上的锭模中，冷却、脱模、破碎后得到钒含量在80％以上的高钒铁。该方法采用纯度较高的钢屑作为原料，钢屑铁含量高、杂质含量少，生产出的钒铁成分质量稳定受控，但冷轧钢屑价格偏高，钒铁生产成本压力较大。而如果使用一般的铁粒成本较低但杂质较高，冶炼后得到的钒铁品质不好。因此需寻求一种较优的铁料来生产钒铁。

在氧化钒的生产过程中，钒渣的处理会产生大量球磨铁粒，此球磨铁粒是通常的处理方法是通过加工处理后返回炼钢。本发明的发明人通过研究发现，球磨铁粒的主要成分是金属铁，夹杂部分钒渣，球磨铁粒的成分存在一定波动，但其化学成分和物理形态满足钒铁冶炼需求，球磨铁粒的价格大大低于钢屑，如采用球磨铁粒替代部分钢屑冶炼钒铁，将大大降低钢屑消耗量，节省生产成本。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供采用铁粒与钢屑冶炼钒铁的方法。

本发明采用铁粒与钢屑冶炼钒铁的方法，包括如下步骤：

a、原料准备：将钒氧化物、铝粒、钢屑和铁粒混合；其中，按质量比，钒氧化物:铝粒:钢屑:铁粒＝2400～3200:1200～1400:200～250:100～150；

b、冶炼：点火冶炼、静置保温、自然冷却、拆炉水淬后得到钒铁合金。

其中，a步骤中，所述钒氧化物为三氧化二钒和五氧化二钒中的至少一种。

作为优选方案，所述钒氧化物为三氧化二钒和五氧化二钒，且按质量比，三氧化二钒：五氧化二钒＝7:1，其中，三氧化二钒以纯度64％计，五氧化二钒以纯度98％计。

其中，所述钢屑为冷轧钢屑，钢屑中铁含量不低于98％。

所述铁粒的夹渣率≤4％，粒度为3～5mm。

所述铁粒为氧化钒生产过程中，处理钒渣时产生的球磨铁粒，铁粒中铁含量不低于95％。

本发明采用铁粒与钢屑冶炼钒铁的方法，工艺简单易操作，采在现有生产基础上，回收部分球磨铁粒代替钢屑作为铁料冶炼钒铁。在钒铁配料生产中按一定比例配入铁粒，同时减少钢屑配入量。由于铁粒属于前期钒渣处理过程中产生，因此回收利用这部分铁粒可以有效减少钢屑的加入量，同时免去了回收处理铁粒加工费用，能有效降低钒铁生产成本。生产出的钒铁合金TV、TFe稳定，C、S等其他元素含量均满足国家标准，同时钒铁品位稳定受控。

本发明方法创新优化了钒铁合金原料组成，明显降低了钢屑消耗量，从而降低了钒铁生产成本，可提高企业生产效率、降低生产成本、提高合金质量、增强企业竞争力，具有极为广阔的市场前景。

具体实施方式

本发明采用铁粒与钢屑冶炼钒铁的方法，包括如下步骤：

a、原料准备：将钒氧化物、铝粒、钢屑和铁粒混合；其中，按质量比，钒氧化物:铝粒:钢屑:铁粒＝2400～3200：1200～1400：200～250：100～150；

b、冶炼：点火冶炼、静置保温、自然冷却、拆炉水淬后得到钒铁合金。

其中，冶炼过程可按照现有的常规冶炼步骤不变，依次通过点火、冶炼、静置保温、自然冷却、拆炉水淬，最后得到钒铁合金。

本发明利用铁粒与钢屑混合作为钒铁生产的铁料冶炼钒铁。在配料过程中，部分钒氧化物配入铁粒，部分钒氧化物配入钢屑，混合后投入炉内冶炼钒铁。这一工艺创新优化了钒铁生产原料组成，降低了钢屑消耗，能有效减少生产成本，提高企业经济效益。

其中，本发明的钒氧化物:铝粒:钢屑:铁粒的配比是影响钒铁合金质量的关键，特别是钢屑与铁粒的配比，若钢屑用量过高，则成本较高，若铁粒用量过高，则产品的杂质较多，钒铁品质不好。

其中，a步骤中，所述钒氧化物为三氧化二钒和五氧化二钒中的至少一种。

作为优选方案，所述钒氧化物为三氧化二钒和五氧化二钒，且按质量比，三氧化二钒：五氧化二钒＝7:1，其中，三氧化二钒以纯度64％计，五氧化二钒以纯度98％计。

其中，所述钢屑为冷轧钢屑，钢屑中铁含量不低于98％。

所述铁粒的夹渣率≤4％，粒度为3～5mm。

所述铁粒为氧化钒生产过程中，处理钒渣是产生的球磨铁粒，铁粒中铁含量不低于95％。

本发明采用铁粒与钢屑冶炼钒铁的方法，工艺简单易操作，采在现有生产基础上，回收部分球磨铁粒代替钢屑作为铁料冶炼钒铁。在钒铁配料生产中按一定比例配入铁粒，同时减少钢屑配入量。由于铁粒属于前期钒渣处理过程中产生，因此回收利用这部分铁粒可以有效减少钢屑的加入量，同时免去了回收处理铁粒加工费用，能有效降低钒铁生产成本。生产出的钒铁合金TV、TFe稳定，C、S等其他元素含量均满足国家标准，同时钒铁品位稳定受控。

下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。实施例中所用的钢屑为冷轧钢屑，钢屑中铁含量为98wt％；所用铁粒为氧化钒生产过程中，处理钒渣时产生的球磨铁粒，铁粒中铁含量为95wt％。

实施例1

(1)64.0％的三氧化二钒2800kg、98％的五氧化二钒400kg、冶金用普通级铝粒1400kg、钢屑250kg、铁粒150kg，铁粒满足夹渣率≤4％，粒度3～5mm，加入混料罐中经混料机旋转混合8min。

(2)点火冶炼。静置，自然冷却后，拆炉，得到2420kg结晶完好、无夹渣、易破碎的FeV80合金。

(3)取样化验FeV80合金成分分别为：V＝80.2％、Al＝1.5％、Si＝0.6％、C＝0.14％、P＝0.02％、S＝0.03％、Mn＝0.15％。冶炼钒收得率为96.46％。

实施例2

(1)64.2％的三氧化二钒2800kg、98％的五氧化二钒400kg、冶金用普通级铝粒1400kg、钢屑250kg、铁粒150kg，铁粒满足夹渣率≤4％，粒度3～5mm，加入混料罐中经混料机旋转混合8min。

(2)点火冶炼。静置，自然冷却后，拆炉，得到2435kg结晶完好、无夹渣、易破碎的FeV80合金。

(3)取样化验FeV80合金成分分别为：V＝79.8％、Al＝1.3％、Si＝0.7％、C＝0.13％、P＝0.02％、S＝0.04％、Mn＝0.16％。冶炼钒收得率为96.34％。

实施例3

(1)64％的三氧化二钒2100kg、98％的五氧化二钒300kg、冶金用普通级铝粒1200kg、钢屑200kg、铁粒100kg，铁粒满足夹渣率≤4％，粒度3～5mm，加入混料罐中经混料机旋转混合8min。

(2)点火冶炼。静置，自然冷却后，拆炉，得到1815kg结晶完好、无夹渣、易破碎的FeV80合金。

(3)取样化验FeV80合金成分分别为：V＝80.4％、Al＝0.6％、Si＝0.90％、C＝0.14％、P＝0.03％、S＝0.03％、Mn＝0.13％。冶炼钒收得率为96.66％。

实施例4

(1)64％的三氧化二钒2800kg、98％的五氧化二钒400kg、冶金用普通级铝粒1400kg、钢屑250kg、铁粒150kg，铁粒满足夹渣率≤4％，粒度3～5mm，加入混料罐中经混料机旋转混合8min。

(2)点火冶炼。静置，自然冷却后，拆炉，得到2440kg结晶完好、无夹渣、易破碎的FeV80合金。

(3)取样化验FeV80合金成分分别为：V＝79.7％、Al＝1.1％、Si＝0.90％、C＝0.12％、P＝0.03％、S＝0.03％、Mn＝0.14％。冶炼钒收得率为96.61％。

对比例1

(1)64％的三氧化二钒2100kg、98％的五氧化二钒300kg、冶金用普通级铝粒1200kg、钢屑300kg、铁粒100kg，铁粒满足夹渣率≤4％，粒度3～5mm，加入混料罐中经混料机旋转混合8min。

(2)点火冶炼。静置，自然冷却后，拆炉，得到1824kg结晶完好、无夹渣、易破碎的FeV80合金。

(3)取样化验FeV80合金成分分别为：V＝79.9％、Al＝1.2％、Si＝0.70％、C＝0.08％、P＝0.03％、S＝0.04％、Mn＝0.10％。冶炼钒收得率为96.60％。

钢屑用量过多，虽然对FeV80合金成分并无太大影响，但是，由于钢屑的价格较贵，将造成生产成本的增加，无法达到降低成本的目的。

对比例2

(1)64％的三氧化二钒2100kg、98％的五氧化二钒300kg、冶金用普通级铝粒1200kg、钢屑200kg、铁粒200kg，铁粒满足夹渣率≤4％，粒度3～5mm，加入混料罐中经混料机旋转混合8min。

(2)点火冶炼。静置，自然冷却后，拆炉，得到1782kg结晶完好、无夹渣、易破碎的FeV80合金。

(3)取样化验FeV80合金成分分别为：V＝81.5％、Al＝1.6％、Si＝1.0％、C＝0.22％、P＝0.06％、S＝0.06％、Mn＝0.29％。冶炼钒收得率为96.15％。

铁粒用量过多，造成入炉铁元素偏低，FeV80合金成分TV偏高，同时带入杂质元素较多，致使合金中杂质元素C、S、Mn等含量升高。

Claims (6)

1.采用铁粒与钢屑冶炼钒铁的方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、原料准备：将钒氧化物、铝粒、钢屑和铁粒混合；其中，按质量比，钒氧化物:铝粒:钢屑:铁粒＝2400～3200:1200～1400:200～250:100～150；

b、冶炼：点火冶炼、静置保温、自然冷却、拆炉水淬后得到钒铁合金。

2.根据权利要求1所述的采用铁粒与钢屑冶炼钒铁的方法，其特征在于：a步骤中，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2所述的采用铁粒与钢屑冶炼钒铁的方法，其特征在于：所述钒氧化物为三氧化二钒和五氧化二钒，且按质量比，三氧化二钒：五氧化二钒＝7:1，其中，三氧化二钒以纯度64％计，五氧化二钒以纯度98％计。

4.根据权利要求1所述的采用铁粒与钢屑冶炼钒铁的方法，其特征在于：所述钢屑为冷轧钢屑，钢屑中铁含量不低于98％。

5.根据权利要求1所述的采用铁粒与钢屑冶炼钒铁的方法，其特征在于：所述铁粒的夹渣率≤4％，粒度为3～5mm。

6.根据权利要求5所述的采用铁粒与钢屑冶炼钒铁的方法，其特征在于：所述铁粒为氧化钒生产过程中，处理钒渣时产生的球磨铁粒，铁粒中铁含量不低于95％。