一種含鎂提釩冷卻劑及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于鋼鐵冶煉領域，具體涉及一種用于轉爐提釩的含鎂冷卻劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002]我國是釩鈦磁鐵礦大國，攀鋼、承鋼、昆鋼、威鋼等企業都是采用釩鈦磁鐵礦進行冶煉，釩鈦磁鐵礦高爐冶煉出的鐵水與普通鐵水相比釩含量高，而釩是一種重要的資源，因此鐵水煉鋼前必須提釩，制取釩渣。目前，國內外制取釩渣的生產方法較多，主要有新西蘭鐵水包吹釩工藝、南非搖包提釩工藝、俄羅斯和中國的轉爐提釩工藝等，其它提釩工藝還包括含釩鋼渣提釩、石煤提釩工藝等。其中以轉爐提釩工藝最優，技術經濟指標最好。
[0003]國內外轉爐提釩的生產工藝制度均為加入冷卻劑+過程溫度+吹煉時間的不斷改進。鐵水提釩是一項選擇性氧化技術。轉爐吹氧提釩是一個放熱過程，[Si]、[Mn]、[V]、[C]等元素氧化使熔池快速升溫，而[Si]、[Mn]氧化發生在[V]氧化之前，提釩不可能抑制其反應，而[C]、[V]轉化溫度大約在1385°C左右，因此要獲得[V]的高氧化率和[V]收率，必須加入提釩冷卻劑，控制熔池溫度使之逼近[C]、[V]轉化溫度，達到提釩保碳的目的，將[V]降至0.05%以下。提釩的終點半鋼溫度不宜過高，提釩過程前期以釩氧化為主，后期以釩還原為主，但吹釩過程是釩還原為主。所以在降溫時采用的是加入冷卻劑使鐵水溫度降到合適的范圍，轉爐冶煉中通過吹煉時間和過程溫度的控制，將半鋼中的釩氧化，提高收得率。
[0004]鐵水的冷卻是轉爐提釩生產的重點。鐵水的冷卻主要是往鐵水中加入冷卻劑，而目前常用的冷卻劑有:普通鐵礦石、冷固球團、廢鋼、氧化鐵皮和高品位礦。攀鋼釩采用氧化鐵皮、氧化鐵皮球和冷固球團為冷卻劑，冷卻制度改進后，釩渣品位多17.5 %，半鋼殘釩^ 0.04%，釩回收率多80.0%，目前常用的冷固球團一般采用鐵精礦粉、氧化鐵皮等為原料進行生產。
[0005]公開號為“ CNl789435 ”的發明專利，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成分(wt% )為:氧化鐵皮56% -60%、鐵精礦粉30% -40%、結合劑5% -10%，該冷卻劑可增高釩的提取率和釩渣品位，穩定釩渣氧化鈣含量。
[0006]公開號為“CN101338351”的發明專利，公開了一種含鎂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、結合劑為原料生產，含有80 % -95 %的鐵氧化物，3-6 %的Si02、0.1-0.6 %的V205、1-3 % MgCl20該專利中因為加入了S12, MgCljP V2O5，使得成本更高，且該提釩冷卻劑中還含有Ti02、Cr2O3等雜質物質，會對提取的釩的純度造成影響。
[0007]公開號為“CN101491780”的發明專利，公開了一種脫硫渣粉處理方法及脫硫渣再利用方法，該脫硫渣粉處理方法是將脫硫渣粉球磨后進行磁選。該脫硫渣再利用方法包括對脫硫渣進行破碎，再磁選選出大塊的渣鐵，剩下的為脫硫渣粉，將脫硫渣粉球磨后進行磁選，所得高鐵料配入燒結料。針對脫硫渣粉品位低且不穩定的特點，采取一種先進行球磨然后進行磁選的方法，使脫硫渣粉中鐵、渣有效分離，從而提高脫硫渣粉的含鐵品位，實現了把低品位的廢物料變為一種尚品位的優質含鐵原料，即尚鐵料，經上述處理后所得尚鐵料再配入燒結，有利于燒結生產。尤其適合于釩鈦磁鐵礦的脫硫渣處理時應用。
[0008]梅山鋼鐵公司技術中心的韓孝永發表的《淺談鋼渣利用》一文中公開了將鋼渣中的金屬鐵經磁選后用于轉爐回爐冶煉的處理方法，主要針對鋼渣的回收再利用的研究。
[0009]攀鋼集團西昌鋼釩煉鋼廠為實現鋼渣的綜合利用，減少固體廢物的排放，降低對環境的污染，特采用熱悶渣及破碎磁選技術處理鋼渣，實現菱鎂礦回收。西昌煉鋼項目每年有鋼渣40萬噸，通過處理磁選后可回收菱鎂礦2.92萬噸，菱鎂礦TFe含量可達到80%以上，具有巨大的回收利用價值，由于菱鎂礦TFe含量高(多80% )、雜質含量低等特點，將菱鎂礦作為提釩冷卻劑有冷卻強度高等優點，為此考慮將其用于生產提釩冷卻劑。
【發明內容】
[0010]本發明所要解決的第一個技術問題是提供一種能有效減少鐵水碳氧化，球形好、強度高的含鎂提釩冷卻劑。
[0011]本發明含鎂提釩冷卻劑，由以下重量百分比組分組成:
[0012]菱鎂礦 5?35%
[0013]氧化鐵皮 60?94%
[0014]結合劑I?5%;
[0015]其中，所述菱儀礦中MgO > 40wt %, P < 0.05wt%, S < 0.02wt%，粒徑< 3mm ；
[0016]所述氧化鐵皮為煉鋼氧化鐵皮，其中TFe > 63wt %,P<0.02wt %,S<0.03wt %，粒徑< 3_ ；
[0017]所述結合劑為膨潤土、水泥、硅藻土中至少一種。
[0018]進一步的，作為更優選的技術方案，上述所述含鎂提釩冷卻劑，優選由以下重量百分比組分組成:
[0019]菱鎂礦5?35%
[0020]氧化鐵皮 62?92%
[0021]結合劑 2?4%。
[0022]進一步的，作為更優選的技術方案，上述所述含鎂提釩冷卻劑，優選由以下重量百分比組分組成:
[0023]菱鎂礦25%
[0024]氧化鐵皮 72%
[0025]結合劑3%。
[0026]本發明菱鎂礦加入的目的有兩個:一是碳酸鹽分解過程需要吸收熱量，能起到冷卻作用，二是分解產生的CO2屬于弱氧化劑，能夠參與鐵水元素的氧化。在轉爐提釩過程中以不帶入其他雜質成分，保護轉爐爐襯，且綜合利用遺留礦殘渣的目的，本發明優選加入含鎂的菱鎂礦。
[0027]本發明所要解決的第二個技術問題是提供一種含鎂提釩冷卻劑的制備方法。
[0028]上述所述提釩冷卻劑的制備方法，包括以下步驟:
[0029]a、破料:將菱鎂礦、煉鋼氧化鐵皮破碎篩分，分別得到粒徑< 3mm的粉料，待用；
[0030]b、配料:將a步驟得到的粉料和結合劑，按照上述所述含鎂提釩冷卻劑中菱鎂礦、氧化鐵皮和結合劑的配比配料，得到混合料；
[0031 ] C、混料:將b步驟得到的混合料加入水，攪拌，得到混合濕料；其中，按照重量比水:混合料=3:40?60 ;
[0032]d、成球:將c步驟得到的混合濕料壓制成球，干燥，即得。
[0033]上述所述提銀冷卻劑的制備方法，其中，所述菱鎂礦中MgO > 40wt %，P
<0.05wt%, S < 0.02wt % ;所述氧化鐵皮為煉鋼氧化鐵皮，其中TFe > 63wt %, P
<0.02wt%, S<0.03wt% ;所述結合劑為膨潤土、水泥、娃藻土中至少一種。
[0034]上述所述提釩冷卻劑的制備方法，為了提高成球率，其中所述c步驟中按照重量比優選為水:混合料=3:50，加入水。
[0035]上述所述d步驟中將混勻后的料直接送入用壓球機進行壓球，未成球的原料返回壓球機料斗中，壓制成的濕球團裝入鐵柵料斗中，為了節約能源，可以采用自然風干至少2天，干燥后即得本發明含鎂提釩冷卻劑。
[0036]本發明具有成本低、生產工藝簡單、資源利用率高、冷卻效果好等優點。不僅能夠為轉爐提釩提供優質的冷卻劑，而且能夠有效減少鐵水在提釩過程的碳燒損，為企業節約成本、創造效益。本發明制備的提釩冷卻劑一一冷固球團，球形狀均勻，強度較好，從2m高落下不碎，一次成球率高到85%，含P、S、水等成份少，完全滿足用作提釩冷卻劑的要求。不僅能夠保證提釩所需的冷卻強度，使用后能夠有效減少鐵水碳的氧化，而且能夠有效利用煉鋼中剩余的礦渣，提高資源的綜合利用率，有利于后續煉鋼的熱源保證。
【具體實施方式】