CN103436651B - 一种生产优质镍铁的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及镍铁，特指一种生产优质镍铁的方法。本发明以红土镍矿粉、精煤粉和石灰粉为主要原料在完成配料、称量、混合、加粘结剂、压球、烘干、筛分、入转底炉预还原、金属化球团冷却、破碎、球磨、磁选、压块、入电弧炉熔炼、造渣脱磷、脱硫和浇注等一系列工艺环节后获得优质镍铁的整个工艺过程。经检测：镍铁的镍含量20‑30wt %Ni，0.2‑0.5wt%C,S≤0.015wt%，P≤0.03wt%，Si≤0.3wt%,是生产不锈钢、耐磨钢和耐热铸铁的优质原料。
Description
技术领域
本发明涉及镍铁，特指一种生产优质镍铁的方法。
背景技术
镍铁是生产不锈钢、耐热铸钢、耐热铸铁、耐磨钢和结构钢的重要原料。镍铁的生产工艺分湿法和火法两大类，其中，火法是冶炼镍铁生产的主要方法。
在火法工艺中，目前主要的方法有高炉法、回转窑预还原+矿热炉法和预还原+电炉熔分法；其中，高炉法生产的镍铁由于存在着镍的品位低、杂质元素P、S、C和Si含量高和渣量大等问题已经基本不在采用；回转窑预还原+矿热炉法是目前生产镍铁的主要方法，但是，该方法存在着能耗高、污染严重和镍铁杂质元素含量较高等问题，预还原+电炉熔分法是镍铁生产工艺今后的发展方向。
转底炉是近几年发展起来的一种新型制备还原铁的设备，围绕转底炉制备还原铁已建立起一整套成熟的工艺，采用转底炉生产还原铁具有自动化程度高、产能高、生产成本低和对环境没有污染等突出优点；过去转底炉制备的还原铁主要用于作为炼铁和炼钢用原材料，在用于还原红土镍矿制备镍铁方面很少涉及，所以，研究采用转底炉直接还原红土镍矿制备镍铁对于降低电耗、降低镍铁的生产成本和减少环境污染具有重要的意义。
在电弧炉熔炼的初期，未被还原的氧化铁成为一个有用的氧化剂，它有助于铁水脱Si、脱P和脱C，喷吹碳粉不但促进了镍铁的深还原，而且有益于炉渣的渣泡沫化，从而，加快其从炉中排出，后期造还原渣可显著地降低合金熔体的硫含量，使得合金熔体成为冶炼不锈钢、耐热铸钢、耐热铸铁、耐磨钢和结构钢的优质原料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用红土镍矿转底炉预还原+电炉精炼生产优质镍铁的核心工艺，从而，有效的降低镍铁的生产成本和改善镍铁的质量，经检测：镍铁的镍含量20-30wt %Ni，0.2-0.5wt%C, S≤0.015wt%，P≤0.03wt%，Si≤0.3wt%, 是生产不锈钢、耐磨钢和耐热铸铁的优质原料。
技术解决方案：工艺步骤如下：
（1）生产镍铁的原料为：1.5-3wt%Ni的红土镍矿粉，粒度-200目大于80%；低硫、低灰分（S≤0.3%wt、灰份≤15%wt、挥发份≤10%wt）和固定碳含量≥75wt%的精煤粉，粒度-200目大于70%；含CaO≥65wt%、S≤0.01%wt、P≤0.01%wt的优质石灰粉，粒度-200目大于50%；
（2）红土镍矿粉、还原煤粉和石灰粉按重量比80-90:8-12:3-7的比例配料、称重，配好后加入润磨机中进行混合和研磨，料、球重量比8-12:1，原料在润磨机中混合40-60min后加入到混砂机中，同时加入原料量2-3wt%的膨润土、4-6wt%的水和2-3wt%的糖浆拌成湿料，原料的总体水分应控制在≤9wt％；
（3）将湿料运输至压球机进行压球处理，成品球呈椭圆状，椭圆球的尺寸为：长度23-27 mm×长半轴直径18-22 mm×短半轴直径10-14mm；
（4）将成品球送入链篦机中进行烘干，烘干气体温度250℃-270℃，烘干至水分低于≤3 wt％后送入转底炉系统，在转底炉中控制还原段的温度为1000℃-1100℃，时间4-6分钟，从而，完成冷固结球团转变成为金属化球团的预还原；
（5）红热的金属化球团出炉温度≤800ºC，出炉后直接进入淬火槽或淬火池中快速冷却，将冷却后的金属化球团烘干并送至Φ2.1m×3m的球磨机研磨成为细粉，细粉采用3000高斯的磁选机进行选别，将选出的粉末在模具中压制成为2-3公斤的压块；
（6）在电弧炉中加入压块总装入量5wt%的石灰铺底；然后，将碎压块加入到电弧炉中熔化，熔化期间往电炉中再加入压块总装入量5-10wt%的石灰，并向熔池内喷吹碳粉，同时炉体向炉门一侧倾斜排渣，熔化结束后，彻底倒掉氧化渣；
（7）再向熔池喷吹碳粉，同时再加入压块总装入量10%wt的石灰造还原渣，取样化验，当铁水中的硫含量≤0.01wt%S和铁水的温度达到1580℃-1620℃时倒掉全部还原渣，出铁，铁水浇注，获得的铁锭即为低磷、低硫、低硅的优质镍铁。
附图说明
图1为本发明流程图。
具体实施方式
实施例1
将红土镍矿粉（2.25wt%Ni，粒度-200目大于80%）、精煤粉（固定碳90.2wt%，S0.13%wt、灰份8%wt、挥发份1.6%wt，粒度-200目的比例大于70%）和石灰粉（CaO67.2wt%、S0.006wt%，P0.003wt%、粒度-200目大于50%）按照85:10:5的比例配料、称量，并连续加入润磨机中混合和研磨，原料在润磨机中混合60min，料球比10:1。
将混合后的原料加入到混砂机中再进行机械混合，同时，加入2wt%的膨润土、2wt%的糖浆结剂和4wt%的水搅拌将料拌湿，原料的总体水分应控制在≤9wt％；之后，将湿料连续加入到双辊压球机中压制成长度25 mm×长半轴直径20 mm×短半轴直径12mm的椭圆冷固结球团，将冷固结球团送入链篦机中进行烘干，烘干气体温度265℃，烘干后（水分低于3wt％）的干球送入转底炉系统将冷固结球团还原为金属化球团，控制还原段的温度为1050℃，还原时间5分钟，热球团在低于800ºC时从转底炉中排出，直接进入淬火槽中进行冷却。
将冷却后的金属化球团烘干并送至Φ2.1m×3m的球磨机中研磨成为细粉，对细粉采用3000高斯的磁选机进行选别，将选出的粉末在模具中压制成为3公斤的压块。
在电弧炉中加入压块总装入量5wt%的石灰铺底，然后，将压块加入电弧炉中，通电熔化，熔化期间往熔池中再加入压块总装入量7wt%的石灰，并向熔池内喷吹碳粉，同时，炉体向炉门一侧倾斜排渣，熔化结束后，彻底倒掉氧化渣。
再向熔池喷吹碳粉，同时再加入压块总装入量10wt%的石灰造还原渣，取样化验，当铁水中的硫含量≤0.015wt%S和铁水的温度达到1580℃-1620℃时倒掉全部还原渣，出铁，铁水浇注，获得的铁锭即为低磷、低硫、低硅的优质镍铁。
经检测：镍铁中的镍含量21.6wt%Ni， 0.35wt%C, 0.015wt%S， 0.02wt%P， 0.12wt%Si, 0.5wt%Cr，0.2wt%Co,是生产不锈钢和耐热铸铁的优质原料。
Claims (5)
1.一种生产优质镍铁的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)红土镍矿粉、还原煤粉和石灰粉按重量比80-90:8-12:3-7的比例配料、称重，配好后加入润磨机中进行混合和研磨，料、球重量比8-12:1，原料在润磨机中混合40-60min后加入到混砂机中，同时加入原料量2-3wt％的膨润土、4-6wt％的水和2-3wt％的糖浆拌成湿料，原料的总体水分应控制在≤9wt％；
(2)将湿料运输至压球机进行压球处理，成品球呈椭圆状；
(3)将成品球送入链篦机中进行烘干，烘干气体温度250℃-270℃，烘干至水分≤3wt％后送入转底炉系统，在转底炉中控制还原段的温度为1000℃-1100℃，时间4-6分钟，完成冷固结球团转变成为金属化球团的预还原；
(4)红热的金属化球团出炉温度≤800℃，出炉后直接进入淬火槽或淬火池中快速冷却，将冷却后的金属化球团烘干研磨成为细粉，细粉采用磁选机进行选别，将选出的粉末在模具中压制成为2-3公斤的压块；
采用炼钢电弧炉熔分处理获得镍铁，具体步骤为：
(5)在电弧炉中加入压块总装入量5wt％的石灰铺底；然后，将碎压块加入到电弧炉中熔化，熔化期间往电弧炉中再加入压块总装入量5-10wt％的石灰，并向熔池内喷吹碳粉，同时炉体向炉门一侧倾斜排渣，熔化结束后，彻底倒掉氧化渣；
(6)再向熔池喷吹碳粉，同时再加入压块总装入量10％wt的石灰造还原渣，取样化验，当铁水中的硫含量≤0.01wt％和铁水的温度达到1580℃-1620℃时倒掉全部还原渣，出铁，铁水浇注，获得的铁锭即为低磷、低硫、低硅的优质镍铁；
所述红土镍矿粉为1.5-3wt％Ni的红土镍矿粉，粒度-200目的比例大于80％。
2.如权利要求1所述的一种生产优质镍铁的方法，其特征在于：所述还原精煤粉为低硫S≤0.2wt％、低灰分，灰分≤10wt％和固定碳含量≥75wt％的精煤粉，粒度-200目的比例大于70％。
3.如权利要求1所述的一种生产优质镍铁的方法，其特征在于：所述石灰粉为氧化钙含量≥65wt％的石灰粉，粒度-200目的比例大于50％。
4.如权利要求1所述的一种生产优质镍铁的方法，其特征在于：所述成品球的尺寸为：长度23-27mm×长半轴直径18-22mm×短半轴直径10-14mm。
5.如权利要求1所述的一种生产优质镍铁的方法，其特征在于：所述低磷、低硫、低硅的优质镍铁中：20-30wt％Ni，0.2-0.5wt％C,S≤0.015wt％，P≤0.03wt％，Si≤0.3wt％。
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