本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及用于釩鋁合金冶煉的氧化釩顆粒及制備方法和用途。

背景技術(shù)：

釩鋁冶煉主要以粉劑五氧化二釩和金屬鋁粒為原料，冶煉前期將五氧化二釩與鋁粒按一定比例混合后加入反應(yīng)爐內(nèi)準(zhǔn)備冶煉，對配料過程控制和混料均勻程度控制難度較高。目前釩鋁合金大多采用一步法生產(chǎn)，所使用的原料主要為粉劑五氧化二釩和鋁粉或鋁粒，粉劑五氧化二釩堆比重較小，在混料過程中與鋁?；蜾X粉混合過程中很難混合均勻，由于粉劑五氧化二釩堆比重較小，單爐投料量偏低，如果生產(chǎn)過程中進(jìn)行分批投料，在爐內(nèi)高溫條件下，與金屬鋁粉或鋁粒易發(fā)生爆炸，另外，加料過程中粉劑五氧化二釩易揚(yáng)塵，影響釩收率，同時受單爐投料量較小影響，增加了釩鋁合金的生產(chǎn)成本并且降低了生產(chǎn)效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供用于釩鋁合金冶煉的氧化釩顆粒及制備方法和用途，尤其是用于釩鋁合金冶煉的高純度、低密度的粉劑五氧化二釩制粒的方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：用于釩鋁合金冶煉的氧化釩顆粒，所述氧化釩的粒徑大小為3～10mm的不規(guī)則顆粒，堆比重為1.40～1.55g/cm³。

本發(fā)明還提供一種用于釩鋁合金冶煉的氧化釩顆粒的制備方法，其步驟為：將粉劑五氧化二釩經(jīng)過造粒機(jī)進(jìn)行預(yù)成型造粒得到預(yù)成型顆粒；所述預(yù)成型顆粒經(jīng)過整粒機(jī)進(jìn)行整粒后再破碎，再經(jīng)振動篩進(jìn)行篩分，得到五氧化二釩顆粒。

本發(fā)明所述粉劑五氧化釩的堆比重為0.3～0.8g/cm³,粉劑五氧化二釩的含量≥98%，粉劑五氧化二釩粒度為20～40目，粉劑五氧化二釩的溫度0～50℃。

本發(fā)明所述造粒機(jī)預(yù)成型擠壓輥為不銹鋼材質(zhì)，擠壓輥上的預(yù)成型模呈條狀，其尺寸為：長80～200mm；寬3～8mm；高1～3mm。

本發(fā)明所述振動篩的篩網(wǎng)為可更換的不銹鋼篩網(wǎng)，篩網(wǎng)尺寸為2～10mm。

本發(fā)明所述預(yù)成型造粒擠壓輥壓力為50～120MPa。

本發(fā)明所述得到預(yù)成型顆粒長為80～100mm，堆比重1.15～1.25g/cm³，成型率為60～80%。

本發(fā)明所述預(yù)成型顆粒經(jīng)過整粒機(jī)再次壓制整粒，整粒壓力為10～50MPa并對整粒后的顆粒進(jìn)行破碎。

本發(fā)明所述破碎后的顆粒經(jīng)過震動篩篩分后，得到粒徑大小為3～10mm的不規(guī)則顆粒，顆粒率為65～75%，堆比重為1.40～1.55g/cm³；粉料返回后繼續(xù)造粒。

本發(fā)明還提供一種用于釩鋁合金冶煉的氧化釩顆粒在制備釩鋁合金中的用途。所述顆粒狀五氧化二釩與鋁粒進(jìn)行配料、混料并分批加入爐內(nèi)進(jìn)行冶煉，最后得到釩鋁合金。

本發(fā)明所述的顆粒狀五氧化二釩與鋁粒混合后進(jìn)行釩鋁冶煉，得到的釩鋁合金破碎、篩分后得到釩鋁合金粒度為1～6mm，產(chǎn)品合格率達(dá)到95%以上。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：1、本方法將粉劑氧化釩經(jīng)過制粒后與還原劑鋁?；旌献鳛橐睙掆C鋁原料，可以有效增加氧化釩密度，現(xiàn)場粉塵減少，釩的回收率高，釩的回收率在90～97%；五氧化二釩堆比重增加1.0～4.5倍，分2～4批投料后單爐投料量增加了30%以上，解決了低密度粉劑氧化釩投料量少的問題，具有釩回收率高、產(chǎn)量高、經(jīng)濟(jì)效益好等特點(diǎn)。2、本發(fā)明中的產(chǎn)生的未成粒的粉料可返回再次造粒，工藝全過程實(shí)現(xiàn)介質(zhì)循環(huán)、無副產(chǎn)物產(chǎn)生，具有高效、環(huán)境效益好等特點(diǎn)。3、本方法為提升單爐釩鋁產(chǎn)量提供了有效途徑，大大減少了粉劑五氧化二釩配料過程中的揚(yáng)塵，可以使混料過程中與還原劑鋁?；旌细鶆?，單爐產(chǎn)量得到有效提升，易操作且安全性能好。

具體實(shí)施方式

本粉劑五氧化二釩造粒的方法的工藝步驟為：（1）將純度大于98%的粉劑五氧化二釩進(jìn)行預(yù)成型造粒，壓輥在壓力為50～120Mpa下得到長約80～100mm條狀顆粒，堆比重1.15～1.25g/cm³。

（2）所述的條狀顆粒進(jìn)一步經(jīng)過壓力為10～50Mp下進(jìn)行擠壓整粒后再破碎，使顆粒堆比重達(dá)到1.40～1.55g/cm³。將破碎后得到的顆粒與粉料混合物進(jìn)行篩分，篩上物為顆粒粒度3～10mm的五氧化二釩顆粒，用于冶煉釩鋁合金原料，篩下物作為返料返回繼續(xù)造粒。

（3）所述的五氧化二釩顆粒用于冶煉釩鋁合金；將顆粒狀五氧化二釩與鋁粒按一定比例混合后作為冶煉釩鋁合金原料；然后將混合后物料分2～4批加入到冶煉電爐內(nèi)，完成冶煉中繼續(xù)投料過程；最后冶煉釩鋁結(jié)束得到釩鋁合金錠，合金錠經(jīng)破碎篩分得到釩鋁合金粒度為1～6mm的產(chǎn)品。

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，實(shí)施例中的粉劑氧化釩選自：河北鋼鐵股份有限公司承德分公司釩鈦事業(yè)部產(chǎn)生的五氧化二釩；其主要成分的重量含量如下：V₂O₅：98.5～99%、Si：0.05～0.06%、Fe：0.05～0.07%、P：0.006%～0.01%、S：0.07%～0.08%、Na₂O+Ka₂O：0.6%～0.75%。

實(shí)施例1

本冶煉釩鋁所需的五氧化二釩顆粒制備方法的具體工藝如下所述：

（1）稱取500kg粉狀五氧化二釩、其中V₂O₅ 含量為98.56%，測其堆比重為0.35g/cm³，粒度為20～40目，溫度25℃；

（2）對粉料進(jìn)行預(yù)成型擠壓造粒，壓輥在壓力為55Mpa下得到長約85mm條狀顆粒，測其堆比重為1.15g/cm³，測其條狀物料顆粒成型率為63.5%；

（3）對上述預(yù)成型擠壓得到的顆粒進(jìn)行整粒，整粒壓輥在壓力為10Mpa下對預(yù)成型顆粒進(jìn)行整粒，整粒后的物料經(jīng)過孔徑為3mm的整粒篩網(wǎng)，得到顆粒粒徑約為3mm，顆粒率為68.5%，測其制備的顆?？偭繛?40kg，顆粒堆比重為1.41g/cm³；

（4）取上述制備的五氧化二釩顆粒100kg、金屬鋁粒75kg、氟化鈣25kg混合后放置釩鋁合金冶煉專業(yè)爐體內(nèi)，進(jìn)行爐外引燃，使冶煉反應(yīng)發(fā)生。將剩余240kg五氧化二釩顆粒與金屬鋁粒180kg混合均分成2批分別經(jīng)加料器加入冶煉爐內(nèi)，使物料充分反應(yīng)；

（5）使用該物料進(jìn)行冶煉，對得到的釩鋁合金錠進(jìn)行破碎篩分得到釩鋁合金粒度平均為2.5mm，對其成分分析，按質(zhì)量百分比為：V：67.15%，F(xiàn)e：0.20%，Si：0.24%，C：0.12%，O：0.1%，其余量為Al；釩收率為94.5%。

實(shí)施例2

本冶煉釩鋁所需的五氧化二釩顆粒制備方法的具體工藝如下所述：

（1）稱取550kg粉狀五氧化二釩、其中V₂O₅含量為98.61%，測其堆比重為0.37g/cm³，粒度為20～40目，溫度30℃；

（2）對粉料進(jìn)行預(yù)成型擠壓造粒，壓輥在壓力為60Mpa下得到長約88mm條狀顆粒，測其堆比重為1.21g/cm³，測其條狀物料顆粒成型率為64.4%；

（3）對上述預(yù)成型擠壓得到的顆粒進(jìn)行整粒，整粒壓輥在壓力為15Mpa下對預(yù)成型顆粒進(jìn)行整粒，整粒后的物料經(jīng)過孔徑為3mm的整粒篩網(wǎng)，得到顆粒粒徑約為3mm，顆粒率為72.8%，測其制備的顆?？偭繛?00kg，顆粒堆比重為1.46g/cm³；

（4）取上述制備的五氧化二釩顆粒100kg、金屬鋁粒75kg、氟化鈣25kg混合后放置釩鋁合金冶煉專業(yè)爐體內(nèi)，進(jìn)行爐外引燃，使冶煉反應(yīng)發(fā)生。將剩余300kg五氧化二釩顆粒與金屬鋁粒225kg混合均分成3批分別經(jīng)加料器加入冶煉爐內(nèi)，使物料充分反應(yīng)；

（5）使用該物料進(jìn)行冶煉，對得到的釩鋁合金錠進(jìn)行破碎篩分得到釩鋁合金粒度平均為3.5mm，對其成分分析，按質(zhì)量百分比為：V：66.15%，F(xiàn)e：0.18%，Si：0.26%，C：0.14%，O：0.11%，其余量為Al；釩收率為95.1%。

實(shí)施例3

本冶煉釩鋁所需的五氧化二釩顆粒制備方法的具體工藝如下所述：

（1）稱取500kg粉狀五氧化二釩、其中V₂O₅含量為98.87%，測其堆比重為0.45g/cm³，粒度為20～40目，溫度18℃；

（2）對粉料進(jìn)行預(yù)成型擠壓造粒，壓輥在壓力為60Mpa下得到長約80mm條狀顆粒，測其堆比重為1.25g/cm³，測其條狀物料顆粒成型率為67.6%；

（3）對上述預(yù)成型擠壓得到的顆粒進(jìn)行整粒，整粒壓輥在壓力為15Mpa下對預(yù)成型顆粒進(jìn)行整粒，整粒后的物料經(jīng)過孔徑為4mm的整粒篩網(wǎng)，得到顆粒粒徑約為4mm，顆粒率為70%，測其制備的顆?？偭繛?50kg，顆粒堆比重為1.41g/cm³；

（4）取上述制備的五氧化二釩顆粒100kg、金屬鋁粒75kg、氟化鈣25kg混合后放置釩鋁合金冶煉專業(yè)爐體內(nèi)，進(jìn)行爐外引燃，使冶煉反應(yīng)發(fā)生。將剩余250kg五氧化二釩顆粒與金屬鋁粒188kg混合均分成2批分別經(jīng)加料器加入冶煉爐內(nèi)，使物料充分反應(yīng)；

（5）使用該物料進(jìn)行冶煉，對得到的釩鋁合金錠進(jìn)行破碎篩分得到釩鋁合金粒度平均為3.0mm，對其成分分析，按質(zhì)量百分比為：V：68.34%，F(xiàn)e：0.23%，Si：0.21%，C：0.17%，O：0.14%，其余量為Al；釩收率為96.5%。

實(shí)施例4

本冶煉釩鋁所需的五氧化二釩顆粒制備方法的具體工藝如下所述：

（1）稱取550kg粉狀五氧化二釩、其中V₂O₅含量為99.11%，測其堆比重為0.45g/cm³，粒度為20～40目，溫度10℃；

（2）對粉料進(jìn)行預(yù)成型擠壓造粒，壓輥在壓力為65Mpa下得到長約90mm條狀顆粒，測其堆比重為1.24g/cm³，測其條狀物料顆粒成型率為70.5%；

（3）對上述預(yù)成型擠壓得到的顆粒進(jìn)行整粒，整粒壓輥在壓力為20Mpa下對預(yù)成型顆粒進(jìn)行整粒，整粒后的物料經(jīng)過孔徑為4mm的整粒篩網(wǎng)，得到顆粒粒徑約為4mm，顆粒率為70.5%，測其制備的顆?？偭繛?85kg，顆粒堆比重為1.5g/cm³；

（4）取上述制備的五氧化二釩顆粒100kg、金屬鋁粒75kg、氟化鈣25kg混合后放置釩鋁合金冶煉專業(yè)爐體內(nèi)，進(jìn)行爐外引燃，使冶煉反應(yīng)發(fā)生。將剩余285kg五氧化二釩顆粒與金屬鋁粒214kg混合均分成3批分別經(jīng)加料器加入冶煉爐內(nèi)，使物料充分反應(yīng)；

（5）使用該物料進(jìn)行冶煉，對得到的釩鋁合金錠進(jìn)行破碎篩分得到釩鋁合金粒度平均為4.5mm，對其成分分析，按質(zhì)量百分比為：V：66.85%，F(xiàn)e：0.26%，Si：0.20%，C：0.16%，O：0.13%，其余量為Al；釩收率為96.5%。

實(shí)施例5

本冶煉釩鋁所需的五氧化二釩顆粒制備方法的具體工藝如下所述：

（1）稱取550kg粉狀五氧化二釩、其中V₂O₅含量為98.87%，測其堆比重為0.6g/cm³，粒度為20～40目，溫度20℃；

（2）對粉料進(jìn)行預(yù)成型擠壓造粒，壓輥在壓力為70Mpa下得到長約85mm條狀顆粒，測其堆比重為1.2g/cm³，測其條狀物料顆粒成型率為75.5%；

（3）對上述預(yù)成型擠壓得到的顆粒進(jìn)行整粒，整粒壓輥在壓力為35Mpa下對預(yù)成型顆粒進(jìn)行整粒，整粒后的物料經(jīng)過孔徑為4mm的整粒篩網(wǎng)，得到顆粒粒徑約為4mm，顆粒率為71.5%，測其制備的顆粒總量為390kg，顆粒堆比重為1.46g/cm³；

（4）取上述制備的五氧化二釩顆粒100kg、金屬鋁粒75kg、氟化鈣25kg混合后放置釩鋁合金冶煉專業(yè)爐體內(nèi)，進(jìn)行爐外引燃，使冶煉反應(yīng)發(fā)生。將剩余290kg五氧化二釩顆粒與金屬鋁粒218kg混合均分成3批分別經(jīng)加料器加入冶煉爐內(nèi)，使物料充分反應(yīng)；

（5）使用該物料進(jìn)行冶煉，對得到的釩鋁合金錠進(jìn)行破碎篩分得到釩鋁合金粒度平均為3.5mm，對其成分分析，按質(zhì)量百分比為：V：65.55%，F(xiàn)e：0.22%，Si：0.18%，C：0.13%，O：0.10%，其余量為Al；釩收率為95.1%。

實(shí)施例6

本冶煉釩鋁所需的五氧化二釩顆粒制備方法的具體工藝如下所述：

（1）稱取500kg粉狀五氧化二釩、其中V₂O₅含量為98.96%，測其堆比重為0.71g/cm³，粒度為20～40目，溫度19℃；

（2）對粉料進(jìn)行預(yù)成型擠壓造粒，壓輥在壓力為90Mpa下得到長約85mm條狀顆粒，測其堆比重為1.21g/cm³，測其條狀物料顆粒成型率為78.6%；

（3）對上述預(yù)成型擠壓得到的顆粒進(jìn)行整粒，整粒壓輥在壓力為20Mpa下對預(yù)成型顆粒進(jìn)行整粒，整粒后的物料經(jīng)過孔徑為4mm的整粒篩網(wǎng)，得到顆粒粒徑約為4mm，顆粒率為70.5%，測其制備的顆粒總量為350kg，顆粒堆比重為1.51g/cm³；

（4）取上述制備的五氧化二釩顆粒100kg、金屬鋁粒75kg、氟化鈣25kg混合后放置釩鋁合金冶煉專業(yè)爐體內(nèi)，進(jìn)行爐外引燃，使冶煉反應(yīng)發(fā)生。將剩余250kg五氧化二釩顆粒與金屬鋁粒188kg混合均分成3批分別經(jīng)加料器加入冶煉爐內(nèi)，使物料充分反應(yīng)；

（5）使用該物料進(jìn)行冶煉，對得到的釩鋁合金錠進(jìn)行破碎篩分得到釩鋁合金粒度平均為5.0mm，對其成分分析，按質(zhì)量百分比為：V：68.01%，F(xiàn)e：0.27%，Si：0.2%，C：0.15%，O：0.14%，其余量為Al；釩收率為96.1%。

實(shí)施例7

本冶煉釩鋁所需的五氧化二釩顆粒制備方法的具體工藝如下所述：

（1）稱取550kg粉狀五氧化二釩、其中V₂O₅含量為98.88%，測其堆比重為0.75g/cm³，粒度為20～40目，溫度31℃；

（2）對粉料進(jìn)行預(yù)成型擠壓造粒，壓輥在壓力為110Mpa下得到長約95mm條狀顆粒，測其堆比重為1.23g/cm³，測其條狀物料顆粒成型率為79.3%；

（3）對上述預(yù)成型擠壓得到的顆粒進(jìn)行整粒，整粒壓輥在壓力為40Mpa下對預(yù)成型顆粒進(jìn)行整粒，整粒后的物料經(jīng)過孔徑為4mm的整粒篩網(wǎng)，得到顆粒粒徑約為3mm，顆粒率為69.7%，測其制備的顆?？偭繛?83kg，顆粒堆比重為1.52g/cm³；

（4）取上述制備的五氧化二釩顆粒100kg、金屬鋁粒75kg、氟化鈣25kg混合后放置釩鋁合金冶煉專業(yè)爐體內(nèi)，進(jìn)行爐外引燃，使冶煉反應(yīng)發(fā)生。將剩余283kg五氧化二釩顆粒與金屬鋁粒213kg混合均分成3批分別經(jīng)加料器加入冶煉爐內(nèi)，使物料充分反應(yīng)；

（5）使用該物料進(jìn)行冶煉，對得到的釩鋁合金錠進(jìn)行破碎篩分得到釩鋁合金粒度平均為5.5mm，對其成分分析，按質(zhì)量百分比為：V：66.78%，F(xiàn)e：0.22%，Si：0.21%，C：0.17%，O：0.16%，其余量為Al；釩收率為96.8%。

以上實(shí)施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。