一種采用埋弧電爐生產含釩鐵水的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種采用埋弧電爐生產含釩鐵水的方法，所述方法包括在一個爐次內依次進行的以下步驟：a、將冶煉物料裝入埋弧電爐中，同時配加還原劑并送電冶煉；b、取鐵水樣或渣樣分析，當鐵水樣中的釩含量為0.45wt％以上或渣樣中的V2O5含量小于0.4wt％時，出渣、出鐵并完成冶煉，其中，所述一個爐次為埋弧電爐出渣、出鐵結束后，加入冶煉物料至下次出渣、出鐵之間的時間間隔。本發(fā)明通過采用埋伏電爐生產含釩鐵水，使得攀西釩鈦磁鐵礦冶煉生產含釩鐵水中的釩含量高于傳統(tǒng)高爐冶煉工藝，從而為后續(xù)含釩鐵水提取釩渣增加產量或釩渣品位，解決了傳統(tǒng)高爐冶煉工藝釩收率不高的問題，有利于實現釩鈦磁鐵礦資源利用的最大化和高效化。
【專利說明】一種采用埋弧電爐生產含釩鐵水的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金領域，更具體地講，特別是涉及一種采用埋伏電爐生產含釩鐵水的方法。
【背景技術】
[0002]攀西釩鈦磁鐵礦精礦采用高爐生產含釩鐵水，由于在前工序燒結和高爐冶煉中必須進行調渣操作，渣量比較大，因此冶煉所得到的含釩鐵水中[V]含量通常在0.32?0.35wt%左右，釩進入鐵水的比例大約為70wt%。
[0003]在實際生產中，如果不考慮釩的收得率，含釩鐵水中釩的含量高低并不關鍵。但是，如果從資源有效利用的角度考慮，包括后續(xù)含釩鐵水提取釩渣等處理步驟，鐵水中釩的含量就比較重要，這將直接影響釩渣產能及經濟效益，特別是鐵水量較大時更是如此。若含釩鐵水中釩的含量在0.32?0.35wt%之間，則釩渣的正常產率在5%左右；若含釩鐵水中釩的含量達到0.5wt%以上時，同品位釩渣的折算產率將達到8%左右，那么釩的回收效率將得到大大提高，經濟效益極為可觀。
[0004]因此，對于物料成分穩(wěn)定的攀西釩鈦磁鐵礦的冶煉，需要采用一種有別于傳統(tǒng)高爐冶煉方式的新工藝進行含釩鐵水的生產使得鐵水中釩的含量較大幅度的超過0.35wt%,從而可以為后續(xù)含釩鐵水提取釩渣增加產量或釩渣品位，同時解決傳統(tǒng)高爐冶煉工藝釩收率不聞的問題，也進一步提聞攀西I凡欽磁鐵礦中I凡兀素的收率，實現I凡欽磁鐵礦資源利用的最大化和聞效化。
【發(fā)明內容】
[0005]為了解決現有 技術存在的問題，本發(fā)明提供了一種采用埋伏電爐生產含釩鐵水的方法，使得攀西釩鈦磁鐵礦冶煉生產含釩鐵水中的釩含量高于傳統(tǒng)高爐冶煉工藝，從而為后續(xù)含釩鐵水提取釩渣增加產量或釩渣品位，解決傳統(tǒng)高爐冶煉工藝釩收率不高的問題。
[0006]為了實現上述目的，本發(fā)明提供了一種采用埋弧電爐生產含釩鐵水的方法，所述方法包括在一個爐次內依次進行的以下步驟:a、將冶煉物料裝入埋弧電爐中，同時配加還原劑并送電冶煉山、取鐵水樣或渣樣分析，當鐵水樣中的釩含量為0.45wt%以上或渣樣中的V2O5含量小于0.4wt%時，出渣、出鐵并完成冶煉，其中，所述一個爐次為埋弧電爐出渣、出鐵結束后，加入冶煉物料至下次出渣、出鐵之間的時間間隔。
[0007]根據本發(fā)明的采用埋弧電爐生產含釩鐵水的方法的一個實施例，所述冶煉物料為釩鈦磁鐵精礦或釩鈦精鐵礦還原后的金屬化球團，所述還原劑為碳含量不低于50wt %的含碳質物質。
[0008]根據本發(fā)明的采用埋弧電爐生產含釩鐵水的方法的一個實施例，在步驟a中，將冶煉物料分批裝入埋弧電爐中，其中，首批加料量為總加料量 嫌_的25?85wt% ;待埋弧電爐埋弧困難后，逐步補入剩余的冶煉物料，直至加料完畢。
[0009]根據本發(fā)明的采用埋弧電爐生產含釩鐵水的方法的一個實施例，還原劑的配加量根據下式計算:
[0010]M還原劑=kM冶煉物料(1.67FeO+2.25Fe203+0.204TFe_nC殘)，M還原劑取值為負值時不加入還原劑，
[0011]其中，k為1.5?3，n為4?9 ;FeO、Fe203、C殘和TFe為冶煉物料中相應成分含量的絕對數值冶煉物料的總加料量，單位為t。
[0012]根據本發(fā)明的采用埋弧電爐生產含釩鐵水的方法的一個實施例，在步驟a中，送電冶煉的過程中控制熔池的鐵水溫度為1400?1700°C。
[0013]根據本發(fā)明的采用埋弧電爐生產含釩鐵水的方法的一個實施例，在步驟b中，在加料完畢后的15?60分鐘內進行取樣分析。
[0014]根據本發(fā)明的采用埋弧電爐生產含釩鐵水的方法的一個實施例，在步驟b中，當鐵水樣中的釩含量未達到0.45wt%&上或渣樣中的V2O5含量不小于0.4￥七％時，補充配加還原劑并繼續(xù)送電冶煉，直至鐵水樣中的釩含量為0.45wt%以上或渣樣中的V2O5含量小于
0.4wt % ο
[0015]根據本發(fā)明的采用埋弧電爐生產含釩鐵水的方法的一個實施例，在步驟b中，出爐時的爐渣溫度為1500°C以上，出渣時帶電出渣。
[0016]本發(fā)明通過采用埋伏電爐設備冶煉釩鈦磁鐵礦等含釩物料，通過特定的加料制度、溫度制度、終點判定制度和出渣出鐵制度，獲得的含釩鐵水中釩含量達到0.45wt%以上，高于傳統(tǒng)高爐冶煉工藝，從而為后續(xù)含釩鐵水提取釩渣增加產量或釩渣品位，本發(fā)明解決了傳統(tǒng)聞爐工藝I凡收率不聞的問題，對于進一步提聞攀西I凡欽磁鐵礦中I凡兀素的收率，實現資源利用的最大化和高效.化具有積極的推動作用。
【具體實施方式】
[0017]在下文中，將結合示例性實施例具體描述本發(fā)明的采用埋弧電爐生產含釩鐵水的方法。
[0018]埋弧電爐亦稱還原電爐或礦熱電爐，是將電極一端埋入料層，在料層內形成電弧并利用料層自身的電阻發(fā)熱加熱物料進行冶煉的電爐。本發(fā)明采用埋弧電爐裝備進行冶煉，主要是利用入爐的冶煉物料電導率不高且冶煉過程中無需進行留鐵操作，從而可以避免冶煉產生的含鈦爐渣過還原而導致爐況不順的情況。
[0019]本發(fā)明的冶煉方法具有爐次性的概念，即非加入物料的同時進行出渣出鐵操作，每爐出渣、出鐵與上一爐次具有一定的時間間隔，更具體地講，一個爐次為埋弧電爐出渣、出鐵結束后，加入冶煉物料至下次出渣、出鐵之間的時間間隔，每次冶煉可以包括一個或多個爐次。
[0020]根據本發(fā)明示例性實施例的采用埋弧電爐生產含釩鐵水的方法具體包括:將冶煉物料裝入埋弧電爐中，同時配加還原劑并送電冶煉；取鐵水樣或渣樣分析，當鐵水樣中的釩含量為0.45wt%以上或渣樣中的V2O5含量小于0.4wt%時，出渣、出鐵并完成冶煉。
[0021]其中，冶煉物料包括但不限于釩鈦磁鐵精礦或釩鈦磁鐵精礦還原后的金屬化物料，也可以為含釩鉻等金屬元素的物料，但優(yōu)選為釩鈦鐵精礦或釩鈦磁鐵精礦還原后的金屬化球團。還原劑為碳含量不低于50wt%的含碳質物質，還原劑的作用是將冶煉物料中的鐵氧化物、釩氧化物等還原為金屬鐵、金屬釩等并使其進入鐵水中，使用的還原劑主要包括但不限定為焦丁、石墨、煤粉或浙青焦中的一種或多種。
[0022]在本發(fā)明的冶煉過程中，通過采用特定的加料制度、溫度控制制度、終點判定制度和出渣出鐵制度，從而獲得鐵水中釩含量達到0.45wt%以上的含釩鐵水。具體地，本發(fā)明的加料制度是指在一個爐次內的加料操作方式，即埋弧電爐出渣出鐵完成后加入物料至下次出渣出鐵鐵為止，包括含釩物料和還原劑的加料操作方式。具體操作為:在步驟a中，將冶煉物料分批裝入埋弧電爐中，其中，首批加料量為總加料量 煉?4的25-85wt% ;待埋弧電爐埋弧困難后，逐步補入剩余的冶煉物料，直至物料加入完畢，其中，當設備的除塵煙氣溫度突升幅度大于5°C時即判斷為埋弧電爐埋弧困難。采用分批次加入冶煉物料的加料方式，可以適時掌握和控制爐內的反應狀況，保證冶煉的順行并防止冶煉過程中意外事故的發(fā)生。并且，在加入首批冶煉物料的同時配加適宜的還原劑，還原劑的配加量根據下式計算=M還原劑=kM冶煉物料(1.67FeO+2.25Fe203+0.204TFe_nC殘)，Μ.劑取值為負值時不加入還原劑，其中，k和η為系數，k為1.5-3，η為4-9 ;FeO、Fe203> C殘和TFe為冶煉物料中相應成分含量的絕對數值冶煉物料的總加料量，單位為t。以上公式根據化學反應和經驗數據獲得。
[0023]本發(fā)明的溫度控制制度具體是指在一個爐次內的溫度控制方式，具體步驟為:在步驟a中，當首批冶煉物料加入后，送電起弧，待熔池一旦形成，控制熔池的鐵水溫度為1400-1700°C。根據該溫度要求，還需要根據加料制度的變化，及時調整電流和電壓，以保證熔池鐵水溫度在1400-1700°C之間，當鐵水溫度在1400°C以下時，則熔化過程難于進行，同時釩被還原后進入鐵水較困難；而當鐵水溫度在1700°C以上時，則設備中的耐火材料壽命急劇縮短。
[0024]本發(fā)明的終點判定制度要求在加料結束后的15-60分鐘內，取鐵水樣或渣樣進行分析，若鐵水樣中的釩含量達到0.45wt%以上或渣樣中的V2O5含量小于0.4wt%時，即可出渣、出鐵并結束冶煉；反之，即當鐵水樣中的釩含量未達到0.45wt%以上或渣樣中的V2O5含量不小于0.4wt%時，則小批量補充配加還原劑并繼續(xù)送電冶煉進一步還原，直至鐵水樣中的釩含量為0.45wt%以上或渣樣中的V2O5含量小于0.4wt%后出渣、出鐵并結束冶煉。但若冶煉物料為非釩鈦磁鐵精礦、非釩鈦磁鐵精礦還原后的金屬化球團或含釩鉻等金屬元素的物料時，鐵水中的釩、鉻等含量要求需根據入爐物料的釩、鉻含量相應改變，即采用非釩鈦磁鐵精礦或釩鈦磁鐵精礦還原后的金屬化球團冶煉時，鐵水中的釩含量及渣中的V2O5含量有一定變化，但其冶煉反應過程和控制原理仍然一致，即本發(fā)明對于采用埋伏電爐設備冶煉物料并刻意控制鐵水中釩含量不超過0.45wt%的類似方法也通用。
[0025]本發(fā)明的出渣出鐵 制度具體要求在步驟b中，當鐵水成分達到上述要求后，在保證鐵水溫度的情況下，出爐時的爐渣溫度需為1500°C以上，同時在出渣過程中帶電出洛，以避免爐渣的短渣特性影響出渣效果。
[0026]此外，根據本發(fā)明的采用埋弧電爐生產含釩鐵水的方法，在冶煉過程中，造渣或不造渣均可，若不造渣冶煉，還可以進一步回收鈦爐渣。
[0027]下面通過具體示例對本發(fā)明的采用埋弧電爐生產含釩鐵水的方法進行說明。
[0028]示例 I:
[0029]額定功率為250kVA的埋伏電爐采用本發(fā)明的方法冶煉釩鈦磁鐵精礦，首批加料量為2.4t，為總加料量4t的60wt%，配合加入1249kg無煙煤作為還原劑，將冶煉溫度控制在1500°C，出爐的爐渣溫度為1594°C的條件下，鐵水中的釩含量達到0.47wt%。
[0030]示例2:
[0031]額定功率為12500kVA的埋伏電爐采用本發(fā)明的方法冶煉釩鈦磁鐵精礦預還原后的金屬化球團，首批加料量為lot，為總加料量40t的25wt%，配合加入427kg焦丁作為還原劑，將冶煉溫度控制在1560°C，出爐的爐渣溫度為1631°C的條件下，鐵水中的釩含量達到 0.52wt%0
[0032]示例3:
[0033]額定功率為12500kVA的埋伏電爐采用本發(fā)明的方法冶煉釩鈦磁鐵精礦預還原后的金屬化球團，首批加料量為29.75t，為總加料量35t的85wt%，配合加入344kg焦丁作為還原劑，將冶煉溫度控制在1600°C，出爐的爐渣溫度為1650°C的條件下，鐵水中的釩含量達至Ij 0.55wt% ο
[0034]綜上所述，本發(fā)明通過采用埋伏電爐設備冶煉釩鈦磁鐵礦等含釩物料，通過特定的加料制度、溫度制度、終點判定制度和出渣出鐵制度，獲得的含釩鐵水中釩含量達到
0.45wt%以上，從而為后續(xù)含釩鐵水提取釩渣增加產量或釩渣品位，有利于實現釩鈦磁鐵礦資源利用的最大化和高效化。
[0035]盡管已經具體描述了本發(fā)明的采用埋弧電爐生產含釩鐵水的方法，但是本領域的技術人員應該知道，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對本發(fā)明做出各種形式的改變。`
【權利要求】
1.一種采用埋弧電爐生產含釩鐵水的方法，其特征在于，所述方法包括在一個爐次內依次進行的以下步驟: a、將冶煉物料裝入埋弧電爐中，同時配加還原劑并送電冶煉； b、取鐵水樣或渣樣分析，當鐵水樣中的釩含量為0.45wt%以上或渣樣中的V2O5含量小于0.4被％時，出渣、出鐵并完成冶煉，其中， 所述一個爐次為埋弧電爐出渣、出鐵結束后，加入冶煉物料至下次出渣、出鐵之間的時間間隔。
2.根據權利要求1所述的采用埋弧電爐生產含釩鐵水的方法，其特征在于，所述冶煉物料為釩鈦磁鐵精礦或釩鈦精鐵礦還原后的金屬化球團，所述還原劑為碳含量不低于50wt %的含碳質物質。
3.根據權利要求1所述的采用埋弧電爐生產含釩鐵水的方法，其特征在于，在步驟a中，將冶煉物料分批裝入埋弧電爐中，其中，首批加料量為總加料量M fmm的25?85wt % ；待埋弧電爐埋弧困難后，逐步補入剩余的冶煉物料，直至加料完畢。
4.根據權利要求1所述的采用埋弧電爐生產含釩鐵水的方法，其特征在于，還原劑的配加量根據下式計算: M還原劑=kM冶煉物料(1.67FeO+2.25Fe203+0.204TFe-nCa),當Μ.劑取值為負值時不加入還原劑， 其中，k為1.5?3，11為4?9; FeO, Fe203> CP TFe為冶煉物料中相應成分含量的絕對數值；
為冶煉物料的總加料量，單位為t。
5.根據權利要求1所述的采用埋弧電爐生產含釩鐵水的方法，其特征在于，在步驟a中，送電冶煉的過程中控制熔池的鐵水溫度為1400?1700°C。
6.根據權利要求1所述的采用埋弧電爐生產含釩鐵水的方法，其特征在于，在步驟b中，在加料完畢后的15?60分鐘內進行取樣分析。
7.根據權利要求1所述的采用埋弧電爐生產含釩鐵水的方法，其特征在于，在步驟b中，當鐵水樣中的鑰;含量未達到0.45界1:%以上或洛樣中的V2O5含量不小于0.4界1:%時,補充配加還原劑并繼續(xù)送電冶煉，直至鐵水樣中的釩含量為0.45wt%以上或渣樣中的V2O5含量小于 0.4wt%0
8.根據權利要求1所述的采用埋弧電爐生產含釩鐵水的方法，其特征在于，在步驟b中，出爐時的爐渣溫度為1500°C以上，出渣時帶電出渣。
【文檔編號】C21B11/10GK103436652SQ201310385482
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月29日 優(yōu)先權日:2013年8月29日
【發(fā)明者】劉功國, 秦潔, 謝開良, 何紹剛 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司