[发明专利]一种高钒铁的冶炼方法及用于高钒铁冶炼的锭模

说明书

技术领域

本发明属于钒铁冶炼技术领域，更具体地讲，涉及一种高钒铁的冶炼方法及用于高钒铁冶炼的锭模。

背景技术

目前，国际国内普遍采用直筒炉冶炼高钒铁，高钒铁是指钒含量在80wt％以上的钒铁合金。直筒炉冶炼高钒铁采用的是一步冶炼钒铁的工艺，即每冶炼一炉需要更换一次打结好的组合式直筒炉体，炉体离线制备，冶炼所得的钒铁合金液和熔渣离线随炉冷却自然沉降分离，单炉产量3吨左右，如果进一步扩大炉容，将会使钒铁偏析严重，不能有效控制产品质量；同时，炉渣中的残钒较高，钒铁冶炼回收率偏低。若采用倾翻式电弧炉冶炼，则因高钒铁的熔点较中钒铁的熔点高150℃左右，则出铁浇注后会导致具备细晶组织的高钒铁的后续破碎困难，生产无法顺行。

发明内容

针对现有技术所存在的不足，本发明的目的在于解决以上问题中的一个或多个。

本发明的目的在于提供一种能够实现多炉连续冶炼，并实现降低渣中残钒、提高钒铁冶炼回收率的高钒铁冶炼方法。

为了实现上述目的，本发明的一方面提供了一种高钒铁的冶炼方法，所述方法包括以下步骤：a、将冷态含钒富渣和石灰加入电弧炉垫底，再加入由五氧化二钒、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；b、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，并且在出渣前加入铝或铝镁合金进行还原处理；c、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，并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。

根据本发明的高钒铁的冶炼方法的一个实施例，所述方法还包括在步骤b结束之后并在步骤c开始之前继续加入由三氧化二钒、铝粒、石灰、钢屑组成的三期混合料进行冶炼并在冶炼渣中的钒含量小于0.5％时出渣的步骤，并且在出渣前加入铝或铝镁合金进行还原处理。

根据本发明的高钒铁的冶炼方法的一个实施例，所述三期混合料与二期混合料的配比和总量相同。

根据本发明的高钒铁的冶炼方法的一个实施例，所述锭模还包括由镁砂、氯化镁组成的混合料打结得到的打结层，所述打结层的厚度为200～250mm。

本发明利用大型倾翻式电弧炉并采用电铝热法生产高钒铁，不仅通过特殊工艺控制可实现多炉连续冶炼，达到降低渣中残钒、提高钒铁冶炼回收率的目的；同时，通过对浇注过程进行有效地保温，延缓钒铁冷却，可达到改变钒铁组织的目的，克服高钒铁难以破碎的后续问题，保证了生产的顺行。

具体实施方式

在下文中，将详细说明本发明的高钒铁的冶炼方法。若无特别说明，以下所涉及的百分比均为质量百分比。

根据本发明的高钒铁冶炼方法是利用大型倾翻式电弧炉进行冶炼，具体的冶炼过程分还原过程和精炼过程，其中，还原过程的主要目的为最大限度地降低渣中残钒，精炼过程的主要目的为脱除钒铁合金中过量的铝。本发明的工艺流程可以分为“三期冶炼”或“四期冶炼”两种模式，“三期冶炼”即整个冶炼过程包括两个还原期和一个精炼期，而“四期冶炼”则包括三个还原期和一个精炼期。并且，本发明的还原过程和精炼过程均需要保持较高的冶炼温度以确保钒铁合金液浇注时的较高过热度。在冶炼完毕后采用锭模进行浇注，一方面对钒铁合金液进行保温，延缓钒铁冷却，使钒铁呈粗晶组织，以利钒铁破碎；另一方面通过浇注使合金成分偏析小，成分均匀。

具体地，根据本发明的高钒铁冶炼方法包括以下步骤：