CN102191348B - 一种氧化球团法生产高品位镍及不锈钢的工艺方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种利用低品位含镍氧化球团法生产高品位镍合金及不锈钢的工艺方法及装置，用煤粉等富含碳物料作还原剂或燃料，把低品位镍矿制成氧化球团经预热后直接冶炼出高NiCo含量、低硫磷的合金钢水，或直接用于不锈钢生产，生产效率高，综合能耗低，生产成本低，节能减排效果显著。

Description

一种氧化球团法生产高品位镍及不锈钢的工艺方法和装置

技术领域

[0001] 本发明涉及不锈钢的生产工艺，尤其涉及一种用氧化球团法生产高品位镍及不锈钢的工艺方法和装置，属钢铁冶金技术领域。

背景技术

[0002] 随着世界经济的快速发展，人们生活和工业领域等对不锈钢的需求越来越大，因此对镍的需求也越来越多。随着硫化镍矿和高品位红土矿的逐渐减少，低品位红土镍矿的开发利用变得迫在眉睫。红土镍矿资源丰富，勘探成本低，采矿成本低，选冶工艺已逐渐成熟。红土镍矿在还原焙烧过程中由于铁尖晶石与橄榄石相互镶嵌与互溶，镍与矿物结合紧密，镍的分离异常困难，以致能耗高。目前，湿法处理红土镍矿的工艺虽已用于工业生产多 年，但试剂消耗量高，操作环境恶劣，且由于镍含量低，矿石中90%以上的其它物质及加入的酸、碱等物质未经处理而直接进入余料，堆弃在露天，对环境造成了严重的二次污染，已经逐步被淘汰。选择性焙烧还原处理在1200〜1350°C范围内，将矿石中的镍还原成金属镍，通过磁选分离而使金属镍得到富集，再由矿热炉还原成镍铁，电耗和综合能耗高。中国专利申请200710034750. O公开了红土镍矿熔融还原制取铁合金工艺，首先将红土镍矿用回转窑还原，然后利用湿式磁选使镍富集，再用电炉等熔融还原，可生产镍6-10 %，铁85-90%的镍铁合金，镍铁收率大于85%，硫磷低于O. 03%。中国专利申请200710035281. 4公开了低品位红土镍矿组合利用工艺，红土镍矿经破碎后加入焦粉或富含碳物料用烧结机烧结还原，冷却后加入电炉或鼓风炉使部分镍和少量铁还原，再进入终还原炉还原铁，得到铁水含铁92-95%，镍铁合金含镍4-8%，含铁88-92%。中国专利申请200610163832. O公开了一种转底炉快速还原含碳红土镍矿团富集镍的方法，红土镍矿经破碎后加入碳质还原齐U、添加剂等压成球，采用转底炉还原，冷却后加入电炉或鼓风炉使部分镍和少量铁还原，然后进行湿法球磨，强磁选得到高品位镍精矿，镍品位达到7-9%。以上工艺方法所生产出镍铁合金的镍含量6-10%，无发生产出更高含量的镍合金，并且综合能耗高。

发明内容

[0003] 针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用氧化球团法生产高品位镍铁合金及不锈钢的工艺方法和装置。

[0004] 本发明提出的利用低品位红土镍矿制成氧化球团法生产高品位镍合金及不锈钢工艺方法和装置，利用红土镍矿（Ni ：0. 8〜2. 0%, Co ：0. I〜O. 2%, Fe ：11. O〜50. 0%，Cr2O3 :0· 6 〜O. 5 %，MgO ：0. 5 〜35. O %，Mn :0· 3 〜I. O %，SiO2 :29· O 〜46. O %，Al2O3 ：O. 8 〜2. 5%,CaO ：0. I 〜O. 7%,P ：0. 06 〜O. 12%, S ：0. 04 〜O. 08% )直接生产出粗 NiCo合金（Ni+Co含量8. O〜23. 0%、C含量L O〜2. O %、磷含量< O. 06 %、硫含量< O. 05%、硅含量O. I〜O. 3%、锰含量O. 3〜O. 8%、铬含量L 5〜4. 5%、铁含量75. O〜87. 0% )。粗NiCo合金经本发明提出的氧化提炼工艺和装置生产出NiCo含量30. O〜87. 0%、C含量O. 003〜O. 009%、磷含量< O. 008%、硫含量< O. 007%、硅含量O. 001〜O. 005%、锰含量O. 003〜O. 01 %、铬含量O. 01〜O. 05%、铁含量13. O〜68. 0%的NiCo合金钢水。按照不锈钢成分要求把NiCo合金钢水成分调整到所要求的范围，直接热兑入电炉生产不锈钢。

[0005] 本发明提供一种利用低品位红土镍矿制成氧化球团法生产高品位镍合金及不锈钢的工艺方法，包括下列步骤：

[0006] I)熔分炉内首先形成900-1000mm初始熔渣和700mm深的铁水熔池；

[0007] 2)高温氧化球团和5-15%重量比例的熔剂加入熔分炉；

[0008] 3)煤氧枪A由初始熔渣面以上的炉壁插入到初始熔渣的底部距渣底150-200mm处喷吹富含碳物料和氧气，富含碳物料和氧气比例为保持富余5-15%的富含碳物料不被燃烧，形成还原一区；

[0009] 煤氧枪B由初始熔渣面以上的炉壁插入到初始熔渣的中部喷吹富含碳物料和氧 气，富含碳物料和氧气比例为保持富余1.0-10%的富含碳物料不被燃烧，形成还原二区；

[0010] 氧枪由初始熔渣面以上的炉壁插入到初始熔渣的上部200-260mm处喷吹氧气，把下部熔渣还原Ni、Co、Fe等氧化物产生的CO、富余富含碳物料全部燃烧形成温度达到1600-1750 V的高温燃烧区，高温燃烧区熔渣的高温把加入的高温红土镍矿氧化球团和熔剂熔化成液态；

[0011] 高温燃烧区的液态铁氧化物吸收大量热量后下落到还原二区和还原一区；还原二区和还原一区熔渣温度控制在1400-1600°c得到液态粗NiCo合金；

[0012] 4)液态粗NiCo合金钢水由乙型出口连续流入到提炼炉，并向提炼炉按吨钢水30-60公斤加入熔剂，由提炼炉底部的透气砖或上部的提炼炉氧枪吹入氧气，使液态粗NiCo合金中的Si、C、Mn、Cr、Fe、P等元素被氧化并进入渣中，得到高NiCo含量合金钢水；

[0013] 5)按照不锈钢成分要求把高NiCo合金钢水成分调整到所要求的范围，直接热兑入电炉生产不锈钢。

[0014] 优选的，熔分炉底部熔渣中的Fe2O3被还原成FeO和Fe3O4及部分液态Fe，液态Fe进入液态粗NiCo合金钢水中，熔渣中的FeO和Fe3O4由熔渣底部的出渣口出炉后被水淬和粒化冷却，冷却的渣再经细磨、强磁选出FeO和Fe3O4用于炼铁，废渣用于生产水泥。

[0015] 优选的，熔分炉高温烟气（1400-150(TC )送入预热炉来预热球团，富余的高温烟气送入余热锅炉发电，热量得到充分利用。

[0016] 优选的，步骤2)所述的高温氧化球团为：把红土镍矿、富含碳物料还原剂、粘结齐U、石灰制成球团，球团经预热炉，得到1100-1250°C的高温预热炉球团。本专业技术人员根据红土镍矿的成分组成，设计出或调整富含碳物料还原剂、石灰和粘结剂加入的比例。

[0017] 所述富含碳物料还原剂选自：煤粉、兰碳粉、焦碳粉等。

[0018] 所述的粘结剂选自：彭Z?土、或有机粘结剂等。

[0019] 所述红土镍矿中各成分含量为，Ni :0. 8〜2. 0%，Co :0. I〜O. 2%，Fe :11. O〜50. 0%, Cr2O3 ：0. 6 〜O. 5%，MgO ：0. 5 〜35. 0%, Mn ：0. 3 〜I. 0%，SiO2 ：29. O 〜46. 0%,Al2O3 ：0. 8 〜2. 5%, CaO ：0. I 〜O. 7%, P ：0. 06 〜O. 12%, S ：0. 04 〜O. 08%。

[0020] 优选的，优选的，步骤3)所述的液态粗NiCo合金钢水，成分为：Ni+Co含量8. O〜23. 0%, C含量I. O〜2. 0%、磷含量< O. 06%、硫含量< O. 05%、硅含量O. I〜O. 3%、锰含量O. 3〜O. 8%、铬含量L 5〜4. 5%、铁含量75. O〜87. 0% ；

[0021] 优选的，优选的，步骤4)所述的高NiCo含量合金钢水，成分为：附0)含量30.0〜87. 0%, C 含量 O. 003 〜O. 009%、磷含量< O. 008%、硫含量< O. 007%、硅含量 O. 001 〜O. 005%、锰含量O. 003〜O. 01 %、铬含量O. 01〜O. 05%、铁含量12. O〜68. 0%，上述各成分的总和为100%。

[0022] 步骤3)中液态铁氧化物比重约为4，熔渣的比重为I. 2〜2. 0，液态铁氧化物比重大于熔渣的比重。

[0023] 优选的，步骤3)所述的富含碳物料可以是煤粉、焦炭粉、兰炭粉等等。

[0024] 优选的，步骤4)所述的熔剂选自石灰、萤石、自云石中的一种或几种，本专业技术人员根据熔渣的成分组成，设计出或调整石灰、萤石、白云石加入的比例。

[0025] 因本发明比较复杂、涉及步骤众多，因此重点论述本发明与现有技术相区别的创新部分。本发明未论述部分均可采用现有技术。本发明所述的百分含量均为重量比。

[0026] 本发明还提供一种生产高品位镍合金及不锈钢的装置，包括熔分炉（I)、提炼炉

(16)、不锈钢生产设备。提炼炉（16) —侧通过乙型出口（2)与熔分炉（I)相连，另一侧通过钢包（17)与不锈钢冶炼设备（18)相连。

[0027] 优选的，熔分炉⑴包括：乙型出口（2)、出渣口（3)、煤氧枪A (4)、氧枪（5)、煤氧枪B(8)、高温煤气管（7)。出渣口（3)位于熔分炉（I)的下部距钢水上表面位置150-200mm处，煤氧枪A(4)由熔分炉（I)的中部初始熔渣面以上的炉壁插入到初始熔渣的底部距渣底150-200111111处，煤氧枪8(5)由熔分炉（I)的中部初始熔渣面以上的炉壁插入到初始熔渣的中部，氧枪（5)由熔融炉（I)的中部初始熔渣面以上的炉壁插入到初始熔渣的上部100-150mm处，高温煤气管（7)位于熔分炉（I)顶部，乙型出口（2)位于熔分炉（I)的下部与提炼炉（16)相连。优选的，煤氧枪A(4)、氧枪（5)、煤氧枪B(S)是可更换的。优选的，乙型出口（2)的上部设有一检修盖（9)，供维修用。

[0028] 优选的，提炼炉（16)包括：提炼炉氧枪（10)、提炼炉煤气管（11)、熔剂串罐（12)、提炼炉出渣口（13)、提炼炉出钢口（14)、透气砖（15)。提炼炉氧枪（10)和提炼炉煤气管

(11)均安装在提炼炉（16)的顶部，熔剂串罐（12)安装在提炼炉（16)上部的侧壁上，提炼炉出渣口（13)位于提炼炉（16)的中部侧壁上，提炼炉出钢口（14)位于提炼炉（16)侧壁的下部，透气砖（15)安装在提炼炉（16)的底部。优选的，本专业技术人员根据炉子大小，在提炼炉（16)底部1/3或2/3半径位置或其它位置可以安装I到8个透气砖（15)。优选的，提炼炉煤气管（11)与熔分炉高温煤气管（7)相连，保持提炼炉（16)与熔分炉（I)的炉内压力一致。

[0029] 优选的，所述生产高品位镍合金及不锈钢的装置还包括高温加料系统，高温加料系统通过串罐（6)与熔分炉（I)相连；高温加料系统依次包括：串罐（6)、上料车（19)、轨道（20)、高温料仓（21);上料车（19)运行在轨道（20)上；优选的，串罐（6)连接在熔分炉(I)上部的炉壁上；高温料仓（21)上入料口与预热炉（22)相连，下出口把高温还原球输出到上料车里。优选的，本专业技术人员可根据炉子大小选择I到6个串罐（6)安装到熔分炉（I)上部炉侧壁或炉顶上。

[0030] 优选的，所述生产高品位镍合金及不锈钢的装置还包括炉渣处理系统，炉渣处理系统通过出渣口（3)与熔分炉（I)中部相连。炉渣处理系统包括：粒化冷却器（24)、球磨机(25)、磁选机(26) ο粒化冷却器（24)、球磨机（25)、磁选机(26)依次相连，出洛口 (3)排出的熔融还原渣，依次经过粒化冷却器（24)、球磨机（25)、磁选机（26)把渣中FeO和Fe3O4含铁物质选出用于炼铁，剩余的渣送往水泥厂用于制造水泥。

[0031] 所述生产高品位镍合金及不锈钢的装置还包括预热炉（23)，预热炉（23)通过高温料仓（21)与高温加料系统的相连，预热炉（23)的另一端通过高温煤气管（7)与熔分炉

(I)相连。优选的，预热炉（23)可以是竖炉，或是回转窑，或是带式焙烧机等等。用于还原红土镍矿等原料制成球团。 [0032] 优选的，本发明工艺和设备生产出的NiCo合金钢水通过钢包（17)送往不锈钢生产设备（18)生产含镍不锈钢，NiCo合金钢水生产成本低，并且NiCo合金钢水的热量得到高效利用。

[0033] 本发明的优势体现在：

[0034] (I)用煤粉等富含碳物料作还原剂或燃料，把红土镍矿石制成氧化球团经预热后直接冶炼出粗NiCo合金钢水，生产效率高，综合能耗低，热量得到高效充分应用，生产成本低，节能减排效果显著。

[0035] (2)实现了把粗NiCo合金钢水通过选择氧化提炼方法，使NiCo含量达到20〜85 %或提炼到NiCo含量大于85. O %的合金钢水，直接热兑入不锈钢生产电炉生产含镍不锈钢，热量得到高效利用。

[0036] (3)本发明提炼NiCo合金生产含镍不锈钢的设备简单，与传统的矿热炉方法比节能50%以上，减排约50%以上，易于实现生产的连续化和自动控制，炉子寿命可长达20年以上；生产成本降低1/3以上。

附图说明

[0037] 图I是本发明的示意流程图。其中：1 :熔分炉，2 :乙型出口，3 :出渣口，4 :煤氧枪A，5 :煤氧枪B，6 :串罐，7 :高温煤气管，8 :氧枪，9 :检修盖，10 :提炼炉氧枪，11 :提炼炉煤气管，12 :熔剂串罐，13 :提炼炉出渣口，14 :提炼炉出钢口，15 :透气砖，16 :提炼炉，17 :钢包，18 :不锈钢生产设备，19 :上料车，20 :轨道，21 :高温料仓，22 :高温烟道，23 :预热炉，24 :粒化冷却器，25 :球磨机，26 :磁选机。

具体实施方式

[0038] 以下实施例是对本发明的进一步说明，但本发明并不局限于此。

[0039] 实施例I :

[0040] 原料：红土镍矿加工成球团；富含碳物料：兰炭粉；球团预热炉：竖炉。

[0041]红土镍矿的成分，Ni ：1. 8%,Co ：0. l%,Fe :14. 5%,Cr2O3 ：1. l%,MgO :23. 5%,Mn ：

O. 5%, SiO2 ：43. O %, Al2O3 :1. I %, CaO :0. 2%, P :0. 09%, S :0. 06%，其余为水分。

[0042] 本发明提出一种利用低品位红土镍矿制成氧化球团法生产高品位镍合金及不锈钢的工艺方法。熔分炉内首先形成900-1000mm初始熔渣和700mm深的铁水熔池；把红土镍矿等原料制成球团，球团经预热炉得到高温氧化球团（1150°C )，高温氧化球团和7%重量比例的熔剂（溶剂为石灰和白云石的混合物，石灰和白云石的比例为2 ： I)加入熔分炉；煤氧枪A由初始熔渣面以上的炉壁插入到初始熔渣的底部距渣底200mm处喷吹富含碳物料和氧气，富含碳物料和氧气比例为保持富余9%的富含碳物料不被燃烧，形成还原一区；煤氧枪B由初始熔渣面以上的炉壁插入到初始熔渣的中部喷吹富含碳物料和氧气，富含碳物料和氧气比例为保持富余3%的富含碳物料不被燃烧，形成还原二区；氧枪由初始熔渣面以上的炉壁插入到初始熔洛的上部100-150mm处喷吹氧气,把下部熔洛还原Ni、Co、Fe等氧化物产生的CO、富余富含碳物料全部燃烧形成高温燃烧区（温度达到1650°C )，高温燃烧区熔渣的高温把加入的高温红土镍矿氧化球团和熔剂熔化成液态；液态铁氧化物比重（约为

4)大于熔渣的比重（I. 2〜2. O)，高温燃烧区的液态铁氧化物吸收大量热量后下落到还原二区和还原一区；还原二区和还原一区熔渣温度控制在1400-1450°C得到液态粗NiCo合金(Ni+Co含量8. O〜23. 0%、C含量L O〜2. O %、磷含量< O. 06 %、硫含量< O. 05%、硅含量O. I〜O. 3%、锰含量O. 3〜O. 8%、铬含量L 5〜4. 5%、铁含量75. O〜87. 0% );液态粗NiCo合金由乙型出口连续流入到提炼炉，并向提炼炉中按吨钢水30公斤加入熔剂（溶剂为石灰和白云石的混合物，石灰和萤石的比例为2 ： I)，由提炼炉底部的透气砖或上部的提炼炉氧枪吹入氧气，使液态粗NiCo合金中的Si、C、Mn、Cr、Fe、P等元素被氧化并进入渣中，得到高NiCo含量合金钢水（NiCo含量30. O〜87. 0%、C含量O. 003〜O. 009%、磷含量< O. 008%、硫含量< O. 007%、硅含量O. 001〜O. 005%、锰含量O. 003〜O. 01%、铬含量O. 01〜O. 05%、铁含量13. O〜68. 0% )。按照不锈钢成分要求把NiCo合金钢水成分 调整到所要求的范围，直接热兑入电炉生产不锈钢，热量得到高效充分应用。熔分炉底部熔渣中的Fe2O3被还原成FeO和Fe3O4及部分液态Fe，液态Fe进入液态粗NiCo合金中，熔渣中的FeO和Fe3O4由熔渣底部的出渣口出炉后被水淬和粒化冷却，冷却的渣再经细磨、强磁选出FeO和Fe3O4用于炼铁，废渣用于生产水泥。熔分炉高温烟气（1400-1450°C )送入预热炉来预热球团，富余的高温烟气送入余热锅炉发电，热量得到充分利用。

[0043] 本发明提供一种利用低品位红土镍矿制成氧化球团生产高品位镍合金及含镍不锈钢的装置。包括熔分炉I、提炼炉16、高温加料系统、炉渣处理系统、预热炉、不锈钢生产设备组成。熔分炉I下部通过乙型出口 2与提炼炉16相连；熔分炉I中部通过出渣口 3与炉渣处理系统相连；熔分炉I上部通过串罐6与高温加料系统相连；提炼炉16 —侧通过乙型出口 2与熔分炉I相连，另一侧通过钢包17与不锈钢冶炼设备18相连；高温加料系统一端通过串罐6与熔分炉I相连，另一端通过高温料仓21与预热炉23相连。

[0044] 熔分炉I包括：出渣口 3、煤氧枪A(4)、煤氧枪B(5)、高温煤气管7、乙型出口 2。出渣口 3位于熔分炉I的下部距钢水上表面位置150-200!11111处，煤氧枪4(4)由熔分炉I的中部初始熔渣面以上的炉壁插入到初始熔渣的底部距渣底200mm处，煤氧枪B (5)由熔分炉I的中部初始熔渣面以上的炉壁插入到初始熔渣的中部，高温煤气管7位于熔分炉（I)顶部，乙型出口 2位于熔分炉I的下部与提炼炉16相连。煤氧枪A (4)、煤氧枪B (5)和氧枪8是可更换的。乙型出口 2的上部设有一检修盖9，供维修用。

[0045] 提炼炉16包括：提炼炉氧枪10、提炼炉煤气管11、熔剂串罐12、提炼炉出渣口 13、提炼炉出钢口 14、透气砖15。提炼炉氧枪10和提炼炉煤气管11均安装在提炼炉16的顶部，熔剂串罐12安装在提炼炉16上部的侧壁上，提炼炉出渣口 13位于提炼炉16的中部侧壁上，提炼炉出钢口 14位于提炼炉16侧壁的下部，透气砖15安装在提炼炉16的底部。在提炼炉16底部1/3半径位置对称安装6个透气砖（15)。提炼炉煤气管11与熔分炉高温煤气管7相连，保持提炼炉16与熔分炉I的炉内压力一致。

[0046] 高温加料系统依次包括：串罐6、上料车19、轨道20、高温料仓21 ;上料车19运行在轨道20上；串罐6连接在熔分炉I上部的炉壁上；高温料仓21上入料口与预热炉23相连，下出口把高温还原球输出到上料车里。2个串罐6安装到熔分炉I上部炉侧壁上。

[0047] 炉渣处理系统包括：粒化冷却器24、球磨机25、磁选机26。粒化冷却器24、球磨机25、磁选机26依次相连，出渣口 3排出的熔融还原渣，依次经过粒化冷却器24、球磨机

(25)、磁选机26把渣中FeO和Fe3O4含铁物质选出用于炼铁，剩余的渣送往水泥厂用于制造水泥。

[0048] 预热炉23是竖炉。

[0049] 本发明工艺和设备生产出的NiCo合金钢水通过钢包（17)送往不锈钢生产设备(18)生产含镍不锈钢，NiCo合金钢水生产成本低，并且NiCo合金钢水的热量得到高效利用。

[0050] 实施例2 ：

[0051] 原料：红土镍矿加工成球团；富含碳物料：煤粉；球团预热炉：回转窑炉。

[0052]红土镍矿的成分，Ni ：1. 5%, Co ：0. 2%, Fe ：45. O%, Cr2O3 ：3. 0%,Mg0 ：4. 0%,Μη ：O. 8%, Si02 ：21. 0%, Al2O3 :1. 6%, CaO :0. 1%, P :0. 08%, S :0. 06%。

[0053] 把红土镍矿等原料制成球团，在回转窑得到高温氧化球团（1150°C )，按高温氧化球团重量的8%把熔剂加入熔分炉；煤氧枪A富含碳物料和氧气比例为保持富余12%的富含碳物料不被燃烧；煤氧枪B喷吹富含碳物料和氧气比例为保持富余3. 0%的富含碳物料不被燃烧；熔渣温度控制在1550°C得到液态粗NiCo合金钢水，NiCo含量11. 54%, C含量1.5%、P含量O. 027%, S含量O. 013%、硅含量O. 07%、锰含量O. 55%、铬含量4. 11%、铁 含量82. 19%。粗NiCo合金钢水经本发明提出的氧化提炼工艺和装置生产出NiCo含量40. 637%, C含量O. 003%、磷含量O. 0041 %、硫含量O. 0034%、硅含量O. 0035%、锰含量

0. 007 %、铬含量O. 347 %、铁含量58. 995 %的NiCo合金钢水，直接热兑入电炉生产不锈钢。

[0054] 在提炼炉16底部1/3和2/3半径位置分别对称安装4个和3透气砖15 ;3串罐6安装到熔分炉I上部炉侧壁上。

[0055] 其他同实施例I。

[0056] 实施例3 ：

[0057] 原料：红土镍矿加工成球团；富含碳物料：焦粉；球团预热炉：带式焙烧机。

[0058]红土镍矿的成分，Ni ：1. 2%, Co ：0. l%,Fe :50. O%, Cr2O3 :3. 5%, MgO ：5. 0%,Μη ：

1. 5%, SiO2 ：17. O%, Al2O3 :1. 0%, CaO :0. 3%, P :0. 07%, S :0. 045%，水份烧损 20. 27%。

[0059] 把红土镍矿等原料制成球团，在带式焙烧机得到高温氧化球团（1150°C )，按高温氧化球团重量的7%把熔剂加入熔分炉；煤氧枪A富含碳物料和氧气比例为保持富余10%的富含碳物料不被燃烧；煤氧枪B喷吹富含碳物料和氧气比例为保持富余3. O %的富含碳物料不被燃烧；熔渣温度控制在150(TC得到液态粗NiCo合金钢水，NiCo含量7. 48%、C含量1.284%、P含量O. 023%, S含量O. 012 %、硅含量O. 087 %、锰含量O. 58 %、铬含量2. 92 %、铁含量87. 61 %。粗NiCo合金钢水经本发明提出的氧化提炼工艺和装置生产出NiCo含量28. 158%, C含量O. 0025 %、磷含量O. 0029 %、硫含量O. 0024 %、硅含量

O. 0024%、锰含量O. 0048%、铬含量O. 239%、铁含量71. 588%的NiCo合金钢水，直接热兑入电炉生产不锈钢。

[0060] 其他同实施例2。

Claims (9)

1. 一种生产不锈钢的工艺方法，包括下列步骤： 1)熔分炉内首先形成900-1000mm初始熔渣和700mm深的铁水熔池； 2)高温氧化球团和5-15%重量比例的熔剂加入熔分炉；所述的高温氧化球团为：把红土镍矿、富含碳物料还原剂、粘结剂、石灰制成球团，球团经预热炉，得到1100-1250°C的高温预热炉球团；所述富含碳物料还原剂选自：煤粉、兰碳粉或焦碳粉；所述的粘结剂选自：彭云土或有机粘结剂； 所述红土镍矿中各成分重量百分含量为，Ni :0. 8〜2. 0%, Co :0. I〜O. 2%，Fe :11. O〜50. 0%, Cr2O3: O. 5 〜0.6%, MgO: O. 5 〜35.0%, Mn: O. 3 〜I. 0%，SiO2: 29. O 〜46. 0%, Al2O3:0. 8 〜2. 5%, CaO:O. I 〜O. 7%, P:O. 06 〜O. 12%, S:O. 04 〜O. 08%，其余为水分； 3)煤氧枪A由初始熔渣面以上的炉壁插入到初始熔渣的底部距渣底150-200mm处喷吹富含碳物料和氧气，富含碳物料和氧气比例为保持富余5-15%的富含碳物料不被燃烧，形成还原一区； 煤氧枪B由初始熔渣面以上的炉壁插入到初始熔渣的中部喷吹富含碳物料和氧气，富含碳物料和氧气比例为保持富余I. 0-10%的富含碳物料不被燃烧，形成还原二区； 氧枪由初始熔渣面以上的炉壁插入到初始熔渣的上部200-260mm处喷吹氧气，把下部熔渣还原Ni、Co、Fe氧化物产生的CO、富余富含碳物料全部燃烧形成温度达到1600-1750°C的高温燃烧区，高温燃烧区熔渣的高温把加入的高温氧化球团和熔剂熔化成液态； 高温燃烧区的液态铁氧化物吸收大量热量后下落到还原二区和还原一区；还原二区和还原一区熔渣温度控制在1400-1600°C得到液态粗NiCo合金钢水； 4)液态粗NiCo合金钢水由乙型出口连续流入到提炼炉，并向提炼炉中加入熔剂，由提炼炉底部的透气砖或上部的提炼炉氧枪吹入氧气，使液态粗NiCo合金中的Si、C、Mn、Cr、Fe、P元素被氧化并进入渣中，得到高NiCo含量合金钢水； 5)按照不锈钢成分要求把高NiCo含量合金钢水成分调整到所要求的范围，直接热兑入电炉生产不锈钢。

2.如权利要求I所述的生产不锈钢的工艺方法，其特征在于，熔分炉底部熔渣中的Fe2O3被还原成FeO和Fe3O4及部分液态Fe，液态Fe进入液态粗NiCo合金中，熔渣中的FeO和Fe3O4由熔渣底部的出渣口出炉后被水淬和粒化冷却，冷却的渣再经细磨、强磁选出FeO和Fe3O4用于炼铁，废渣用于生产水泥； 熔分炉1400-1500°C的高温烟气送入预热炉来预热球团，富余的高温烟气送入余热锅炉发电，热量得到充分利用。

3.如权利要求I所述的生产不锈钢的工艺方法，其特征在于，步骤3)所述的液态粗NiCo合金，成分为：Ni+Co含量8. O〜23. 0%、C含量I. O〜2. 0%、磷含量〈O. 06%、硫含量〈O. 05%、硅含量O. I〜O. 3%、锰含量O. 3〜O. 8%、铬含量I. 5〜4. 5%、铁含量75. O〜87. 0% ；上述各成分的总和为100% ； 步骤4)所述的高NiCo含量合金钢水，成分为：Ni + Co含量30. O〜87. 0%、C含量O. 003〜O. 009%、磷含量〈O. 008%、硫含量〈O. 007%、硅含量O. 001〜O. 005%、锰含量O. 003〜O. 01%、铬含量O. 01〜O. 05%、铁含量12. O〜68. 0%,上述各成分的总和为100%。

4.如权利要求I所述的生产不锈钢的工艺方法，其特征在于，步骤3)所述的富含碳物料选自煤粉、焦炭粉或兰炭粉；步骤4 )所述的熔剂选自石灰、萤石、白云石中的一种或几种。

5. 一种生产不锈钢的装置，包括熔分炉（I)、提炼炉（16)、不锈钢冶炼设备；提炼炉(16)—侧通过乙型出口（2)与熔分炉（I)相连，另一侧通过钢包（17)与不锈钢冶炼设备(18)相连；其特征在于： 熔分炉（I)包括：乙型出口（2)、出渣口（3)、煤氧枪A (4)、氧枪（5)、煤氧枪B (8)、高温煤气管（7);出渣口（3)位于熔分炉（I)的下部距钢水上表面位置150-200mm处，煤氧枪A (4)由熔分炉（I)的中部初始熔渣面以上的炉壁插入到初始熔渣的底部距渣底150-200mm处，煤氧枪B (8)由熔分炉（I)的中部初始熔渣面以上的炉壁插入到初始熔渣的中部，氧枪(5 )由熔分炉（I)的中部初始熔渣面以上的炉壁插入到初始熔渣的上部IOO-150mm处，高温煤气管（7)位于熔分炉（I)顶部，乙型出口（2)位于熔分炉（I)的下部与提炼炉（16)相连；煤氧枪A (4)、氧枪（5)、煤氧枪B (8)是可更换的；乙型出口（2)的上部设有一检修盖（9)，供维修用； 提炼炉（16)包括：提炼炉氧枪（10)、提炼炉煤气管（11)、熔剂串罐（12)、提炼炉出渣口(13)、提炼炉出钢口（ 14)、透气砖（15);提炼炉氧枪（10)和提炼炉煤气管（11)均安装在提炼炉（16)的顶部，熔剂串罐（12)安装在提炼炉（16)上部的侧壁上，提炼炉出渣口（ 13)位于提炼炉（16 )的中部侧壁上，提炼炉出钢口（ 14)位于提炼炉（16 )侧壁的下部，透气砖（15 )安装在提炼炉（16)的底部。

6.如权利要求5所述的生产不锈钢的装置，其特征在于，本专业技术人员根据炉子大小，在提炼炉（16)底部1/3或2/3半径位置或其它位置安装I到8个透气砖（15);提炼炉煤气管（11)与熔分炉高温煤气管（7)相连，保持提炼炉（16)与熔分炉（I)的炉内压力一致。

7.如权利要求5所述的生产不锈钢的装置，其特征在于，所述的装置还包括高温加料系统，高温加料系统通过串罐（6)与熔分炉（I)相连；高温加料系统依次包括：串罐（6)、上料车（19 )、轨道（20 )、高温料仓（21);上料车（19 )运行在轨道（20 )上；串罐（6 )连接在熔分炉（I)上部的炉壁上；高温料仓（21)上入料口与预热炉（22)相连，下出口把高温还原球输出到上料车里；本专业技术人员根据炉子大小选择I到6个串罐（6)安装到熔分炉（I)上部炉侧壁或炉顶上。

8.如权利要求5所述的生产不锈钢的装置，其特征在于，所述的装置还包括炉渣处理系统，炉渣处理系统通过出渣口（3)与熔分炉（I)中部相连；炉渣处理系统包括：粒化冷却器（24)、球磨机（25)、磁选机（26);粒化冷却器（24)、球磨机（25)、磁选机（26)依次相连，出渣口（ 3 )排出的熔融还原渣，依次经过粒化冷却器（24 )、球磨机（25 )、磁选机（26 )把渣中FeO和Fe3O4含铁物质选出用于炼铁，剩余的渣送往水泥厂用于制造水泥。

9.如权利要求5所述的生产不锈钢的装置，其特征在于，所述的装置还包括预热炉(23),预热炉（23)通过高温料仓（21)与高温加料系统的相连，预热炉（23)的另一端通过高温煤气管（7)与熔分炉（I)相连；预热炉（23)是竖炉，或是回转窑，或是带式焙烧机。