一種釩鐵合金清潔生產工藝的製作方法
2023-06-15 19:23:16
專利名稱：一種釩鐵合金清潔生產工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種釩鐵合金清潔生產工藝，屬於冶金釩鐵合金工業生產技術領域。
背景技術：
目前，冶煉生產釩鐵所採用的工藝分別為電矽熱法、電鋁熱法、爐外鋁熱法等，除 中國及俄羅斯，國內外基本採用電鋁熱法生產80釩鐵，中國及俄羅斯主要採用電矽熱法生 產50釩鐵；爐外鋁熱法存在冶煉過程不宜控制，釩收率較低等因素，已逐漸被淘汰。電矽 熱法(以五氧化二釩為原料、矽鐵做主還原劑、電極補熱、渣量多、電耗較高、冶煉時間較長) 是國際通用的中、低釩鐵生產技術；電鋁熱法是在鋁熱法(以金屬鋁做還原劑)釩鐵生產技 術的基礎上發展形成的具有目前國際先進水平的高釩鐵生產技術，電鋁熱法往往採用低價 氧化釩為原料，鋁熱還原、電極補熱、噴粉貧渣、渣量少、電耗低、冶煉時間較短。釩鐵合金企 業均採用單一的冶煉工藝生產釩鐵合金，單一的電矽熱法冶煉釩鐵無法實現全系列牌號釩 鐵生產能力，但中、低釩鐵生產經濟優勢顯著；單一的電鋁熱法具有全系列牌號釩鐵生產能 力，但無法實現工藝的渣、爐襯、含釩廢料等高效回收處理且冶煉中釩鐵生產經濟效益差， 生產實踐證明單一的電矽熱法或電鋁熱法冶煉釩鐵工藝無法實現冶煉釩鐵的清潔化生 產。
發明內容
本發明目的是提供一種釩鐵合金清潔生產工藝，綜合利用電矽熱法與電鋁熱法兩 種工藝特點，通過集成創新，提高釩鐵冶煉綜合指標，降低釩鐵生產運行成本，解決背景技 術存在上述問題。本發明的技術方案是
一種釩鐵合金清潔生產工藝，將電矽熱法電鋁熱法兩種釩鐵生產工藝在同一場地實 施，實現具備全牌號釩鐵合金生產能力，充分利用兩種冶煉釩鐵合金過程原、材料及中間產 物的互補性，釩鐵成品破碎產生的釩鐵粉直接用於氮化釩鐵生產，不再返回流程二次熔煉， 對電鋁熱法工藝的爐渣、襯、工藝廢料等在矽熱爐回收處理，實現了釩鐵合金冶煉的高效與 清潔化生產；對兩種工藝產生的冶鍊貧渣、除塵灰、工業廢水進行資源化再利用，降低工藝 流程的綜合能耗，提高冶煉釩鐵合金的資源利用率，使整個工藝流程無廢水廢渣排放。更具體的工藝步驟
①將兩種釩鐵生產工藝電矽熱法與電鋁熱法，在同一場地實施，物流及風、水、電、氣協 調考慮，按工藝特點及功能區組合，進行一體化整體設計；
②兩種冶煉過程回收的含釩廢物集中返回電矽熱法二次利用；
③針對兩種冶煉釩鐵合金過程原、材料互補性，提高釩鐵產品的釩收率及冶煉渣、襯 的梯次資源化利用，電鋁熱法拆爐後的鎂質爐襯料直接用於電矽熱法作熱補爐劑；電鋁熱 法爐渣含A1203，屬剛玉渣，除部分返回用作鋁熱法冶煉釩鐵熔煉爐爐襯配料之外，其餘即 可用於電矽熱法冶煉作含釩配料，也可用於鋼鐵廠作耐火材料及冶煉脫硫劑；電矽熱法爐渣全部被用做建築材料，電矽熱法電弧爐拆爐後的耐材經破碎後，全部用作電爐的熱補爐 劑；
④電爐冷卻循環水採用去離子水閉路循環冷卻系統，生產過程無工業廢水排放；
⑤釩鐵錠破碎產生的釩鐵，15%-20%的粒度小於IOmm粉粒，直接用於氮化釩鐵生產，不 再回爐，提高了釩鐵產品收率與生產效率，降低了流程的綜合能耗，實現釩鐵產品100%商 品化。本發明的有益效果①本發明符合循環經濟理念，將電矽熱法與電鋁熱法兩種釩 鐵生產工藝在同一場地實施一體化整體設計建設，利用兩種工藝及流程的互補性，實現全 系列釩鐵的清潔生產；②實現具備全牌號釩鐵合金生產能力，綜合利用電矽熱法與電鋁熱 法兩種工藝特點，提高釩鐵冶煉綜合指標，降低釩鐵生產運行成本；③對兩種工藝產生的冶 鍊貧渣、除塵灰、工業廢水進行資源化再利用，降低工藝流程的綜合能耗，提高冶煉釩鐵合 金的資源利用率，整個工藝流程無廢水廢渣排放。
圖1是本發明實施例工藝布置流程示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖，通過實施例對本發明作進一步說明。一種釩鐵合金清潔生產工藝，將電矽熱法電鋁熱法兩種釩鐵生產工藝在同一場地 實施，實現具備全牌號釩鐵合金生產能力，充分利用兩種冶煉釩鐵合金過程原、材料互補 性，釩鐵成品破碎產生的釩鐵粉直接用於氮化釩鐵生產，不再返回流程二次熔煉，對電鋁熱 法工藝的爐渣、襯、工藝廢料等在矽熱爐回收處理，實現了釩鐵合金冶煉的高效與清潔化生 產；對兩種工藝產生的冶鍊貧渣、除塵灰、工業廢水進行資源化再利用，降低工藝流程的綜 合能耗，提高冶煉釩鐵合金的資源利用率，使整個工藝流程無廢水廢渣排放。電鋁熱法冶煉流程原材料加入爐內冶煉釩鐵合金，冶煉後期採用噴粉貧渣工藝， 降低渣層釩含量，冶煉完成後拆爐，清理釩鐵鐵餅表面，回收其鎂質耐材，用作電矽熱法熱 補爐劑；釩鐵餅經過精整破碎，合格粒度包裝外賣，IOmm下粉粒狀釩鐵用於加工生產氮化 釩鐵；工藝產生的含釩廢料及高釩冶煉渣破碎作為「精渣」釩原料在電矽熱法中被再利用； 電鋁熱法冶煉渣屬於剛玉渣，除部分返回用作鋁熱法冶煉釩鐵熔煉爐爐襯配料之外，其餘 即可用於電矽熱法冶煉作含釩配料，也可用於鋼鐵廠作耐火材料及冶煉脫硫劑外賣；電爐 除塵收集的除塵灰，經化驗符合廢棄要求的用於建築材料外賣，含釩較高的除塵灰回收在 電矽熱爐進行再加工。電矽熱法冶煉流程原材料加入爐內冶煉釩鐵合金，冶煉前三期冶煉倒出冶鍊貧 渣用於建築材料外賣，四期冶煉到出精渣與回收各種含釩廢料、高釩冶煉渣等回入下爐次 生產；釩鐵鐵錠經過精整破碎，合格粒度包裝外賣，IOmm下粉粒狀釩鐵用於加工生產氮化 釩鐵；下爐次補爐採用回收耐材材料與新耐材混合泥補爐；電爐除塵收集的除塵灰，經化 驗符合廢棄要求的用於建築材料外賣，含釩較高的除塵灰回收返回到電矽熱法進行再加 工。本發明工藝特點①實現釩鐵冶煉廢渣的資源化利用。電鋁熱法拆爐後的鎂質爐襯料直接用於電矽熱 法作熱補爐劑，實現耐材的流程內梯次利用；電鋁熱法爐渣含A1203約80%，屬剛玉渣，除 部分返回用作鋁熱法冶煉釩鐵熔煉爐爐襯配料之外，其餘即可用於電矽熱法冶煉作含釩配 料，也可用於鋼鐵廠作耐火材料及冶煉脫硫劑外賣；。電矽熱法冶鍊貧渣(成分與性能相當 於100號水泥)全部被用做建築材料；電矽熱法及矽熱法電弧爐拆爐後的爐襯耐材經破碎 後，全部用作該法生產(電爐)的熱補爐劑；
②實現釩資源的綜合利用。矽熱法冶煉釩鐵，因過程可控性強、冶煉成份容易調整等 優點，產品合格率基本達到100%，釩收得率達> 95%，電鋁熱法冶煉釩鐵品位範圍較大，但 過程難於控制，不能實現在線調整；受設備、原材料、爐體等多方面因素影響顯著，時有出 現工藝事故，造成廢料或含釩較高的冶煉渣等，通過本發明工藝的實施，可以將這部分廢料 及含釩較高的冶煉渣破碎，在電矽熱爐內消化，提高釩鐵冶煉生產的綜合釩利用率。目前市 場釩鐵破碎粒度要求在10 70mm範圍內，釩鐵破碎過程大約產生15 20%(小於IOmm) 釩鐵粉粒，本發明工藝利用細粉粒狀釩鐵生產氮化釩鐵(增值產品)，實現釩鐵產品的100% 商品化；
③實現全系列釩鐵合金產品生產，開發厚渣層、大噴量、橫補壓釩鐵電爐噴吹貧渣裝 置，使工藝適用各種價態的氧化釩產品冶煉釩鐵合金，實現不同牌號釩鐵合金的加工生產， 能夠依據市場變化採用最經濟的生產方法，動態調整生產結構及產品品種，適應全球化經 濟發展的要求；
④實現公輔系統如備料、築爐(包)、烘烤、循環水、配電、檢驗、成品等一體化設計、建 設，節約了土地、設備、動力配置與土建材料，從源頭上整體優化工藝的環保效果，其中循環 冷卻系統採用去離子水閉路循環冷卻系統，節約水資源，杜絕水垢，優化冷卻效果，水冷系 統主要由分水箱、回水箱、閥門及壓力溫度檢測儀表組成，當回水溫度大於60°C自動報警。 整體功能區模塊化設計，生產過程銜接流暢，節省建設投資及運行成本。
權利要求
1.一種釩鐵合金清潔生產工藝，其特徵在於，將電矽熱法電鋁熱法兩種釩鐵生產工藝 在同一場地實施，實現具備全牌號釩鐵合金生產能力，充分利用兩種冶煉釩鐵合金過程原、 材料及中間產物的互補性，釩鐵成品破碎產生的釩鐵粉直接用於氮化釩鐵生產，不再返回 流程二次熔煉，對電鋁熱法工藝的爐渣、襯、工藝廢料等在矽熱爐回收處理，實現了釩鐵合 金冶煉的高效與清潔生產；對兩種工藝產生的冶鍊貧渣、除塵灰、工業廢水進行資源化再利 用，降低工藝流程的綜合能耗，提高冶煉釩鐵合金的資源利用率，使整個工藝流程無廢水廢 渣排放。
2.根據權利要求1所述之釩鐵合金清潔生產工藝，其特徵在於，更具體的工藝步驟①將兩種釩鐵生產工藝電矽熱法與電鋁熱法，在同一場地實施，物流及風、水、電、氣協 調考慮，按工藝特點及功能區組合，進行一體化整體設計；②兩種冶煉過程回收的含釩廢物集中返回電矽熱法二次利用；③針對兩種冶煉釩鐵合金過程原、材料互補性，提高釩鐵產品的釩收率及冶煉渣、襯 的梯次資源化利用，電鋁熱法拆爐後的鎂質爐襯料直接用於電矽熱法作熱補爐劑；電鋁熱 法爐渣含A1203，屬剛玉渣，除部分返回用作鋁熱法冶煉釩鐵熔煉爐爐襯配料之外，其餘即 可用於電矽熱法冶煉作含釩配料，也可用於鋼鐵廠作耐火材料及冶煉脫硫劑；電矽熱法爐 渣全部被用做建築材料，電矽熱法電弧爐拆爐後的耐材經破碎後，全部用作電爐的熱補爐 劑；④電爐冷卻循環水採用去離子水閉路循環冷卻系統，生產過程無工業廢水排放；⑤釩鐵錠破碎所產生15%-20%的粒度小於IOmm的釩鐵粉粒，直接用於氮化釩鐵生產， 不再回爐，提高了釩鐵產品收率與生產效率，降低了流程的綜合能耗，實現釩鐵產品100% 商品化。
3.根據權利要求1或2所述之釩鐵合金清潔生產工藝，其特徵在於，所說的電鋁熱法 冶煉流程原材料加入爐內冶煉釩鐵合金，冶煉後期採用噴粉貧渣工藝，降低渣層釩含量， 冶煉完成後拆爐，清理釩鐵鐵餅表面，回收其鎂質耐材，用作電矽熱法熱補爐劑；釩鐵餅經 過精整破碎，合格粒度包裝外賣，IOmm下粉粒狀釩鐵用於加工生產氮化釩鐵；工藝產生的 含釩廢料及高釩冶煉渣破碎作為精渣在電矽熱爐再加工；電鋁熱法冶煉渣屬於剛玉渣，除 部分返回用作鋁熱法冶煉釩鐵熔煉爐爐襯配料之外，其餘即可用於電矽熱法冶煉作含釩配 料，也可用於鋼鐵廠作耐火材料及冶煉脫硫劑外賣；電爐除塵收集的除塵灰，經化驗符合廢 棄要求的用於建築材料外賣，含釩較高的除塵灰回收在電矽熱爐進行再加工。
4.根據權利要求1或2所述之釩鐵合金清潔生產工藝，其特徵在於，所說的電矽熱法冶 煉流程原材料加入爐內冶煉釩鐵合金，冶煉前三期冶煉倒出冶鍊貧渣用於建築材料外賣， 四期冶煉到出精渣與回收各種含釩廢料、高釩冶煉渣等回入下爐次生產；釩鐵鐵錠經過精 整破碎，合格粒度包裝外賣，IOmm下粉粒狀釩鐵用於加工生產氮化釩鐵；下爐次補爐採用 回收耐材材料與新耐材混合泥補爐；電爐除塵收集的除塵灰，經化驗符合廢棄要求的用於 建築材料外賣，含釩較高的除塵灰回收返回到電矽熱法進行再加工。
全文摘要
本發明涉及釩鐵合金清潔生產工藝，屬冶金釩鐵合金生產技術領域。通過集成創新將電矽熱法電鋁熱法兩種釩鐵生產工藝在同一場地實施，實現具備全牌號釩鐵合金生產能力，充分利用兩種冶煉釩鐵合金過程原、材料互補性，釩鐵成品破碎產生的釩鐵粉直接用於氮化釩鐵生產，不再返回流程二次熔煉，對電鋁熱法工藝的爐渣、襯、工藝廢料等，回收用於電矽熱爐再利用，實現了釩鐵合金冶煉的高效與清潔生產；對兩種工藝產生的冶鍊貧渣、除塵灰、工業廢水進行資源化再利用，降低工藝流程的綜合能耗，提高冶煉釩鐵合金的資源利用率，使整個工藝流程無廢水廢渣排放。符合循環經濟理念，將電矽熱法與電鋁熱法兩種釩鐵生產工藝在同一場地實施一體化整體設計建設，降低工程成本。
文檔編號C21B15/02GK102115800SQ20111000792
公開日2011年7月6日 申請日期2011年1月14日 優先權日2011年1月14日
發明者曹敬東, 李東明, 王方, 賈立根, 陳東輝 申請人:河北鋼鐵股份有限公司承德分公司