[发明专利]一种以攀西钒原料冶炼制取钒铁合金的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冶金方法，更具体地说，本发明涉及一种以攀西钒原料冶炼制取钒铁合金的方法，属于冶金领域。

背景技术

钒是钢铁生产过程中重要的合金化元素及合金添加剂，可以改善钢的组织结构，提高钢的性能。钒铁是钒和铁组成的铁合金，钒铁作为一种催化剂、助剂和添加剂，在钢铁、合金和化工等行业用途十分广泛，市场需求量巨大。主要在炼钢中用作合金添加剂，高钒铁还用作有色合金的添加剂。常用的钒铁有含钒40％、60％和80％三种。钒铁是钢铁工业重要的合金添加剂，分为含钒50%左右的钒铁即FeV50钒铁和含钒80%左右的钒铁即FeV80钒铁（高钒铁），FeV90钒铁尚未见生产报道。

国内外生产FeV50钒铁的方法普遍采用电硅热法，一般是以五氧化二钒为原料在炼钢型电弧炉内冶炼，攀枝花钢铁公司以V₂O₃为原料冶炼高质量、低成本的FeV50钒铁获得成功，现已鉴定转产。产品质量稳定，符合国家有关标准要求，钒回收率达到以V₂O₅为原料生产FeV50钒铁的国内先进水平。如使用V₂O₃生产FeV50钒铁，可以节约40%的还原剂（硅铁），这对降低产品成本具有非常重要的意义。

另一种方法为电硅热法，此法是用片状V₂O₅、75％硅铁和少量铝作还原剂，在碱性电弧炉中，经还原、精炼两个阶段炼得合格产品。还原期将一炉的全部还原剂与占总量60～70％的片状V₂O₅装入电炉，在高氧化钙炉渣下，进行硅热还原。当渣中V₂O₅小于0.35％时，放出炉渣（称为贫渣，可弃去或作建筑材料用），转入精炼期。此时，再加入片状V₂O₅和石灰，以脱除合金液中过剩的硅、铝等，合金成分达到要求，即可出渣出铁合金。精炼后期放出的炉渣称为富渣（含V₂O₅达8～12％），在下一炉开始加料时，返回利用。合金液一般铸成圆柱形锭，经冷却、脱模、破碎和清渣后即为成品。此法一般用于含钒40～60％的钒铁冶炼。钒的回收率可达98％，炼制每吨钒铁耗电1600千瓦·时左右。

但是以上方法的工艺步骤很繁琐，而且某些地区钒钛磁铁矿冶炼的钒原料含杂质高，如攀西地区的钒钛磁铁矿冶炼的钒原料，使用上述铝热还原法制取金属钒存在困难，且成本较高。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供一种用攀西钒原料冶炼制取钒铁合金的方法，生产90钒铁合金，形成质量稳定的90钒铁合金产品，满足现代钢铁工业对高钒铁合金的技术质量要求，该方法的原料来源确定，生产工艺安全可靠，钒品位高，杂质含量低，形成质量稳定的钒铁合金产品，降低了生产成本，并有效降低了可能带入杂质对钢种产生的危害。

为了实现上述发明目的，本发明的具体技术方案如下：

一种以攀西钒原料冶炼制取钒铁合金的方法，其特征在于：按以下工艺步骤向100kg攀西地区钒原料中加入如下重量配比的辅助材料：

金属铝45-50kg、辅助还原剂0.5-1.0kg、钙质冶金辅料1-1.5kg、惰性物20-25kg、钙-钠系处理剂1-3kg、含铁的重量百分比不低于92%的铁系原料3-5kg；

所述攀西地区钒原料主要成分为五氧化二钒；

所述辅助还原剂为硅钙合金；

所述钙质冶金辅料为氧化钙和氟化钙；

所述惰性物为冶炼渣、石灰或冷却剂；

所述钙-钠系处理剂为碳酸钠、氧化钙和氟化钙的混合物；

具体工艺步骤如下：

按配方称量好上述各种原材料和辅助材料，将称量好的上述原料和辅助材料放入混料设备充分搅拌至均匀，混合均匀后放入经过预热到200-300℃的反应装置内，进行火开始反应，反应结束后加入30-50kg缓凝剂，冷却48-72h，最后分离渣和合金；钒铁合金产品经检验、精整、包装入库。

所述的攀西钒原料中的五氧化二钒的重量百分比不低于98%。

所述的金属铝含铝的重量百分比不低于99%。

所述的辅助还原剂为粉状硅钙合金，其中硅和钙总量占硅钙合金的重量百分比不低于50%，硅和钙的重量比为任意比例。

所述的钙质冶金辅料中的氟化钙占钙质冶金辅料的重量百分比不高于10%，剩余为氧化钙。

所述的冶炼渣或石灰是指氧化钙重量百分比不低于85%的冶炼渣或石灰。