[发明专利]基于铝热自蔓延梯度还原与渣洗精炼制备钒铁合金的方法

权利要求书

1.基于铝热自蔓延梯度还原与渣洗精炼制备钒铁合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）铝热自蔓延梯度还原，采用以下两种方式之一：

第一种方式，将钒氧化物、Fe₂O₃粉末、铝粉、造渣剂分成4批次以上，将首批次物料投入反应炉中，并且首批次物料的重量占总物料量的10~30%，以镁粉从物料顶部点燃以引发自蔓延反应，陆续加入其它批次物料，直至反应完全得到高温熔体，其中每批次物料的配铝量由铝热自蔓延反应理论化学计量比的1.15~1.35倍梯度递减至0.85~0.65倍，且原料总配铝量为铝热自蔓延反应的理论化学计量比的0.94~1.00；

第二种方式，将钒氧化物、Fe₂O₃粉末、造渣剂混合均匀，以均匀流速加入到连续混料机中，同时将铝粉以梯度递减流速加入到连续混料机中，混匀的原料同时连续引入反应炉中进行铝热自蔓延反应，整个混料过程和整个反应过程不发生间断，直至所有物料完全反应后得到高温熔体，

上述两种方式中，钒氧化物、Fe₂O₃粉末、铝粉、造渣剂的质量比为：1.0:(0.2～1.49):(0.56～1.00):(0.82～1.95)，粒度分别满足：所述钒氧化物粒度≤5mm，所述Fe₂O₃粉末粒度≤0.2mm，所述铝粉粒度≤5mm，所述造渣剂粒度≤0.2mm；并且所述钒氧化物为V₂O₅或者V₂O₃；

其中引入至反应炉中的连续物料的配铝量由铝热自蔓延反应理论化学计量比的1.15～1.35倍梯度递减至0.85～0.65倍，整个过程配铝量梯度变化的次数n满足关系式：n=（b-c）/a，其中b表示最高配铝量，c表示最低配铝量，a表示配铝量梯度变化系数，并且0<a≤0.04；原料总配铝量为铝热自蔓延反应理论化学计量比的0.94～1.00倍；

（2）通过电磁感应加热对高温熔体进行保温熔炼，得到上层氧化铝基熔渣和下层合金熔体；

（3）在下层合金熔体中喷吹精炼渣，进行搅拌渣洗精炼；

（4）将精炼后的高温熔体冷却至室温，除去上层熔炼渣后得到钒铁合金。

2.根据权利要求1所述的基于铝热自蔓延梯度还原与渣洗精炼制备钒铁合金的方法，其特征在于，所述步骤（2）中保温熔炼的控制参数为：电磁感应频率≥1000Hz，熔炼温度为1700～1800℃，保温时间5～15min。

3.根据权利要求1所述的基于铝热自蔓延梯度还原与渣洗精炼制备钒铁合金的方法，其特征在于，所述步骤（3）中精炼渣为以下两种中的一种：①按质量比10～25%的CaF₂，余量为CaO；②按质量比10～25%的CaF₂，5～10%的Na₂O，余量为CaO。

4.根据权利要求1所述的基于铝热自蔓延梯度还原与渣洗精炼制备钒铁合金的方法，其特征在于，所述步骤（3）中搅拌渣洗精炼的控制参数为：采用偏心搅拌，偏心率为0.2~0.4，精炼渣的加入量为原料总量的2～8％，以纯度≥99.95%的惰性气体为载气，搅拌速率为50～150rpm，精炼温度为1700～1800℃，精炼时间为10～30min。

5. 根据权利要求1所述的基于铝热自蔓延梯度还原与渣洗精炼制备钒铁合金的方法，其特征在于，所述钒铁合金按照质量百分含量的化学组成为：V 35.0～80.0%，Al≤1.5%，Si≤1.0%，O≤1.0%，余量为Fe。