CN102134165B - 钒铁冶炼炉炉衬及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钒铁冶炼炉炉衬及其制备方法，包括镁砂、钒铁渣及水玻璃和/或工业卤水混合制成,亦或钒铁渣与水玻璃和/或工业卤水混合制成。炉衬结构强度高，其炉龄寿命长，炉衬密度大，透气性好生产成本低，环保型炉衬。

Description

钒铁冶炼炉炉衬及其制备方法

技术领域：本发明涉及一种冶炼设备及其制备方法，特别是钒铁冶炼炉炉衬及其制备方法。

背景技术：冶炼炉是冶金生产过程中最主要的生产设备，碱性炉是一种广泛使用的冶炼炉，冶炼炉的使用寿命，最主要取决于冶炼炉炉衬的使用寿命，炉龄长短取决于炉衬寿命的长短，而炉龄的寿命影响冶炼生产成本，现有的冶炼炉炉衬的寿命一般仅有几炉到几十炉，而钒铁及高钒铁冶炼炉炉衬的寿命更短。

在现有的钒铁冶炼特别是高钒铁的冶炼中一般是以镁砖砌筑炉衬的碱性炉，镁砖块砌筑的炉衬损耗大，以镁砖块单炉砌筑打结炉衬时间长，烘烤过程缓慢，且纯镁砖砌筑的炉衬生产成本高，使用寿命短一般仅有几炉到十几炉。

如中国专利申请号为200810149181.9《一种用钒铁渣配制的耐火浇注料》其以钒铁渣，铝钒土等作为主要成份进行配制耐火材料，其仅作为冶炼炉的耐火材料，作为冶炼炉的炉衬强度不足，且组成成份多生产成本高。

同时以现有的纯镁砖块或耐火材料砌筑的炉衬，炉衬结构强度不高，密度与透气性等均存在不足，炉衬烘烤过程缓慢，炉衬的使用寿命短一般仅有几炉到几十炉,所以冶炼生产成本较高;同时也难以适应钒铁及高钒铁的循环连续性及稳定性生产，造成金属钒及炉渣灰的流失浪费，钒金属得不到充分回收和利用，不能对钒铁炉渣、废渣回收使用，排放出的钒铁炉渣，且堆放野外对环境造成污染。

发明内容：本发明就是要提供一种钒铁冶炼炉炉衬及其制备方法。其炉龄寿命长，炉衬结构强度高，炉衬密度大，透气性好生产成本低，环保型炉衬。

本发明的炉衬包括镁砂、钒铁渣及水玻璃和/或工业卤水混合制成,亦或钒铁渣与水玻璃和/或工业卤水混合制成。

所述炉衬由镁砂、钒铁渣及水玻璃和工业卤水混合制成。

本发明镁砂和钒铁渣质量比为1：5-8。

所述镁砂是以物理状态下的粒度大、中、小按质量比1：2-3：3-4的比例混合，所述镁砂物理状态下的粒度大、中、小分别为50-60mm，30-40mm，10-20mm。

所述钒铁渣化学成分组成按质量比为V₂O₅  3-4%，Al₂O₃   60-65%，SiO₂  0.5-1%，CaO 14.5-15.5%，MgO 5-6%，C 0.1-0.25%，P 0.01-0.025%，S 0.005-0.008%。

本发明水玻璃和工业卤水质量比为2：1。

本发明水玻璃波美度为30-38Be°，工业卤水为密度≥1.3g/cm³的氯化钙溶液。

本发明炉衬按如下方法制备：

1）将物理状态下的大、中、小粒度镁砂按1：2-3：3-4的质量比例混合后形成混合料，再与钒铁渣混合形成混合物；或将钒铁渣以物理状态下的大、中、小粒度按1：2-3：3-4的质量比例混合形成混合物；

2）向1）步混合物中加入水玻璃和/或工业卤水充分混合均匀形成打结炉料；

3）将2)步打结炉料置于制炉衬模具内,用风锤捣固，一次打结成型烘干，控制烘干时间5-8h，即为成型炉衬。

本发明技术方案炉衬以镁砂和钒炉渣混合进行制备钒铁冶炼炉炉衬，特别是钒铁，高钒铁的冶炼过程以镁砂和钒铁，高钒铁冶炼后排放出的钒铁渣和水玻璃及工业卤水为原料制备出的钒铁冶炼炉炉衬,或者是以钒铁渣和水玻璃及工业卤水为原料制备出的钒铁冶炼炉炉衬,使用寿命大大延长,经本公司使用证明由原来用纯镁砖砌筑的炉衬的31炉，提高至92炉，最高达102炉，大幅度提高了炉衬的使用寿命；以原炉衬使用31炉，本发明砌筑的钒铁冶炼炉炉衬使用102炉计算，其使用寿命是原炉衬使用寿命的3.29倍，以每砌筑一次炉衬需镁砖634块，每块重4.5kg左右，以镁砖现行价格1907元/吨计，故砌筑一次的费用是634×0.0045×1907=5440.9元，本发明是现有的3.29倍，而本发明仅使用少量镁砂或仅仅使用钒铁冶炼炉渣故使用本发明炉衬较使用现有的炉衬约节约生产成本3.29×5440.9=17900元。

同时使用了钒铁冶炼生产时排出的炉渣又节约了炉衬的生产成本，使冶炼炉渣废物回收利用，大幅度提高了金属钒的回收率降低了向外排放污染物，降低了对环境污染。

具体实施方式：

实施例1    

将钒铁渣和镁砂分别进行粉碎，镁砂粉碎至在物理状态下大、中、小三种粒度大小，分别堆码，控制镁砂粒度直径在大：60mm，中：35mm，小：20mm；而钒铁渣的粒度直径大小与小粒度的镁砂直径相当即控制在20mm；先将大、中、小三种粒度镁砂按质量比1：2：3的比例混合，形成镁砂混合料，再将镁砂混合料与上述钒铁渣按质量比1：6比例混合后形成混合物，钒铁渣化学成分组成按质量比为V₂O₅  3.45%，Al₂O₃   64.7%，SiO₂  0.75%，CaO 15%，MgO 5.9%，C 0.22%，P 0.02%，S 0.006%，再向所述混合物中加入按质量比水玻璃和工业卤水溶液为2：1，控制水玻璃波美度37Be°，工业卤水为密度1.35g/cm³的氯化钙溶液，充分混合后形成打结炉料，将所述打结炉料置于炉衬模具内进行人工风锤捣固夯实，一次打结成型，再进行予热烘干，控制烘干时间5-8h，即为冶炼炉炉衬；经实践使用证明采用本发明方法以镁砂和钒铁渣生产制成的炉衬较现有技术以纯镁砖和其它耐火材料制备的炉衬，使用寿命提高了3-4倍，钒铁冶炼过程中生产出的废钒铁渣，得到了回收利用，降低了生产成本。

实施例2  

以钒铁渣和水玻璃及工业卤水进行制备炉衬； 除下述的说明情况外其余的与实施例1相同

将钒铁渣进行粉碎至在物理状态下大、中、小三种粒度大小，分别堆码，控制钒铁渣粒度直径在大：50mm，中：30mm，小：20mm；先将大、中、小三种粒度钒铁渣按质量比1：2：3的比例混合，形成钒铁渣混合料，再向所述钒铁渣混合物中加入按质量比水玻璃和工业卤水溶液为2：1，控制水玻璃波美度37Be°，工业卤水为密度1.35g/cm³的氯化钙溶液，充分混合后形成打结炉料，再制备钒铁冶炼炉衬。

实施例3

使用原料为镁砂、钒铁渣和水玻璃其它与实施例1同。

Claims (5)

1.一种钒铁冶炼炉炉衬，其特征是所述炉衬包括镁砂、钒铁渣及水玻璃和/或工业卤水混合制成,所述镁砂和钒铁渣的质量比为1：5-8,镁砂以物理状态下的粒度大、中、小，按质量比1：2-3：3-4的比例混合，所述粒度大、中、小分别为50-60mm，30-40mm，10-20mm；

   或所述炉衬包括钒铁渣与水玻璃和/或工业卤水混合制成，控制所述钒铁渣物理状态下的粒度直径在大：50mm，中：30mm，小：20mm；控制钒铁渣以物理状态下的大、中、小的粒度按1：2-3：3-4的质量比例混合。

2.依据权利要求1所述的钒铁冶炼炉炉衬，其特征是所述炉衬由镁砂、钒铁渣及水玻璃和工业卤水混合制成。

3.依据权利要求2所述的钒铁冶炼炉炉衬，其特征是水玻璃和工业卤水质量比为2：1。

4.依据权利要求1或2所述的钒铁冶炼炉炉衬，其特征是所述的水玻璃波美度为30-38°Bé，工业卤水为密度≥1.3g/cm³的氯化钙溶液。

5.一种钒铁冶炼炉炉衬的制备方法，其特征是按如下方法制备：

1）将物理状态下的大、中、小粒度镁砂按1：2-3：3-4的质量比例混合后形成混合料，再与钒铁渣混合形成混合物,控制所述镁砂物理状态下的粒度大、中、小分别为50-60mm，30-40mm，10-20mm；

或将钒铁渣以物理状态下的大、中、小粒度按1：2-3：3-4的质量比例混合形成混合物,控制所述钒铁渣物理状态下的粒度直径大、中、小，分别为大：50mm，中：30mm，小：20mm；

2）向1）步混合物中加入水玻璃和/或工业卤水充分混合均匀形成打结炉料；

3）将2)步打结炉料置于炉衬模具内,用风锤捣固，一次打结成型烘干，控制烘干时间5-8h，即为成型炉衬。