直筒炉冶炼钒铁钒收率影响因素及对策

介绍了直筒炉冶炼钒铁工艺特点,以及国内外相关企业钒收率现状,全面分析了直筒炉生产钒铁冶炼收率的影响因素,指出氧化钒堆密度和炉衬打结质量是影响钒收率的主要原因。从冶炼工艺和参数优化方向着手,针对性地指出提高直筒炉冶炼钒铁的途径和措施,对攀钢现有钒铁生产技术经济指标的提高具有一定指导意义。具体包括:控制V_2O_3堆密度在1.0以上,V_2O_3/V_2O_5值在2.0～2.5;确保炉衬打结质量,镁砂粒度3～8 mm比例≥60%,烘烤小火温度500℃、对应烘烤时间4 h、大火烘烤温度900℃、对应烘烤时间11 h;适当延长精炼时间,实施阶梯配铝等。优化后钒铁冶炼收率由95.5%提高到96.4%。     

钒铁冶炼浇铸锭模打结工艺研究

研究了适用于大型电炉钒铁冶炼浇铸过程的锭模打结工艺特性。考察打结料粒度配比、卤水配比、打结时间、刚玉渣配比及烘烤制度等参数对浇铸锭模中渗合金产生量及其钒含量的影响。结果表明:因浇铸锭模合金渗透而导致的钒损失随镁砂粒度及打结时间的增加而降低,随刚玉渣比例的提高而增加;同时随着卤水配比的提高,渗合金产生量及其钒含量呈先降低后升高的趋势;试验条件下的三种烘烤制度对锭模浇铸钒损影响较小。本研究最优工艺条件为:3~8 mm与0~3 mm镁砂粒度配比8∶1,卤水配比2.5∶1时,打结时间60 min,烘烤制度0~500℃2.0 h,500℃2.0 h,500~800℃2.0 h,800℃4.0 h。此时渗合金重量为131 kg,渗合金钒含量可降至2.43%,单炉渗合金钒损从8.82 kg降低到3.16 kg。     

基于铝热还原制备FeV50渣中钒的赋存状态

通过渣金V-O平衡及VO-Al平衡理论研究,分析了铝热还原FeV50合金制备过程不同冶炼阶段对渣中钒赋存状态的影响,计算得到钒在渣中的热力学还原极限。通过不同物相分析手段,得到铝热还原FeV50合金制备过程实际渣中钒的稳定结构。研究结果表明:渣金共存时渣中钒的稳态为VO;出渣后VO与V_2O_3的稳定性与冶炼氧分压有关,其平衡氧分压为0.41 Pa,常压条件下,VO会进一步氧化。渣中钒含量随合金铝含量的增加而降低,当合金铝质量分数分别为8.0%和20.0%时,对应渣中理论钒质量分数分别为0.16%和0.10%。实际冶炼过程中,冷态刚玉渣中的钒除了已还原FeV_x初级合金之外,主要以类质同象的形式与镁、铝、铁等元素固溶形成Mg(Al,V)_2O_4和(Mn,Fe)V_2O_4复合尖晶石结构。     

混合钒氧化物倾翻炉钒铁冶炼工艺研究

研究了适用于倾翻炉一步法和两步法钒铁冶炼过程混合钒氧化物铝热反应的冶炼特性。考察不同钒氧化物配比、不同配铝系数对渣中钒损及单炉冶炼效率的影响。结果表明:V2O3的增加能够有效降低平衡态渣中钒含量,但不利于提高单炉冶炼效率,原料配比(罐数比)从0∶8提高到6∶2时,渣中钒含量从2.23%降低至1.85%,单炉渣量减少19.7%,单炉冶炼时间从180 min增加到194 min;两步法冶炼过程中,随着配铝系数提高到1.20,贫渣钒含量从一步法钒铁冶炼的1.85%降低至0.44%,渣中平均钒含量降低至0.88%;贫渣时间从194 min减少至146 min,精炼时间则从0增加到94 min,单炉冶炼周期较一步法延长46 min;最优试验条件下,合金产品中钒含量提高到51.6%,铝含量降低到低于0.3%的水平,在提高合金品质的同时也提高了铝的利用率。     

减轻钒铁生产中炉底烧结的试验研究

铝热法冶炼钒铁过程中,炉底被烧结,产生含钒烧结渣.烧结渣中含有大量的钒,从而造成钒的损失,降低了钒的回收率,增加了生产成本.本试验通过对炉底打结材料和冶炼布料方式的优化,大大改善了炉底烧结状况,减少了含钒烧结渣的产出量,同时烧结渣中钒的含量也大幅度降低,从而减少了钒的流失,钒的回收率提高0.5%以上.     

1.5吨电弧炉高钒渣冶炼钒铁试验

采用高钒渣经予还原排除氧化铁和磷,硅铁还原,碳粉贫化、予渣精炼的冶炼钒铁工艺,得到了40％的钒铁。同现水法提取V_2O_5,再冶炼钒铁工艺相比较,节省了大量化工原料,简化了工艺,降低了成本。此钒铁可以较广泛地应用于含钒低合金钢中,为我国钒铁的生产开辟了一条新路。     

梯度式电铝热法冶炼钒铁中间合金研究

针对现有电铝热法冶炼钒铁出现的渣中钒(TV)含量高,还原剂Al利用率低的问题,本文从反应热力学、渣的物相组成以及渣系液相温度的角度进行了分析研究。热力学研究结果表明:相同加Al条件下,渣中TV含量随温度的升高而增加;相同温度条件下,随着合金中Al含量的增加,渣中TV含量逐渐降低。岩相分析显示渣中MgO主要分布于镁铝尖晶石相中,而V元素几乎全都固溶于镁铝尖晶石中,控制MgO含量有利于降低渣中TV。基于上述规律,本文提出一种梯度式电铝热冶炼钒铁方法,将整个加料过程分为3期,每期的氧化钒重量比例为5∶3∶2,每个阶段的加铝系数呈梯度式减少,分别为1.25,0.93和0.58,整体平均加铝系数为1.02,低于现有工艺的1.05。采用新方法冶炼钒铁的渣中TV含量约为0.64%,合金中铝含量约为0.4%,均优于现有电铝热法的水平。     

吹炼终点钒在渣铁间的分配比及相分析

采用具备顶底复吹功能的500 kg中频感应炉模拟复吹转炉铁水提钒工艺,研究吹炼终点钒在渣铁间的分配比;运用X射线衍射分析钒铁尖晶石的分子组成。试验结果表明:吹炼终点钒在渣铁间分配比Lv为1.8~2.8,且与渣中FeO含量相关。为了保证钒渣质量,降低钒渣中FeO含量,减少铁损,吹炼终点V的质量分数不宜过低。钒渣中钒铁尖晶石的分子式为FeO(Fe,V)_2O_3,表明钒渣中钒为+3价。吹炼初期钒渣中存在少量+2价钒,随着供氧量增加,+2价钒的数量逐渐减少。     

钒渣直接冶炼钒铁

钒用作钢的合金剂,近年增长很快。钒的来源,现今世界各国主要从钒钛磁铁矿中提取,先经炼铁炼钢得富钒渣,再用湿法化学过程制取V_2O_5,然后炼成钒铁供炼钢用。此法耗费化工原料多,回收率低,成本高,不利于推广应用。因此,近年来各国都积极发展钒渣直接冶炼钒铁的工艺。     

电铝热还原法制备钒铝合金的试验研究

本文采用电铝热还原法制备了钒铝合金,通过DSC分析,Al与V_2O_5的反应过程反应级数为n=0.367,表观活化能E_a=191.47 kJ·mol~(-1)。从试验研究可知,焙烧温度为1 500℃,焙烧时间20 min,Al/V_2O_5=0.8,渣系配比为Al_2O_3:CaO:CaF_2=4:4:2时,制备出符合钒铝合金牌号为VAl65的钒铝合金,制备的钒铝合金的主要物相为Al_8V_5和Al_2V_3,合金收率70.2%,钒收率为87%。     

钒酸钙真接合金化的研究

由钠化钒渣制取的钒酸钙代替钒铁,用作电弧炉冶炼含钒低合金钢的合金料,经11炉试验结果,钒的回收率平均达90％。从钠化钒渣到低钒合金铜过程,“钒酸钙直接合金化”流程与“V_2O_5炼钒铁再合金化”流程相比,工艺流程缩短近一半,钒的总回收率提高15％左右,每吨钢成本降低19.32元。钒酸钙制球,在钢包合金化,钒的回收率也能达到85％。试验证明,此流程是从钠化钒渣中提取利用钒的最有效途径。     

钒钛磁铁矿高炉冶炼的炉渣性质与钒氧化物还原关系

根据承钢高炉炉渣含钒高的特殊性,为了提高钒的还原收得率,研究高炉炉渣性质与钒还原的关系。研究结果表明:在炉渣碱度R12、MgO含量10%左右、Al_2O_3含量14%左右、TiO_2含量9%以下、炉渣温度1 500℃左右条件下,有利于钒还原;增加渣中V_2O_5含量,炉渣熔化性温度降低,但对炉渣黏度影响不明显。     

5号高炉高Al_2O_3炉渣冶炼实践

梅钢5号高炉在生产中炉渣(Al_2O_3)含量一般在15.5%左右,长期以来在高炉炉料中加入蛇纹石熔剂,维持其传统经验认可的高铝渣的(MgO)/(Al_2O_3)需要维持在0.5以上的技术原则以获得合适的炉渣黏度等冶金性能,但产生了渣量增加及高炉下部透气性恶化等问题。为此梅钢高炉根据辅助炉渣相图理论开展了渣系结构优化研究及冶炼实践,结果表明:适当提高炉渣R_2可以降低炉渣黏度改善流动性,对于(Al_2O_3)在15.5%~16.0%的炉渣,(MgO)在7.O%~7.5%,R_2控制在1.20~1.25,能够满足高炉冶炼需求;在(Al_2O_3)含量达到15.73%炉渣条件下,通过渣系、炉料结构及操作制度等冶炼技术的调整优化,发挥系统协同作用,高炉能够获得良好的技术经济指标,全年平均利用系数达到2.262 t/(m~3·d),燃料比达到492 kg/t。     

无缝管用低硅ST30Al钢LF精炼过程钢水硅含量控制

分析了低硅钢ST30A1(/%:0.06~0.10C,≤0.05Si,0.30~0.45Mn,≤0.015P,≤0.005S,0.025~0.050Al)在LF精炼过程中钢水回磷量、钢水铝含量、精炼渣二元碱度、精炼渣Al_2O_3含量等因素对钢水增硅量的影响,得出转炉下渣量、钢水铝含量、精炼炉渣碱度是影响增硅的主要因素。通过控制转炉下渣、降低原辅料中的硅含量、调整精炼渣中SiO_2、Al_2O_3含量、控制精炼渣二元碱度14,渣中Al_2O_3为27%,控制钢水铝含量0.010%~0.020%,LF钢水增硅量由原0.033%~0.047%降低到0.004%~0.018%,成品钢水硅含量≤0.035%。     

钒酸钙的还原及直接合金化

在实验室探索钒酸钙还原规律的基础上,用25kg高频感应炉,进行了钒酸钙直接合金化的研究,钒回收率平均为83％。又进行了0.5t电弧炉内钒酸钙团块和钢包内钒酸钙球团直接合金化冶炼含钒约为0.1％的低钒合金钢的试验,钒回收率分别为90％和86％。本流程的钒总回收率比“钠化钒渣→V_2O_5→钒铁”的合金化流程提高13～17％。     

高钒渣中金属铁测定干扰因素的探讨

一、前言近十几年以来,国内许多冶金工厂都生产了含钒量品位不同的钒渣,用来作钒铁以炼制含钒合金钢,或提取工业五氧化二钒。钒渣的质量指标中金属铁含量是一个重要项目。对于钒渣(V_2O_515～22％)书刊文献中[1、2、3、6、]应用的方法很不统一,引起偏差较大。新工艺流程采用含钒铁水或高钒生铁(V3％)。于槽式炉或底吹转炉吹炼得到钒渣(V_2O_522—38％),对于这种钒渣中金属铁的测定,选用何种方法为好,为此对各种测定方法的优缺点进行了研究。     

五氧化二钒作合金剂冶炼高速钢的试验研究

钒元素是冶炼某些优质钢的合金剂之一。为了增加我国钒合金剂的品种,简化生产工艺,降低生产成本,我们分析了 V_2O_5的热力学特性和我国炼钢工业技术发展的趋向,在实验室进行了用 V_2O_5作合金剂冶炼合金钢的小型试验,取得了较好的效果。1977年6月,上钢五厂、上海铁合金厂和北京钢铁研究院组成了用 V_2O_5代替钒铁冶炼高速钢的试验组,历时一年。用2.4吨 V_2O_5     

四元渣系CaO-FeO-SiO2-V2O3的活度模型及应用

根据分子离子共存理论建立了CaO-FeO-SiO2-V2O3四元渣系活度计算模型.计算结果表明,渣中V2O3的活度系数与实测值吻合.V2O3活度系数的影响因素主要为炉渣碱度和渣中氧化铁含量.冶炼含钒合金钢时,钒的收得率主要与冶炼钢种成分、炉渣成分和渣量有关,其中炉渣氧化铁的活度和渣量对钒的收得率影响显著.对于钒铁、V2O5和钒渣等合金添加剂用于冶炼含钒合金钢的计算表明,钒铁收得率最高,而钒渣的收得率最差,且只能用于冶炼微钒合金钢种.     

含钒渣系活度计算模型及应用

为研究转炉提钒的热力学,构建FeO-MgO-MnO-SiO_2-V_2O_3-Cr_2O_3-TiO_2七元渣系活度计算模型.利用此模型研究了影响钒渣中V_2O_3活度的因素,认为降低提钒终点温度,提高炉渣中的氧化铁含量,有利于降低钒渣中V_2O_3活度,提升转炉提钒的效率.通过活度模型计算得到,在低钒铁水和高钒铁水提钒过程中,碳钒临界转化温度分别为1313℃和1376℃.     

基于梯度配铝的FeV50合金制备及其影响因素

分析了Al,Si,C热还原制备FeV50合金的热力学可行性及铝热还原过程渣金钒铝平衡,采用分期梯度配铝的方式,考察了原料配比、反应温度、加料制度和多期配铝系数对渣中TV含量及合金成分的影响。通过不同还原剂热还原的热力学分析表明:1500 K时,常压条件下碳热还原过程优先生成VC,只有当体系真空度高于76.8 Pa才能得到稳定钒基合金产品;硅热反应仅适用于高价钒氧化物的还原,配加CaO有利于反应的进行以及钒氧化物的还原效率;铝热还原V_2O_5和V_2O_3的单位反应热分别为368.4和221.0 k J·mol~(-1),基本能够满足密闭系统维持自发反应的热量需求。铝热还原渣金热力学平衡分析结果表明FeV50渣中TV含量随合金Al含量的升高而降低,当合金Al含量为2.0%时,渣中理论TV含量为0.27%;若要使渣中理论TV含量降低到0.15%,合金Al含量需达18.8%以上。基于此,采用"梯度配铝"工艺试验,在三期加料制度4-3-1,配铝系数1.30-1.00-0.30,原料配比3∶1,体系温度1850℃的条件下,渣中平均TV含量由均匀配铝的1.85%降低到0.69%,合金Al含量从1.6%降低到0.4%。