專利名稱：提釩冷卻劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于轉(zhuǎn)爐提釩的冷卻劑及其制備方法，更具體地講，涉及一種以脫硫渣磁選粒鐵為原料的提釩冷卻劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)是釩鈦磁鐵礦的大國(guó)，攀鋼、承鋼、昆鋼、威鋼等企業(yè)都是采用釩鈦磁鐵礦進(jìn)行冶煉。釩鈦磁鐵礦高爐冶煉出的鐵水與普通鐵水相比，其釩含量高，而釩是一種重要的資源，因此釩鈦磁鐵礦冶煉出的鐵水在煉鋼前必須先進(jìn)行提釩，促使釩氧化而制取釩渣。目前，國(guó)內(nèi)外制取釩渣的生產(chǎn)方法較多，主要有新西蘭鐵水包吹釩工藝、南非搖包提釩工藝、 俄羅斯和中國(guó)的轉(zhuǎn)爐提釩工藝等，其它提釩工藝還包括含釩鋼渣提釩、石煤提釩工藝等。其中，以轉(zhuǎn)爐提釩的工藝最優(yōu)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)最好。目前，國(guó)內(nèi)外轉(zhuǎn)爐提釩的生產(chǎn)工藝主要是通過(guò)加入冷卻劑、控制過(guò)程溫度和吹煉時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)。在反應(yīng)過(guò)程中，需通過(guò)加入冷卻劑控制熔池溫度，使熔池溫度保持在碳釩轉(zhuǎn)化溫度以下，以獲得V的高氧化率和高收得率，達(dá)到提釩保碳的目的，將[V] ( S卩，鐵水中的釩元素含量)降至0.05wt%以下。鐵水的冷卻是轉(zhuǎn)爐提釩生產(chǎn)的重點(diǎn)。鐵水的冷卻主要是往鐵水中加入冷卻劑，目前常用的冷卻劑如普通鐵礦石、冷固球團(tuán)、廢鋼、氧化鐵皮和高品位礦等。目前常用的冷固球團(tuán)一般采用鐵精礦粉、氧化鐵皮等為原料進(jìn)行生產(chǎn)。2006年6 月21日公開的公開號(hào)為CN1789435A的中國(guó)專利申請(qǐng)公開了一種鐵水提釩控鈣冷卻劑及鐵水提釩控鈣工藝，其提釩冷卻劑的化學(xué)成分(wt% )為氧化鐵皮56% -60%、鐵精礦粉 30% -40%、結(jié)合劑5% -10%，該冷卻劑可增高釩的提取率和釩渣品位，穩(wěn)定釩渣氧化鈣含量。2009年I月7日公開的公開號(hào)為CN101338351A的中國(guó)專利申請(qǐng)公開了一種提釩冷卻劑及其制備方法和使用方法，該冷卻劑以氧化鐵皮或提釩污泥、含釩鐵精礦、結(jié)合劑為原料生產(chǎn)，含有 80wt*% -95wt*% 的鐵氧化物、3wt*% -6wt*% 的 Si02、0. Iwt % -0. 6wt*% 的 V205、 1% -3% MgCl2。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面提供了一種以脫硫渣磁選粒鐵為原料的提釩冷卻劑，以實(shí)現(xiàn)釩資源的利用最大化。本發(fā)明的另一方面提供了一種有效利用脫硫渣磁選粒鐵為原料制備提釩冷卻劑的方法。通過(guò)參照下文給出的詳細(xì)描述，對(duì)于本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，本發(fā)明的上述和其它方面將變得更加明顯。根據(jù)本發(fā)明的一方面,提供了一種提鑰;冷卻劑,所述提鑰;冷卻劑由50wt% _70wt% 的脫硫洛磁選粒鐵、25wt% _45wt%的煉鋼氧化鐵皮和3wt% _5wt%的結(jié)合劑組成,所述脫硫渣磁選粒鐵是對(duì)由含釩鐵水經(jīng)脫硫后得到的脫硫渣進(jìn)行磁選或細(xì)化后磁選而得到的粒鐵。根據(jù)本發(fā)明所述的提釩冷卻劑，所述結(jié)合劑為膨潤(rùn)土、水泥、硅藻土中的至少一種。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種上述提釩冷卻劑的制備方法，上述制備方法包括以下步驟a、將脫硫渣磁選粒鐵和煉鋼氧化鐵皮分別破碎、篩分，以形成粉粒；b、將按重量計(jì)3-5份結(jié)合劑和50-70份脫硫渣磁選粒鐵粉粒及25_45份煉鋼氧化鐵皮粉粒進(jìn)行配料；C、將配好的料進(jìn)行混料，混料的同時(shí)加入水，水與料的重量比為(3-5) 50;d、將混勻的料進(jìn)行壓球，將壓制好的球團(tuán)干燥后即得提釩冷卻劑。根據(jù)本發(fā)明所述的制備方法，所述步驟a形成的脫硫磁選粒鐵粉粒和煉鋼氧化鐵皮粉粒的粒徑< 3mm。根據(jù)本發(fā)明所述的制備方法，在步驟c中，水與料的重量比為3 50。根據(jù)本發(fā)明所述的制備方法，在步驟d中，將未成球團(tuán)的料返回再次壓球。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有成本低、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、資源利用率高、冷卻效果好等優(yōu)點(diǎn)。不僅能夠?yàn)檗D(zhuǎn)爐提釩提供優(yōu)質(zhì)的冷卻劑，而且能夠有效利用鋼鐵廠內(nèi)部產(chǎn)生的諸如脫硫渣磁選粒鐵和氧化鐵皮等二次資源，為企業(yè)節(jié)約成本、創(chuàng)造效益。


圖I是本發(fā)明的提釩冷卻劑的制備流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的提釩冷卻劑及其制備方法。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的提f凡冷卻劑由50wt % -70wt %的脫硫洛磁選粒鐵、 25wt% -45wt%的煉鋼氧化鐵皮和3wt% -5wt%的結(jié)合劑組成。本發(fā)明中的脫硫渣磁選粒鐵是對(duì)由含釩鐵水經(jīng)脫硫后得到的脫硫渣進(jìn)行磁選或細(xì)化后磁選而得到的粒鐵。所述細(xì)化可以通過(guò)破碎或向熱態(tài)的脫硫渣噴水等方式進(jìn)行。通常，在采用釩鈦磁鐵礦進(jìn)行冶煉時(shí)，鐵水脫硫工序的渣裹鐵損一般為5kg/t左右，經(jīng)脫硫處理后形成的渣即脫硫渣。通常冶金企業(yè)僅回收脫硫渣中的鐵。例如，某廠采用在線打水法對(duì)脫硫渣進(jìn)行處理，脫硫渣經(jīng)熱態(tài)打水細(xì)化后再通過(guò)磁選，磁選能夠?qū)⒚摿蛟械慕饘勹F回收。在本發(fā)明中，將脫硫渣磁選粒鐵作為提釩冷卻劑的原料，實(shí)現(xiàn)了對(duì)粒鐵中釩元素的回收，有利于釩資源的回收利用。本發(fā)明中的煉鋼氧化鐵皮是指鋼鐵冶金各工藝過(guò)程中產(chǎn)生的氧化殼層，其主要成分是氧化鐵或氧化亞鐵。例如，來(lái)自軋鋼或連鑄過(guò)程中的氧化殼層。氧化鐵皮可改善熔渣流動(dòng)性，也有利于脫磷，并且可以降溫。具體地，本發(fā)明的提釩冷卻劑中所采用的結(jié)合劑為膨潤(rùn)土、水泥、硅藻土中的至少一種，可以根據(jù)生產(chǎn)需要和實(shí)際情況具體選擇。相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了上述提釩冷卻劑的制備方法，所述制備方法包括以下步驟a、將脫硫渣磁選粒鐵和煉鋼氧化鐵皮分別破碎、篩分，以形成粉粒；b、將按重量計(jì)3-5份結(jié)合劑和50-70份脫硫渣磁選粒鐵粉粒及25-45份煉鋼氧化鐵皮粉粒進(jìn)行配料；c、將配好的料進(jìn)行混料，混料的同時(shí)加入水，水與料的重量比為(3-5) 50 ;d、將混勻的料進(jìn)行壓球，將壓制好的球團(tuán)干燥后即得提釩冷卻劑。提釩冷卻劑的制備方法具體還可以參見(jiàn)附圖 I所示。如果提釩冷卻劑中脫硫渣磁選粒鐵的比例過(guò)大，則脫硫渣磁選粒鐵不可避免帶入的脫硫渣會(huì)導(dǎo)致鋼水增硫，產(chǎn)生不利影響；如果脫硫渣磁選粒鐵的比例過(guò)小，則提釩冷卻劑的冷卻效果得不到保證。如果煉鋼氧化鐵皮的含量過(guò)少，則提釩冷卻劑所帶入的FeO含量少，不利于迅速成渣。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，采用上述配比可以使提釩冷卻劑達(dá)到最佳的提釩效果。優(yōu)選地，所述脫硫渣磁選粒鐵和煉鋼氧化鐵皮的粒徑均< 3mm，其原因在于，在將冷卻劑原料混合并壓制成球團(tuán)時(shí)，若原料粒徑太大，則會(huì)影響球團(tuán)的成球率并從而影響效率?；炝蠒r(shí)加入一定量的水進(jìn)行濕潤(rùn)，可使脫硫渣磁選粒鐵和煉鋼氧化鐵皮與結(jié)合劑更好地結(jié)合，提高提釩冷卻劑球團(tuán)的成球率和球團(tuán)的強(qiáng)度。其中，水與料的重量比為 (3-5) 50。優(yōu)選地，水與料的重量比為3 50?；炝暇唧w可采用混料機(jī)、攪拌機(jī)等機(jī)械攪拌的混料設(shè)備。此外，將提釩冷卻劑原料混合后壓制成球團(tuán)主要是因?yàn)榍驁F(tuán)利于下料，并且可以提高材料的利用率。但若球團(tuán)中的水分過(guò)大，可能發(fā)生爐內(nèi)大噴的危險(xiǎn)現(xiàn)象，因此應(yīng)盡量將球團(tuán)干燥后再使用。例如，將壓制好的濕球團(tuán)裝入鐵柵料斗中，自然風(fēng)干兩天。配料時(shí)，可根據(jù)需要配制總重為5_15t的料再進(jìn)行混料。壓球時(shí)，若有未成球團(tuán)的料，可將其返回再次壓球，以提高成品率。壓球具體可采用壓球機(jī)等壓球設(shè)備。為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。在以下具體實(shí)施例中，所使用的脫硫渣磁選粒鐵是對(duì)由高爐產(chǎn)出的含釩鐵水經(jīng)脫硫后得到的脫硫渣進(jìn)行磁選或細(xì)化后磁選而得到的粒鐵。例如，脫硫渣磁選粒鐵的成份可以為TFe含量〉90wt%，P含量< 0. 03wt %, S含量< 0. 02wt %, V含量為
0.30wt% -0. 37wt %。煉鋼氧化鐵皮的成份可以為TFe含量> 63wt%，P含量< 0. 02wt%, S 含量< 0. 03wt%。實(shí)施例I將脫硫渣磁選粒鐵、煉鋼氧化鐵皮分別破碎并篩分得到粒徑< 3mm的粉粒；然后將脫硫渣磁選粒鐵、煉鋼氧化鐵皮、結(jié)合劑按質(zhì)量比為55 42 3配料5t，結(jié)合劑為膨潤(rùn)土和水泥；將其放入混料機(jī)中混合攪拌，攪拌過(guò)程中均勻加入300kg水，攪拌均勻后將料送入壓球機(jī)進(jìn)行壓制，將未成球的料返回至壓球機(jī)料斗中并將壓制成的濕球團(tuán)裝入鐵柵料斗中，自然風(fēng)干2天。所得冷卻劑球團(tuán)的一次成球率為91%，形狀均勻且強(qiáng)度較好，從2m高度落下不碎，冷卻劑中TFe含量為75. 96wt%、P含量為0. 027wt%, S含量為0. 06wt%、含水量為I. 8wt%，完全滿足用作提釩冷卻劑的要求。采用本實(shí)施例的提釩冷卻劑提釩后，鐵水中的釩從0. 312wt%降低到0. 042wt%，所得釩渣中V2O5的含量為16. 74wt%,TFe的含量為 24. 56wt%0實(shí)施例2將脫硫渣磁選粒鐵、煉鋼氧化鐵皮分別破碎并篩分得到粒徑< 3mm的粉粒；然后將脫硫渣磁選粒鐵、煉鋼氧化鐵皮、結(jié)合劑按質(zhì)量比為70 25 5配料10t，結(jié)合劑為硅藻土 ；將其放入混料機(jī)中混合攪拌，攪拌過(guò)程中均勻加入650kg水，攪拌均勻后將料送入壓球機(jī)進(jìn)行壓制，將未成球的料返回至壓球機(jī)料斗中并將壓制成的濕球團(tuán)裝入鐵柵料斗中， 自然風(fēng)干2天。所得冷卻劑球團(tuán)的一次成球率為90%，形狀均勻且強(qiáng)度較好，從2m高度落下不碎，冷卻劑中TFe含量為80. 00wt%、P含量為0. 031wt%, S含量為0. 08wt%、含水量為2. 2wt%，完全滿足用作提釩冷卻劑的要求。采用本實(shí)施例的提釩冷卻劑提釩后，鐵水中的釩從0. 367wt%降低到0. 018wt%，所得釩渣中V2O5的含量為19. 57wt%, TFe的含量 24. 91wt%。實(shí)施例3將脫硫渣磁選粒鐵、煉鋼氧化鐵皮分別破碎并篩分得到粒徑< 3mm的粉粒；然后將脫硫渣磁選粒鐵、煉鋼氧化鐵皮、結(jié)合劑按質(zhì)量比為52 45 3配料8t，結(jié)合劑為膨潤(rùn)土 ；將其放入混料機(jī)中混合攪拌，攪拌過(guò)程中均勻加入800kg水，攪拌均勻后將料送入壓球機(jī)進(jìn)行壓制，將未成球的料返回至壓球機(jī)料斗中并將壓制成的濕球團(tuán)裝入鐵柵料斗中，自然風(fēng)干2天。所得冷卻劑球團(tuán)的一次成球率為92%，形狀均勻且強(qiáng)度較好，從2m高度落下不碎，冷卻劑中TFe含量為75. 15wt%、P含量為0. 033wt%, S含量為0. 07wt%，含水量為2. 3wt%，完全滿足用作提釩冷卻劑的要求。采用本實(shí)施例的提釩冷卻劑提釩后，鐵水中的釩從0. 36Iwt %降低到0. 06Iwt %，所得釩渣中V2O5的含量為16. 35wt%, TFe的含量 23. 74wt%。實(shí)施例4將脫硫渣磁選粒鐵、煉鋼氧化鐵皮分別破碎并篩分得到粒徑< 3mm的粉粒；然后將脫硫渣磁選粒鐵、煉鋼氧化鐵皮、結(jié)合劑按質(zhì)量比為60 36 4配料15t，結(jié)合劑為硅藻土和水泥；將其放入混料機(jī)中混合攪拌，攪拌過(guò)程中均勻加入900kg水，攪拌均勻后將料送入壓球機(jī)進(jìn)行壓制，將未成球的料返回至壓球機(jī)料斗中并將壓制成的濕球團(tuán)裝入鐵柵料斗中，自然風(fēng)干2天。所得冷卻劑球團(tuán)的一次成球率為90.2%，形狀均勻且強(qiáng)度較好，從2m 高度落下不碎，冷卻劑中TFe含量為77. 31wt%、P含量為0. 029wt%、S含量為0. 091wt%, 含水量為2. 0wt%，完全滿足用作提釩冷卻劑的要求。采用本實(shí)施例的提釩冷卻劑提釩后， 鐵水中的釩從0. 308wt%降低到0. 060wt%,所得釩渣中V2O5的含量為17. 05wt%,TFe的含量 26. 13wt%0實(shí)施例5將脫硫渣磁選粒鐵、煉鋼氧化鐵皮分別破碎并篩分得到粒徑< 3mm的粉粒；然后將脫硫渣磁選粒鐵、煉鋼氧化鐵皮、結(jié)合劑按質(zhì)量比為50 45 5配料15t，結(jié)合劑為硅藻土、水泥和膨潤(rùn)土 ；將其放入混料機(jī)中混合攪拌，攪拌過(guò)程中均勻加入1200kg水，攪拌均勻后將料送入壓球機(jī)進(jìn)行壓制，將未成球的料返回至壓球機(jī)料斗中并將壓制成的濕球團(tuán)裝入鐵柵料斗中，自然風(fēng)干2天。所得冷卻劑球團(tuán)的一次成球率為90.2%，形狀均勻且強(qiáng)度較好，從2m高度落下不碎，冷卻劑中TFe含量為75. 06wt%、P含量為0. 029wt%, S含量為0. 091wt%、含水量為2. lwt%，完全滿足用作提釩冷卻劑的要求。采用本實(shí)施例的提釩冷卻劑提釩后，鐵水中的釩從0. 366wt%降低到0. 052wt%，所得釩渣中V2O5的含量為 15. 09wt %、TFe 的含量 27. 26wt %。綜上所述，本發(fā)明所生產(chǎn)的提釩冷卻劑球團(tuán)，球團(tuán)形狀均勻，強(qiáng)度較好，從2m高度落下不碎，一次成球率高達(dá)90%，所造的球團(tuán)中TFe含量達(dá)到了 75wt%以上，含P、S、水分等成份少，完全滿足用作提釩冷卻劑的要求。不僅能夠?qū)⒚摿蜍囬g產(chǎn)生的磁選粒鐵進(jìn)行完全地有效利用、節(jié)約成本，而且能夠適應(yīng)轉(zhuǎn)爐提釩生產(chǎn)要求，有利于釩資源的利用最大化。盡管已經(jīng)參照本發(fā)明的實(shí)施例具體描述了本發(fā)明的提釩冷卻劑及其制備方法，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該知道，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)實(shí)施例做出各種形式的改變。
權(quán)利要求
1.一種提f凡冷卻劑，其特征在于，所述提f凡冷卻劑由50wt% _70wt%的脫硫洛磁選粒鐵、25wt% _45wt%的煉鋼氧化鐵皮和3wt% _5wt%的結(jié)合劑組成,所述脫硫洛磁選粒鐵是對(duì)由含釩鐵水經(jīng)脫硫后得到的脫硫渣進(jìn)行磁選或細(xì)化后磁選而得到的粒鐵。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的提釩冷卻劑，其特征在于，所述結(jié)合劑為膨潤(rùn)土、水泥、硅藻土中的至少一種。
3.—種權(quán)利要求I或2所述提釩冷卻劑的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟a、將脫硫渣磁選粒鐵和煉鋼氧化鐵皮分別破碎、篩分，以形成粉粒；b、將按重量計(jì)3-5份結(jié)合劑和50-70份脫硫渣磁選粒鐵粉粒及25-45份煉鋼氧化鐵皮粉粒進(jìn)行配料；C、將配好的料進(jìn)行混料，混料的同時(shí)加入水，水與料的重量比為(3-5) 50；d、將混勻的料進(jìn)行壓球，將壓制好的球團(tuán)干燥后即得提釩冷卻劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述步驟a形成的脫硫渣磁選粒鐵粉粒和煉鋼氧化鐵皮粉粒的粒徑< 3mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，在步驟c中，水與料的重量比為 3 50。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，在步驟d中，將未成球團(tuán)的料返回再次壓球。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種提釩冷卻劑及其制備方法，其中所述提釩冷卻劑由50wt％-70wt％的脫硫渣磁選粒鐵、25wt％-45wt％的煉鋼氧化鐵皮和3wt％-5wt％的結(jié)合劑組成，所述脫硫渣磁選粒鐵是對(duì)由含釩鐵水經(jīng)脫硫后得到的脫硫渣進(jìn)行磁選或細(xì)化后磁選而得到的粒鐵；所述提釩冷卻劑的制備方法包括破料、配料、混料、成球等步驟。本發(fā)明具有成本低、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、資源利用率高、冷卻效果好等優(yōu)點(diǎn)。不僅能夠?yàn)檗D(zhuǎn)爐提釩提供優(yōu)質(zhì)的冷卻劑，而且能夠有效利用好鋼鐵廠內(nèi)部產(chǎn)生的二次資源，為企業(yè)節(jié)約成本、創(chuàng)造效益。
文檔編號(hào)C21C5/30GK102586537SQ201210037799
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月20日
發(fā)明者卓鈞, 周海龍, 張家利, 戈文蓀, 王建, 翁建軍, 陳永, 陳煉, 黃正華 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼釩有限公司, 攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司, 攀鋼集團(tuán)西昌鋼釩有限公司