本發(fā)明屬于冶金和礦物工程，涉及一種釩鈦磁鐵礦還原物料電爐熔分和轉(zhuǎn)爐吹釩及精煉工藝。

背景技術：

1、在鋼鐵冶煉工藝中，鐵水需要經(jīng)過轉(zhuǎn)爐進行煉鋼，轉(zhuǎn)爐通過往鐵水內(nèi)吹入氬氣、氧氣使鐵水進行精煉，轉(zhuǎn)爐的爐體安放在一個可以前后傾翻的托圈上，由銷釘進行固定。在爐子的底側(cè)部裝有向熔池水平方向吹入氣體的噴槍，噴槍的數(shù)量根據(jù)爐子的噸位而有所不同，一般為2～3支。噴槍延長線的會合點與爐子的豎軸重合。噴槍由內(nèi)銅質(zhì)管及外不銹鋼管兩層組成，內(nèi)管導入主吹煉氣體（由ar-o2或ar-n2組成），在內(nèi)管與外管之間的環(huán)形縫隙導入常溫的ar、n2或空氣，常溫氣體可起冷卻作用以保護噴槍。噴槍是消耗式的，在筑爐時埋入爐體的耐火材料層內(nèi)，并在冶煉過程中與爐襯同步進行燒損。吹入的氧氣主要用于氧化鐵水中的碳并使其升溫，吹入的氬氣主要是對鐵水進行強對流攪拌，還有生產(chǎn)高氮合金時可以吹氮進行合金化。

2、轉(zhuǎn)爐爐體用鎂鈣磚或者鉻鎂磚進行砌筑；噴槍周圍采用質(zhì)量更高的電熔鉻鎂磚砌筑，以承受高溫及鋼液沖刷?？梢剖綘t帽用鉻鎂磚或鋁鎂磚砌筑，也可以用耐熱混凝土進行澆灌。轉(zhuǎn)爐爐膛的尺寸比例大致是：熔池深度:爐膛直徑:爐膛總高為1:2:3。爐子在前傾一定角度的情況下，由鐵水包向爐內(nèi)倒入鐵水，此時氣體噴槍處于鋼液面以上；當爐子恢復到直立位置時，噴槍沒入到鐵水深處，開始吹氣精煉。精煉完成后，仍經(jīng)爐帽進行出鋼。

3、在釩鈦磁鐵礦采用回轉(zhuǎn)窯直接還原-熔分電爐-轉(zhuǎn)爐吹釩-轉(zhuǎn)爐精煉-連鑄的工藝中，釩鈦磁鐵礦經(jīng)回轉(zhuǎn)窯直接還原生產(chǎn)金屬化物料，金屬化物料加入到電爐中進行熔分，電爐生產(chǎn)的含釩鐵水通過鐵水包加入到吹釩轉(zhuǎn)爐中，通過吹氧冶煉對鐵水進行吹釩，吹釩后得到的半鋼水再加入到精煉轉(zhuǎn)爐中進行精煉，得到的鋼水最后通過連鑄機生產(chǎn)鋼坯。

4、在吹釩轉(zhuǎn)爐的冶煉中，將含釩鐵水倒入到吹釩轉(zhuǎn)爐中后，再將o2從頂部吹入到含釩鐵水中，通過o2氧化鐵水中的金屬釩，可使鐵水中的金屬釩得到氧化，同時含釩鐵水脫釩后得到半鋼水。吹釩轉(zhuǎn)爐吹釩后得到的釩渣漂浮在半鋼水的表面，通過對吹釩轉(zhuǎn)爐進行扒渣，實現(xiàn)釩渣與半鋼水的分離。

5、在精煉轉(zhuǎn)爐的冶煉中，將半鋼水倒入到精煉轉(zhuǎn)爐中，再將o2-n2從底部吹入到半鋼水中，將o2從頂部吹入到含釩鐵水中，通過o2氧化鋼水中的金屬釩及n2的攪拌作用，可使鐵水中的c、si、mn得到氧化，鐵水中的s得到去除，同時半鋼水在脫除c、si、mn、s后得到鋼水。精煉轉(zhuǎn)爐吹氧后得到的鋼渣漂浮在鋼水的表面，通過對精煉轉(zhuǎn)爐進行扒渣，實現(xiàn)鋼渣與鋼水的分離。

6、本發(fā)明所用的釩鈦磁鐵礦還原物料中，鐵的金屬化率為85-90%，由于還原物料的金屬化率不高，物料中含有10-15%的feo，feo在熔分電爐內(nèi)深度還原過程中容易與sio2結(jié)合生成低熔點的硅酸鐵，硅酸鐵的生成使鈦渣中feo和v2o5含量高、含釩鐵水中金屬釩含量低。

7、從以上生產(chǎn)工藝可以看出，在含釩鐵水冶煉過程中，轉(zhuǎn)爐吹釩和轉(zhuǎn)爐精煉在兩臺轉(zhuǎn)爐中進行，在吹釩和精煉過程中存在著許多相同的生產(chǎn)過程，同時半鋼水在生產(chǎn)中需要進行中間轉(zhuǎn)運，生產(chǎn)工藝復雜，所需的生產(chǎn)設備也較多，給煉鋼的生產(chǎn)組織帶來一定的困難。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對釩鈦磁鐵礦還原物料電爐熔分和轉(zhuǎn)爐吹釩及精煉中存在的鈦渣中feo和v2o5含量高、含釩鐵水中金屬釩含量低，以及吹釩采用吹釩轉(zhuǎn)爐、精煉采用精煉轉(zhuǎn)爐的較長流程情況，提出了一種釩鈦磁鐵礦還原物料電爐熔分和轉(zhuǎn)爐吹釩及精煉工藝，采用的生產(chǎn)工藝如下：

2、1）在釩鈦磁鐵礦還原物料中，鐵的金屬化率為85-90%，釩的金屬化率為10-20%。當釩鈦磁鐵礦還原物料、還原劑、生石灰按重量比100：4-6：3-4經(jīng)配料及混合后加入到熔分電爐中后，混合物料在電弧加熱及升溫過程中，當溫度達到1250-1350℃時進行feo和v2o5的深度還原，還原劑采用活性較高的蘭炭，釩鈦磁鐵礦還原物料經(jīng)過30-40min的升溫及還原，可使還原物料中feo和v2o5得到深度還原。深度還原后的物料在繼續(xù)加熱升溫過程中，物料逐漸熔化，并在物料熔化過程中，熔液中的金屬鐵和釩與鈦渣根據(jù)密度的不同進行分離，經(jīng)過15-20min的渣鐵分離，在熔池的上部得到鈦渣，在熔池的底部得到含釩鐵水。鈦渣從熔分電爐中排出后接入到渣盤中，渣盤中的鈦渣再經(jīng)過干式冷卻后，可得到ti2o5含量在50%以上的中品位鈦渣。

3、2）將含釩鐵水加入到aod轉(zhuǎn)爐中，將o2從aod轉(zhuǎn)爐的頂部吹入到含釩鐵水中，通過o2氧化鐵水中的金屬釩，可使鐵水中的金屬釩得到充分氧化，同時含釩鐵水脫釩后得到半鋼水，aod轉(zhuǎn)爐吹釩后得到的釩渣漂浮在半鋼水的表面。aod轉(zhuǎn)爐經(jīng)過10-12min的吹o2，當半鋼水中釩含量降低到0.1%以下，通過aod轉(zhuǎn)爐進行扒渣，實現(xiàn)釩渣與半鋼水的分離。

4、3）在aod轉(zhuǎn)爐扒除釩渣后得到的半鋼水中，加入3-5%的生石灰，然后再將o2-n2從aod轉(zhuǎn)爐的底部吹入到半鋼水中，將o2從aod轉(zhuǎn)爐的頂部吹入到半鋼水中，通過o2氧化鋼水中的金屬釩及n2的攪拌作用，控制冶煉時間15-20min，可使鐵水中的c、si、mn得到氧化，鐵水中的s得到脫除，同時半鋼水在脫除c、si、mn、s后得到鋼水。aod轉(zhuǎn)爐吹氧后得到的鋼渣漂浮在鋼水的表面，通過對aod轉(zhuǎn)爐進行扒渣，實現(xiàn)鋼渣與鋼水的分離。

5、4）將aod轉(zhuǎn)爐精煉得到的鋼水加入到鋼坯連鑄機中，在連鑄結(jié)晶器的冷卻作用下可得到鋼坯，鋼坯可作為軋鋼廠的原料進行利用。

6、5）從熔分電爐頂部排出的900-1000℃高溫電爐煤氣經(jīng)水冷煙道冷卻后，得到的500-600℃電爐煤氣再經(jīng)高溫風機加壓后，最后從回轉(zhuǎn)窯的出料端供入到窯內(nèi)，作為燃料進行燃燒利用。

7、6）從aod轉(zhuǎn)爐頂部排出的1100-1200℃高溫轉(zhuǎn)爐煤氣經(jīng)水冷煙道冷卻后，得到的500-600℃轉(zhuǎn)爐煤氣再經(jīng)高溫風機加壓后，從回轉(zhuǎn)窯的出料端供入到窯內(nèi)，并作為燃料進行燃燒利用。

8、本發(fā)明將釩鈦磁鐵礦還原物料、蘭炭、生石灰按重量比100：4-6：3-4經(jīng)配料及混合后加入到熔分電爐中，蘭炭的主要成分為固定c，c在高溫下與爐氣中的co2發(fā)生碳氣化反應，生成的co先后與釩鈦磁鐵礦還原物料中的feo和v2o5發(fā)生還原反應，生成的金屬鐵和釩分別進入到鐵水中。

9、本發(fā)明為提高釩鈦磁鐵礦還原物料在熔分電爐中的深度還原率，降低還原物料在熔化前feo和v2o5含量，在釩鈦磁鐵礦中配加了一定比例的生石灰即cao，cao在高溫下與sio2結(jié)合生成casio4，降低了還原物料中sio2含量，提高了還原物料的軟化溫度，降低了鈦渣中feo和v2o5含量。

10、本發(fā)明將熔分電爐排出的900-1000℃高溫煙氣和aod轉(zhuǎn)爐排出的1100-1200℃高溫煙氣分別經(jīng)過水冷煙道冷卻后，產(chǎn)生80-90℃熱水供給生產(chǎn)車間采暖利用，冷卻到500-600℃的電爐煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣經(jīng)高溫風機加壓后供給其它用戶利用。

11、本發(fā)明的有益效果在于：

12、1.本發(fā)明將釩鈦磁鐵礦還原物料、蘭炭、生石灰按重量比100：4-6：3-4經(jīng)配料及混合后加入到熔分電爐中，由于在釩鈦磁鐵礦中配加了一定比例的生石灰即cao，cao在高溫下與sio2結(jié)合生成casio4，降低了還原物料中sio2含量，提高了還原物料中feo和v2o5的還原率，降低了鈦渣中feo和v2o5含量。

13、2.本發(fā)明采用1臺aod轉(zhuǎn)爐先后完成了含釩鐵水的吹釩及半鋼水的精煉工作，縮短了釩鈦磁鐵礦的生產(chǎn)工藝流程，減少了物料的倒運及生產(chǎn)過程中的能耗。

14、3.本發(fā)明對從熔分電爐排出的電爐煤氣和從aod轉(zhuǎn)爐排出的轉(zhuǎn)爐煤氣經(jīng)過水冷煙道冷卻和高溫風機加壓后，500-600℃電爐煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣再經(jīng)高溫風機加壓后，從回轉(zhuǎn)窯的出料端供入到窯內(nèi)，不但對煤氣進行高效利用，而且對煤氣的物理顯熱進行了利用，降低了系統(tǒng)能耗。