权利要求
1.一种降低钒铁冶炼中杂质和
铝耗的方法，包括以下步骤：
A)将粗筛出的粒子钢倒入水中进行物理分选，得到第一筛分料、第二筛分料和第三筛分料;
所述第一筛分料的粒径≤2.5mm，所述第二筛分料的粒径>2.5mm且≤25mm，第三筛分料的粒径>25mm;
B)将第一筛分料进行摇床分选，床面倾角为3°～5°，横冲水量为2～6L/min，得到提质粒子钢粉和钒渣;
将第二筛分料进行跳汰机分选，跳汰机偏心最大冲程10～30mm，冲次300～500次/min，得到提质粒子钢粒和钒渣;
将第三筛分料进行高压水喷淋清洗，射流压力为20～80MPa，获得提质粒子钢块和钒渣;
C)将提质粒子钢粉、提质粒子钢粒和提质粒子钢块干燥后与钒铁冶炼原料按配比混合，进行冶炼，得到钒铁合金。
2.根据权利要求1所述的降低钒铁冶炼中杂质和铝耗的方法，其特征在于，所述粗筛出的粒子钢的温度为100～300℃。
3.根据权利要求1所述的降低钒铁冶炼中杂质和铝耗的方法，其特征在于，所述粗筛出的粒子钢的粒径<45mm。
4.根据权利要求1所述的降低钒铁冶炼中杂质和铝耗的方法，其特征在于，所述步骤C)中提质粒子钢粉、提质粒子钢粒和提质粒子钢块干燥的温度为100～700℃。
5.根据权利要求1所述的降低钒铁冶炼中杂质和铝耗的方法，其特征在于，利用钒铁刚玉渣或合金饼的余热对所述提质粒子钢粉、提质粒子钢粒和提质粒子钢块进行烘干。
6.根据权利要求1所述的降低钒铁冶炼中杂质和铝耗的方法，其特征在于，干燥后的提质粒子钢粉、提质粒子钢粒和提质粒子钢块中的水分含量<0.05wt%。
7.根据权利要求1所述的降低钒铁冶炼中杂质和铝耗的方法，其特征在于，所述冶炼过程中，精炼剂中硅组分的加入量为20～100kg/t。
8.根据权利要求1所述的降低钒铁冶炼中杂质和铝耗的方法，其特征在于，所述冶炼过程中，吨钒铁铝耗为290～570kg。
9.根据权利要求1所述的降低钒铁冶炼中杂质和铝耗的方法，其特征在于，所述钒铁合金中的杂质为Si杂质和Ti杂质。
10.根据权利要求1所述的降低钒铁冶炼中杂质和铝耗的方法，其特征在于，所述钒铁合金中，Si含量为0.3%～1.5%，Ti含量为0.01%～0.15%。
说明书
技术领域
[0001]本发明属于钒冶金领域，尤其涉及一种降低钒铁合金冶炼中杂质和铝耗的方法。
背景技术
[0002]钢铁冶金行业内，从转炉冶炼中的钢渣和钒渣中分选出的粒子钢易熔化、流动性好且粒度粗细适中，可代替废钢屑用于钒铁合金铁质原料和含铁精炼剂的关键组元。当前钒铁合金主要采用电铝热法进行冶炼，其主要原料为钒氧化物、铁质原料、铝质还原剂和石灰。现有钒铁冶炼技术往往直接将钒渣或钢渣分选出来的粒子钢用作铁质原料，该做法虽然可以降低铁质原料成本，但是往往带来钒铁合金中硅钛杂质含量上升、渣中钒损大、主元素成分较大波动和铝耗升高的风险，影响产品质量、钒收率和铝质还原剂物耗成本。过高的铝耗是影响钒铁合金生产企业利润的痛点，现有降低吨钒铁冶炼铝耗的方法主要集中在提供预还原炉料、化学处理降低杂质氧化物、减轻冶炼过程喷溅等方面，这些从源头和过程上控制铝耗的措施较多，但仍存在收率偏低、硅钛杂质高、铝耗高、主元素成分波动大等共性问题。
发明内容
[0003]本发明的目的在于提供一种降低钒铁合金冶炼中杂质和铝耗的方法，本发明中的方法能够有效地解决使用粒子钢冶炼钒铁工艺中，产品硅钛杂质偏高和冶炼铝耗偏高的问题。
[0004]本发明提供一种降低钒铁冶炼中杂质和铝耗的方法，包括以下步骤：
[0005]A)将粗筛出的粒子钢倒入水中进行物理分选，得到第一筛分料、第二筛分料和第三筛分料;
[0006]所述第一筛分料的粒径≤2.5mm，所述第二筛分料的粒径>2.5mm且≤25mm，第三筛分料的粒径>25mm;
[0007]B)将第一筛分料进行摇床分选，床面倾角为3°～5°，横冲水量为2～6L/min，得到提质粒子钢粉和钒渣;
[0008]将第二筛分料进行跳汰机分选，跳汰机偏心最大冲程10～30mm，冲次300～500次/min，得到提质粒子钢粒和钒渣;
[0009]将第三筛分料进行高压水喷淋清洗，射流压力为20～80MPa，获得提质粒子钢块和钒渣;
[0010]C)将提质粒子钢粉、提质粒子钢粒和提质粒子钢块干燥后与钒铁冶炼原料按配比混合，进行冶炼，得到钒铁合金。
[0011]优选的，所述粗筛出的粒子钢的温度为100～300℃。
[0012]优选的，所述粗筛出的粒子钢的粒径<45mm。
[0013]优选的，所述步骤C)中提质粒子钢粉、提质粒子钢粒和提质粒子钢块干燥的温度为100～700℃。
[0014]优选的，利用钒铁刚玉渣或合金饼的余热对所述提质粒子钢粉、提质粒子钢粒和提质粒子钢块进行烘干。
[0015]优选的，干燥后的提质粒子钢粉、提质粒子钢粒和提质粒子钢块中的水分含量<0.05wt%。
[0016]优选的，所述冶炼过程中，精炼剂中硅组分的加入量为20～100kg/t。
[0017]优选的，所述冶炼过程中，吨钒铁铝耗为290～570kg。
[0018]优选的，所述钒铁合金中的杂质为Si杂质和Ti杂质。
[0019]优选的，所述钒铁合金中，Si含量为0.3%～1.5%，Ti含量为0.01%～0.15%。
[0020]本发明提供了一种降低钒铁冶炼中杂质和铝耗的方法，包括以下步骤：A)将粗筛出的粒子钢倒入水中进行物理分选，得到第一筛分料、第二筛分料和第三筛分料;所述第一筛分料的粒径≤2.5mm，所述第二筛分料的粒径>2.5mm且≤25mm，第三筛分料的粒径>25mm;B)将第一筛分料进行摇床分选，床面倾角为3°～5°，横冲水量为2～6L/min，得到提质粒子钢粉和钒渣;将第二筛分料进行跳汰机分选，跳汰机偏心最大冲程10～30mm，冲次300～500次/min，得到提质粒子钢粒和钒渣;将第三筛分料进行高压水喷淋清洗，射流压力为20～80MPa，获得提质粒子钢块和钒渣;C)将提质粒子钢粉、提质粒子钢粒和提质粒子钢块干燥后与钒铁冶炼原料按配比混合，进行冶炼，得到钒铁合金。
[0021]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0022](1)由于摩擦生热，粒子钢从球磨机出来后仍有100～300℃，表面温度高，立即入水冷却，根据热胀冷缩原理急冷处理，可促进夹带钒渣的剥离，利用钒渣物理性质(密度和粒度)与粒子钢金属基体物理性质(密度和粒密度)的显著差异，提出物理分选获得提质粒子钢(粉、粒、块)的技术方案，经过物理分选后获得提质粒子钢(粉、粒、块)，用于钒铁冶炼，从源头上规避了夹带钒渣中钒铁尖晶石和硅钛杂质的铝热反应3FeV2O4+8Al=3Fe+6V+4Al2O3、4Al+3TiO2=2Al2O3+3Ti、3SiO2+Al=2Al2O3+3Si等副反应的大量发生，降低了入炉硅杂质负荷和钛杂质负荷，在保障收率不受影响的前提下，有效地解决了直接采用未经过处理的粒子钢冶炼钒铁过程中铝耗偏高的问题。
[0023](2)在保障收率不受影响的前提下，解决了合金中由于杂质引入增硅增钛带来的钒含量波动大的问题，提高了主元素含量的窄区间波动稳定性，避免了用户端检测与质保书偏差过大(>0.5%)，提升了客户满意度;
[0024](3)扩大了熔渣贫化期精炼剂硅组分用量调整的精炼工艺窗口，提高了钒铁熔渣贫化效果，钒收率提高了0.68～1.04个百分点，提高了产品质量稳定性和市场竞争力。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0026]图1为本发明中粗筛出的粒子钢的分选示意图。
具体实施方式
[0027]本发明提供了一种降低钒铁冶炼中杂质和铝耗的方法，包括以下步骤：
[0028]A)将粗筛出的粒子钢倒入水中进行物理分选，得到第一筛分料、第二筛分料和第三筛分料;
[0029]所述第一筛分料的粒径≤2.5mm，所述第二筛分料的粒径>2.5mm且≤25mm，第三筛分料的粒径>25mm;
[0030]B)将第一筛分料进行摇床分选，床面倾角为3°～5°，横冲水量为2～6L/min，得到提质粒子钢粉和钒渣;
[0031]将第二筛分料进行跳汰机分选，跳汰机偏心最大冲程10～30mm，冲次300～500次/min，得到提质粒子钢粒和钒渣;
[0032]将第三筛分料进行高压水喷淋清洗，射流压力为20～80MPa，获得提质粒子钢块和钒渣;
[0033]C)将提质粒子钢粉、提质粒子钢粒和提质粒子钢块干燥后与钒铁冶炼原料按配比混合，进行冶炼，得到钒铁合金。
[0034]在本发明中，所述粒子钢为粗选粒子钢，由钢渣或钒渣分选出来，如图1所示，所述粒子钢中含有铁板钛矿、尖晶石与硅酸盐等矿物，所述粒子钢的粒径优选<45mm。
[0035]本发明将所述粗选粒子钢倒入水中进行物理分选，筛分得到第一筛分料、第二筛分料和第三筛分料;
[0036]所述第一筛分料的粒径≤2.5mm，所述第二筛分料的粒径>2.5mm且≤25mm，第三筛分料的粒径>25mm。
[0037]在本发明中，对所述第一筛分料进行摇床分选，得到提质粒子钢粉和钒渣。所述摇床分选的床面倾角优选为3°～5°，如3°，4°，5°，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值;横冲水量优选为2～6L/min，更优选为3～5L/min，如2L/min，3L/min，4L/min，5L/min，6L/min，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。
[0038]在本发明中，对所述第二筛分料进行跳汰机分选，得到提质粒子钢粒和钒渣。
[0039]在本发明中，所述跳汰机的偏心最大冲程优选为10～30mm，更优选为15～25mm，如10mm，15mm，20mm，25mm，30mm，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值;冲次优选为300～500次/min，更优选为350～450次/min，如300次/min，350次/min，400次/min，450次/min，500次/min，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。
[0040]在本发明中，对所述第三筛分料进行高压水喷淋清洗，获得提质粒子钢块和钒渣。所述高压水喷淋清洗中，射流压力优选为20～80MPa，更优选为30～70MPa，如20MPa，30MPa，40MPa，50MPa，60MPa，70MPa，80MPa，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。
[0041]本发明将得到的湿的提质粒子钢粉、提质粒子钢粒和提质粒子钢块进行干燥，直至水分含量低于0.05wt%。
[0042]在本发明中，所述干燥的温度优选为100～700℃，更优选为200～500℃，最优选为300～400℃，本发明优选利用钒铁刚玉渣或合金饼的余热对所述提质粒子钢粉、提质粒子钢粒和提质粒子钢块进行烘干得到干燥的提质粒子钢粉、提质粒子钢粒和提质粒子钢块后，本发明将其与钒铁冶炼原料按照不同牌号的配比混合，进行后续冶炼，得到饭钛合金。
[0043]在本发明中，所述钒铁合金优选为FeV50或FeV80牌号的钒铁合金产品，所述FeV50或FeV80牌号的钒铁合金产品的原料以及配比均为本领域技术人员所公知的内容，本发明在此不再赘述。所述冶炼的工艺也可采用本领域中的常用冶炼工艺，本发明在此不再赘述。
[0044]本发明通过对粒子钢的筛分和处理，扩大了熔渣贫化期精炼剂硅组分用量调整的精炼工艺窗口，在本发明中的冶炼过程中，精炼剂中硅组分的加入量优选为20～100kg/t，如20kg/t，30kg/t，40kg/t，50kg/t，60kg/t，70kg/t，80kg/t，90kg/t，100kg/t，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。
[0045]在本发明中，所述冶炼过程中，吨钒铁铝耗为290～570kg，更优选为300～550kg。所述钒铁合金中，Si杂质的质量含量为0.3%～1.5%，更优选为0.3%～1.2%，Ti杂质的质量含量为0.01%～0.15%，更优选为0.01%～0.1%。
[0046]本发明基于源头控制理念，从实际铝热还原副反应出发，着眼于控制原料中Ti、Si等杂质的减量化，利用粗选粒子钢自带余热、易分选的特点，运用物理选矿技术对粒子钢进行分选降杂，考虑到钒渣中非含钙矿物的粒度和密度与粒子钢的显著差异，因地制宜通过物理分选能充分降低粒子钢中的杂质氧化物量，利用炉渣余热对洁净钢粒进行干燥。除杂操作简单，成本低，为精炼期合金化贫化技术的应用拓展了操作窗口，具有较高的使用价值。
[0047]为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种降低钒铁合金冶炼中杂质和铝耗的方法进行详细描述，但不能将其理解为对本发明保护范围的限定。
[0048]实施例1
[0049](1)将100℃含有铁板钛矿、尖晶石与硅酸盐等矿物的粗选粒子钢进行物理分选。筛分得到第一筛分料、第二筛分料、第三筛分料，第一筛分料粒径小于等2.5mm，第二筛分料粒径大于2.5mm且小于等于25mm，第三筛分料的粒径大于25mm，所数粒子钢进入筛分前的粒径小于45mm;将第一筛分料进行摇床分选，控制床面倾角3°，横冲水量2L/min，得到提质粒子钢粉和钒渣;将所述第二筛分料进行跳汰机分选，跳汰机偏心最大冲程10mm，冲次300次/min，获得提质粒子钢粒和钒渣;将所述第三筛分料进行高压水喷淋清洗，射流压力20MPa，获得提质粒子钢块和钒渣;
[0050](2)将湿的提质粒子钢粉、提质粒子钢粒和提质粒子钢块分别用钒铁刚玉渣或合金饼余热烘干，直至水分含量低于0.05%;
[0051](3)将干燥后的提质粒子钢(粉、粒、块)与钒铁冶炼所需原料按照生产FeV80牌号产品配比混合，并进行钒铁冶炼，根据元素平衡计算精炼剂中硅组分可加入100kg/t。
[0052]实施例2
[0053](1)将300℃含有铁板钛矿、尖晶石与硅酸盐等矿物的粒子钢进行物理分选。筛分得到第一筛分料、第二筛分料、第三筛分料，第一筛分料粒径小于等2.5mm，第二筛分料粒径大于2.5mm且小于等于25mm，第三筛分料的粒径大于25mm，所数粒子钢进入筛分前的粒径小于45mm;将第一筛分料进行摇床分选，控制床面倾角5°，横冲水量6L/min，得到提质粒子钢粉和钒渣;将所述第二筛分料进行跳汰机分选，跳汰机偏心最大冲程30mm，冲次500次/min，获得提质粒子钢粒和钒渣;将所述第三筛分料进行高压水喷淋清洗，射流压力80MPa，获得提质粒子钢块和钒渣;
[0054](2)将湿的提质粒子钢粉、提质粒子钢粒和提质粒子钢块分别用钒铁刚玉渣或合金饼余热烘干，直至水分含量低于0.05%;
[0055](3)将干燥后的提质粒子钢(粉、粒、块)与钒铁冶炼所需原料按照生产FeV80牌号产品配比混合，并进行钒铁冶炼，根据元素平衡计算精炼剂中硅组分可加入80kg/t。
[0056]实施例3
[0057](1)将200℃含有铁板钛矿、尖晶石与硅酸盐等矿物的粒子钢进行物理分选。筛分得到第一筛分料、第二筛分料、第三筛分料，第一筛分料粒径小于等2.5mm，第二筛分料粒径大于2.5mm且小于等于25mm，第三筛分料的粒径大于25mm，所数粒子钢进入筛分前的粒径小于45mm;将第一筛分料进行摇床分选，控制床面倾角4°，横冲水量4L/min，得到提质粒子钢粉和钒渣;将所述第二筛分料进行跳汰机分选，跳汰机偏心最大冲程20mm，冲次400次/min，获得提质粒子钢粒和钒渣;将所述第三筛分料进行高压水喷淋清洗，射流压力50MPa，获得提质粒子钢块和钒渣;
[0058](2)将湿的提质粒子钢粉、提质粒子钢粒和提质粒子钢块分别用钒铁刚玉渣或合金饼余热烘干，直至水分含量低于0.05%;
[0059](3)将干燥后的提质粒子钢(粉、粒、块)与钒铁冶炼所需原料按照生产FeV80牌号产品配比混合，并进行后续冶炼，根据元素平衡计算精炼剂中硅组分可加入60kg/t。
[0060]实施例4
[0061](1)将100℃含有铁板钛矿、尖晶石与硅酸盐等矿物的粒子钢进行物理分选。筛分得到第一筛分料、第二筛分料、第三筛分料，第一筛分料粒径小于等2.5mm，第二筛分料粒径大于2.5mm且小于等于25mm，第三筛分料的粒径大于25mm，所数粒子钢进入筛分前的粒径小于45mm;将第一筛分料进行摇床分选，控制床面倾角3°，横冲水量2L/min，得到提质粒子钢粉和钒渣;将所述第二筛分料进行跳汰机分选，跳汰机偏心最大冲程30mm，冲次500次/min，获得提质粒子钢粒和钒渣;将所述第三筛分料进行高压水喷淋清洗，射流压力20MPa，获得提质粒子钢块和钒渣;
[0062](2)将湿的提质粒子钢粉、提质粒子钢粒和提质粒子钢块分别用钒铁刚玉渣或合金饼余热烘干，直至水分含量低于0.05%;
[0063](3)将干燥后的提质粒子钢(粉、粒、块)与钒铁冶炼所需原料按照生产FeV50牌号产品配比混合，并进行钒铁冶炼，根据元素平衡计算精炼剂中硅组分可加入60kg/t。
[0064]对比例1
[0065]将未经过处理的粒子钢(与实施例1中的粒子钢批次来源相同)与钒铁冶炼所需原料按照生产FeV80牌号产品配比混合，并进行钒铁冶炼，根据元素平衡计算精炼剂中硅组分仅能加入10kg/t。
[0066]对比例2
[0067]将未经过处理的粒子钢(与实施例2中的粒子钢批次来源相同)与钒铁冶炼所需原料按照生产FeV80牌号产品配比混合，并进行钒铁冶炼，根据元素平衡计算精炼剂中硅组分仅能加入15kg/t。
[0068]对比例3
[0069]将未经过处理的粒子钢(与实施例3中的粒子钢批次来源相同)与钒铁冶炼所需原料按照生产FeV80牌号产品配比混合，并进行钒铁冶炼，根据元素平衡计算精炼剂中硅组分仅能加入5kg/t。
[0070]对比例4
[0071]将未经过处理的粒子钢(与实施例4中的粒子钢批次来源相同)与钒铁冶炼所需原料按照生产FeV50牌号产品配比混合，并进行钒铁冶炼，根据元素平衡计算精炼剂中硅组分加入15kg/t。
[0072]对比例5
[0073]采用实施例4相同批次来源的粒子钢进行常规水洗后磁选分离，所得干燥粒子钢与钒铁冶炼所需原料按照生产FeV50牌号产品配比混合，并进行钒铁冶炼，根据元素平衡计算精炼剂中硅组分加入25kg/t。
[0074]采用本发明降低吨钒铁冶炼用铝耗的方法，确保了产品质量、铝耗和钒收率显著改善，并能有效脱除其中夹带的钒渣，其效果见表1。
[0075]表1试验结果
[0076]
[0077]
[0078]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
说明书附图(1)
声明：
“降低钒铁合金冶炼中杂质和铝耗的方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：北方有色网
来源：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司
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