一種提釩冷卻劑及其制備方法和使用方法

專利名稱：一種提釩冷卻劑及其制備方法和使用方法
技術領域：
本發明涉及一種用于鐵水提釩的冷卻劑及其制備方法和使用方法，屬于冶金領域。
背景技術：
為了保證資源的有效利用，在煉鋼之前通常要進行提釩工藝，S卩利用選擇性氧化的原 理，將鐵水中的釩氧化成高價穩定的釩氧化物制取釩渣；在反應過程中通過加入冷卻劑控制 熔池溫度，使熔池溫度保持在碳釩轉換溫度以下，以達到"脫釩保碳"的目的。
現有技術中冷卻劑采用生鐵塊、普通鐵礦石和鐵皮球混合使用， 一方面種類多，吹釩過 程氧槍槍位和氧量難控制；另一方面加入時間長，通常需要5分鐘，且生鐵塊加入必須從爐 前加入，即需要倒爐，加大了鐵損，對含釩鐵水提釩后獲得釩渣中￥205含量為13% 16%， 釩的收率為74% 76%，半鋼中C含量為3. 4% 3. 9%，且存在釩渣品位不高且半鋼質量波動大 ，釩收率不高。

發明內容
本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術冷卻劑使用復雜、提釩工藝操作難度大等 缺陷，提供一種新型提釩冷卻劑。 本發明的技術方案
本發明提供的提釩冷卻劑以提釩冷卻劑總重量為基準，含有80% 95%的鐵的氧化物，3 6。/。的Si02、 0. 1 0. 6。/。的V20s、 l 3%MgCL2，其余是不可避免的雜質元素Ti02、 Cr203， P、 S等，總量100%。
其中，所述鐵的氧化物來源于含硅鐵(氧化鐵皮或提釩污泥)和含釩鐵精礦，主要為 FeO和Fe203的混合物。所述的Si02來源于提釩污泥、含釩鐵精礦以及結合劑；所述的￥205源 于含釩鐵精礦粉或提釩污泥。所述的MgCL2來源于結合劑。
本法明第二個所要解決的技術問題是提供該提釩冷卻劑的制備方法。該方法的步驟為 (a)含硅鐵(氧化鐵皮、提釩污泥中的至少一種)、含釩鐵精礦和結合劑混合并攪拌 均勻；其中，含氧化鐵皮、提釩污泥、含釩鐵精礦的用量以使得提釩冷卻劑中鐵的氧化物、 Si02、 V205、 MgCL2的中重量百分比達到下列比例為準鐵的氧化物80% 95%、 Si02 3 6%、 V205 0. 1 0. 6%、 MgCL2 1 3%。結合劑的用量為總原料質量的4-6%。
(b)混合攪拌后的物料進入對輥壓球機壓制成球團；
(C)壓制后的球團經過振動篩進行分篩處理，將分篩處理后的球團干燥至水含量小于 球團總質量的5.0%。通常為了節約和干燥均勻的原則，可采用自然干燥48 72小時。
上述提釩污泥來源于提釩的除塵灰。所述氧化鐵皮中Fe203、 FeO、 Si02、 ￥205的重量百 分含量為Fe203 27 33%、 FeO 60 65%、 Si02 2 8%、 V205 0 0. 07%。
所述提釩污泥中Fe203、 FeO、 Si02、 V20s的重量百分含量為Fe203 27 33%、 FeO 60 65%、 Si02 2 8%、 V205 0 0. 07%。
所述含釩鐵精礦中Fe203、 FeO、 Si02、 V20s的重量百分含量為Fe203 50 55%、 FeO 30 40%、 Si02 2 8%、 V205 0.2 0.8%。
所述結合劑為MgCl2和膨潤土混合只用，二者比例分別為總原料質量的1 3%和2 4%。
氧化鐵皮、提釩污泥、含釩鐵精礦與結合劑的用量可以采用下列配比，以混合物總質量 為100%計，
提釩污泥55% 80%，含釩鐵精礦15% 40%，結合劑4-6%;或 氧化鐵皮55% 80%，含釩鐵精礦15% 40%，結合劑4-6%;或 氧化鐵皮25% 40%、提釩污泥25% 40%、含釩鐵精礦15% 40%，結合劑4-6%。 為了防止在下料倉使用過程中擊碎粉化，上述方法步驟(b)中球團粒度8 12mm，落下 強度8 12次/球(1M橡膠板)。
上述方法步驟(b)中球團形狀球團可以是球形，也可以是橢球型。優選球型，便于下料。
由于水分過大大，在提釩過程中會出現煙塵量大，可能發生爐內大噴的危險現象，上述 方法步驟(c)中球團要求干燥至水份要求小于球團總質量的5.0%。
本發明第三個所要解決的技術問題是提供該提釩冷卻劑的使用方法。該方法包括通過氧 槍一定氧壓力和氧量對鐵水進行供氧，并向爐內加入提釩冷卻劑進行爐溫控制，即在吹氧結 束后的熔池溫度為1360 142(TC，供氧一定時間后，獲得釩渣和半鋼。其中，所述提釩冷卻 劑為本發明所提供的提釩冷卻劑。
其中，上述氧槍供氧壓力為O. 6 0. 8Mpa，供氧量為8 12ii^/t鐵水，供氧時間為240 340秒。
其中，上述提釩冷卻劑加入方式采用一次性連續加入，加入量為22 30Kg/ t鐵水，加 入時間為氧槍開吹氧0 3. Omin全部加完。本發明用含釩鐵精礦粉、氧化鐵皮(或提釩污泥)和結合劑配制并壓制而成的冷卻劑不 僅制備方法簡單、冷卻強度高(冷卻強度指加入lkg冷卻劑可以降低lt鐵水的溫度值，原冷 卻劑冷卻強度為2 3。C.Kg/t鐵水，本發明的冷卻劑冷卻強度3 4。C.Kg/t鐵水)，還有一部 分釩資源，在提釩過程中可以回收；同時，在提釩使用過程中使用方法簡單，提釩工藝更加 順行，釩渣品位和半鋼質量更加穩定；在達到"脫釩保碳"目的的同時，也能將冷卻劑中大 部分鐵資源和釩資源充分回收。
具體實施例方式
為了更好地理解本發明、下面結合實施例進一步說明本發明。
在下述的實施例中所采用的含釩鐵精礦粉、氧化鐵皮、提釩污泥的主要組成如表l所示
_^_
虔量％) 虔量％) 虔量％) 虔量％)
30.47 62.71 3.74 28.25 61.0 3.96 0.044
52.72 34.24 4.10 0.56
名稱
氧化鐵皮 提釩污泥 含釩鐵精礦粉
實施例l
將上述表l中的含釩鐵精礦粉、氧化鐵皮、結合劑按質量比為20: 75: 5進入碾輪混砂機 混合攪拌，攪拌均勻后加入到對稱壓球機中，調節對稱壓球機的壓力15Mpa，擠壓出直徑為 8 12mm的球形顆粒，將球形顆粒自然干燥72小時，即得球團提釩冷卻劑。
經檢測，得到的球團提釩冷卻劑成分為Fe20336. 03%、 Fe055. 6% 、 V205 0. 15%、 Si024.83%、 MgCl2 2.74%。將制得的球團提釩冷卻劑用于攀鋼現含釩鐵水轉爐提釩條件下的 爐溫控制，含釩鐵水的主要成分為4.48 %C、 0. 292%V、 0. 21%Mn、 0. 19%Si、 0. 007%S、 0. 078 %P，余量為Fe;含釩鐵水兌入轉爐后，下氧槍開始吹氧，吹氧壓力為O. 7Mpa，供氧流 量為16000 18000Nm3/h;在開始吹氧的同時，向爐內加入球團提釩冷卻劑，加入方式采用 一次性連續加入，并在開吹供氧3min內將冷卻劑全部加完，球團提釩冷卻劑的加入量為23 Kg/ t鐵水，供氧時間為280秒時提升氧槍停止供氧，測得熔池溫度為1384'C，出爐并獲得合 格的釩渣和半鋼，釩渣的主要成分16. 47 %V205、 27. 7%TFe、 1. 32%CaO、 15. 55%Si02;半鋼 的主要成分3. 81%C、 0. 031%V、 0.082 %P、 0. 008%S，余量為Fe。以上均為重量百分比，百 分數之和為100%。
實施例2
將上述表l中的含釩鐵精礦粉、氧化鐵皮、結合劑按質量比為40: 55: 5進入碾輪混砂機 混合攪拌，攪拌均勻后加入到對稱壓球機中，調節對稱壓球機的壓力15Mpa，擠壓出直徑為 8 12mm的球形顆粒，將球形顆粒自然干燥56小時，即得球團提釩冷卻劑。
經檢測，得到的球團提釩冷卻劑成分為Fe203 37.85%、 FeO 48.19% 、 V205 0.22 %、 Si02 5.70%、 MgCL2 1.28%。余量為雜質元素含量，如Ti02、 Cr203， P、 S等。將制得的球團提 釩冷卻劑用于攀鋼現含釩鐵水轉爐提釩條件下的爐溫控制，含釩鐵水的主要成分為4.50 %C、 0. 295%V、 0. 23%Mn、 0. 178%Si、 0. 003%S、 0.074 %P，余量為Fe;含釩鐵7K兌入轉爐后 ，下氧槍開始吹氧，吹氧壓力為O. 73Mpa，供氧流量為16000 18000Nm3/h;在開始吹氧的同 時，向爐內加入球團提釩冷卻劑，加入方式采用一次性連續加入，并在開吹供氧3min內將冷 卻劑全部加完，球團提釩冷卻劑的加入量為28.4 Kg/ t鐵水，供氧時間為301秒時提升氧槍 停止供氧，測得熔池溫度為i4orc，出爐并獲得合格的釩渣和半鋼，釩渣的主要成分 17.11%V205、 26.49%TFe、 2. 09%CaO、 13. 53%Si02;半鋼的主要成分3. 86%C、 0. 04%V、 0. 077 %P、 0. 004%S，余量為Fe，以上均為重量百分比，百分數之和為100%。
實施例3
將上述表l中的含釩鐵精礦粉、提釩污泥、結合劑按質量比為35: 60: 5進入碾輪混砂機 混合攪拌，攪拌均勻后加入到對稱壓球機中，調節對稱壓球機的壓力15Mpa，擠壓出直徑為 8 12mm的球形顆粒，將球形顆粒自然干燥72小時，即得球團提釩冷卻劑。
經檢測，得到的球團提釩冷卻劑成分為Fe 20335. 4%、 Fe048. 58 % 、 V205 0.23 %、 Si02 5. 36%、 MgCL2 2. 05%，余量為雜質元素含量，如Ti02、 Cr203， P、 S等。將制得的球團提 釩冷卻劑用于攀鋼現含釩鐵水轉爐提釩條件下的爐溫控制，含釩鐵水的主要成分為4.64 %C、 0. 276%V、 0. 21%Mn、 0. 166%Si、 0. 058%S、 0.078 %P，余量為Fe;含釩鐵7K兌入轉爐后 ，下氧槍開始吹氧，吹氧壓力為O. 75Mpa，供氧流量為16000 18000Nm3/h;在開始吹氧的同 時，向爐內加入球團提釩冷卻劑，加入方式采用一次性連續加入，并在開吹供氧3min內將冷 卻劑全部加完，球團提釩冷卻劑的加入量為28.8 Kg/ t鐵水，供氧時間為322秒時提升氧槍 停止供氧，測得熔池溫度為1396。C，出爐并獲得合格的釩渣和半鋼，釩渣的主要成分 16.74%V205、 27.23%TFe、 1. 89%CaO、 13. 96%Si02;半鋼的主要成分3. 77%C、 0. 038%V、 0. 078 %P、 0. 059%S，余量為Fe，以上均為重量百分比，百分數之和為100%。
實施例4
將上述表l中的含釩鐵精礦粉、氧化鐵皮、提釩污泥、結合劑按質量比為15: 40: 40:
5進入碾輪混砂機混合攪拌，攪拌均勻后加入到對稱壓球機中，調節對稱壓球機的壓力 15Mpa，擠壓出直徑為8 12mm的球形顆粒，將球形顆粒自然干燥72小時，即得球團提釩冷卻 劑。
經檢測，得到的球團提釩冷卻劑成分為Fe20337. 2%、 Fe049. 43 % 、 V205 0.17 %、 Si025. 40%、 MgCL22. 78%，余量為雜質元素含量，如Ti02、 Cr203， P、 S等。將制得的球團提 釩冷卻劑用于攀鋼現含釩鐵水轉爐提釩條件下的爐溫控制，含釩鐵水的主要成分為4.43 %C、 0. 284%V、 0. 22%Mn、 0. 183%Si、 0. 008%S、 0.073 %P，余量為Fe;含釩鐵7K兌入轉爐后 ，下氧槍開始吹氧，吹氧壓力為O. 75Mpa，供氧流量為16000 18000Nm3/h;在開始吹氧的同 時，向爐內加入球團提釩冷卻劑，加入方式采用一次性連續加入，并在開吹供氧3min內將冷 卻劑全部加完，球團提釩冷卻劑的加入量為28.8 Kg/ t鐵水，供氧時間為322秒時提升氧槍 停止供氧，測得熔池溫度為1396。C，出爐并獲得合格的釩渣和半鋼，釩渣的主要成分 15.93 %V205、 24. 86%TFe、 2. 14%CaO、 15. 82%Si02;半鋼的主要成分4. 07%C、 0. 043%V、 0.072 %P、 0. 009%S，余量為Fe，以上均為重量百分比，百分數之和為100%。
對上述實施例l、 2、 3中計算得出釩的收率分別為77.1%、 78.2%、 77.8%。采用上述的 提釩冷卻劑進行含釩鐵水提釩，與原有的技術相比(1)提釩的工藝更加順行，充分回收 冷卻劑中的釩資源和鐵資源；(2)釩的收得率提高2% 3%;(3)釩渣中V205含量提高W 2%;(4)獲得半鋼C含量提高O. 1% 0. 3%。
采用上述的提釩冷卻劑與現有技術提供的冷卻劑相比(1)種類少，冷卻強度高，制 備方法和使用方法簡單。(2)可以將提釩污泥(提釩除塵灰)循環經濟利用。(3)提高了 釩資源的利用率。
權利要求
1.提釩冷卻劑，其特征在于以提釩冷卻劑總重量為100％計，含有80％～95％的鐵的氧化物，3～6％的SiO2、0.1～0.6％的V2O5、1～3％MgCL2，其余是不可避免的雜質元素，總量為100％。
2.根據權利要求l所述的提釩冷卻劑，其特征在于所述鐵的氧化物 來源于含釩鐵精礦、氧化鐵皮或提釩污泥，主要為FeO和E^"的混合物；所述的^0二來源于提釩污泥或含釩鐵精礦以及結合劑；所述的^^來源于含釩鐵精礦粉或提釩污泥；所述 的Mgek來源于結合劑。
3.制備權利要求l所述的提釩冷卻劑的方法，其特征在于該方法的步驟為(a) 將原料含硅鐵、含釩鐵精礦和結合劑混合并攪拌均勻，所述含硅鐵為氧化鐵皮、 提釩污泥中的至少一種，提釩污泥來源于提釩的除塵灰；其中，含硅鐵、含釩鐵精礦的用量以使得提釩冷卻劑中鐵的氧化物、Si。、 \'二&、 MgC^的重量百分比達到下列比例為準鐵的氧化物80% 95%、 SiC): 3 6%、 \'二& 0.1 0.6%、 MgCL二 1 3%;結合劑的用量為原料總重量的4-6%;(b) 混合攪拌后的物料進入對輥壓球機壓制成球團；(c) 壓制后的球團經過振動篩進行分篩處理，將分篩處理后的球團干燥至水含量小于 球團總質量的5. 0%。
4.根據權利要求3所述的提釩冷卻劑的方法，其特征在于a步驟所 述的原料氧化鐵皮中^:"、 Fe0、 SiC)、 V:^的重量百分含量為Fe:" 27 33%、 Fe0 60 65%、 Si0: 2 8%、 V二O; 0 0.07%;提釩污泥中^:"、 Fe0、 SiC):、 V:^的重量百分含量為Fe:" 27 33%、 Fe0 60 65%、 Si。 2 8%、、'眾0 0.07%;含釩鐵精礦中^:"、 Fe0、 SiC):、 V:^的重量百分含量為Fe:" 50 55%、 Fe0 30 40%、 Si0: 2 8%、 V二。； 0.2 0.8%; 結合劑為MgC12和膨潤土的混合，二者重量配比1 3: 2 4。
5.根據權利要求3所述的提釩冷卻劑的方法，其特征在于a步驟所 述的原料氧化鐵皮、提釩污泥、含釩鐵精礦與結合劑的用量可以采用下列配比，以混合物總 質量為100%計，提釩污泥55% 80%，含釩鐵精礦15% 40%，結合劑4-6%;或 氧化鐵皮55% 80%，含釩鐵精礦15% 40%，結合劑4-6%;或 氧化鐵皮25% 40%、提釩污泥25% 40%、含釩鐵精礦15% 40%，結合劑4-6%。
6.根據權利要求3所述的制備提釩冷卻劑的方法，其特征在于步驟 (b)中球團粒度8 12mm。
7.權利要求l所述的提釩冷卻劑的使用方法，其特征在于由以下步驟完成a、 含釩鐵水入爐后通過氧槍供氧，供氧壓力為O. 6 0. 8Mpa，供氧量為8 12m3/t鐵水 ，供氧時間為240 340秒；b、 向爐內加入提釩冷卻劑進行爐溫控制，在吹氧結束后的熔池溫度為1360 142(TC， 獲得釩渣和半鋼。
8.根據權利要求7所述的提釩冷卻劑的使用方法，其特征在于提釩 冷卻劑加入方式采用一次性連續加入，加入量為22 30Kg /t鐵水，加入時間為氧槍開吹氧O 3. Omin全部加完。
全文摘要
本發明涉及一種提釩冷卻劑及其制備方法和使用方法，屬于冶金領域。本發明提供了一種新型提釩冷卻劑，克服了現有技術冷卻劑使用復雜、提釩工藝操作難度大等缺陷。所述提釩冷卻劑，含有80％-95％的鐵的氧化物，3-6％的SiO₂、0.1-0.6％的V₂O₅、1-3％MgCl₂，其余為不可避免的少量雜質元素，總量為100％。本發明提釩冷卻劑采用含釩鐵精礦粉與氧化鐵皮(或提釩污泥)和結合劑配制并壓制而成的冷卻劑不僅制備方法簡單、冷卻強度高，在提釩使用過程中使用方法簡單，提釩工藝更加順行，釩渣品位和半鋼質量更加穩定；在達到“脫釩保碳”目的的同時，將冷卻劑中大部分鐵資源和釩資源充分回收。
文檔編號C21C5/00GK101338351SQ20081030422
公開日2009年1月7日 申請日期2008年8月27日 優先權日2008年8月27日
發明者為 何, 鈞 卓, 戈文蓀, 譚成英 申請人:攀鋼集團研究院有限公司;攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司;攀枝花新鋼釩股份有限公司