RU2157412C1

RU2157412C1 - Method of production of blast-furnace ferronickel

Info

Publication number: RU2157412C1
Application number: RU99108005A
Authority: RU
Inventors: А.А. Филиппенков; Л.М. Панфилова; Л.А. Смирнов; Л.И. Леонтьев; А.А. Баков; В.А. Кобелев; В.Н. Потанин; В.Г. Цикарев; С.Г. Майзель; В.М. Шариков; В.Ф. Балакирев; С.В. Шаврин; Д.Н. Волков; И.А. Сергиенко; Б.С. Тлеугобулов
Original assignee: ЗАО "Научно-производственное предприятие ФАН"; ОАО "Уральский институт металлов"; Уральский институт металлургии Уро РАН
Priority date: 1999-04-19
Filing date: 1999-04-19
Publication date: 2000-10-10

Abstract

FIELD: metallurgy, particularly, production of pig iron in blast furnaces and nickel matte in shaft furnaces. SUBSTANCE: for production of blast-furnace ferronickel with nickel content of above 8%, method of smelting of magnesian nickel ore includes preparation of ore, production of sinter and its charging into furnace together with coke, supply of heated air blast and discharge of heat products. In so doing, prior to sintering, ore is mixed with hot nickel sinter and fluxed up to basicity CaO/SiO₂=0.4-0.6, and Fe/Ni ratio is maintained within 6-12. In this case, during smelting of sinter in blast furnace, two air tuyeres in region of slag hole are closed. Heat products are discharge through slag and pig iron holes in ratio of (5-9)/1. EFFECT: reduced energy consumption and cost of production of blast-furnace ferronickel. 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области черной и цветной металлургии, в частности к производству чугуна в доменных печах и производству никелевого штейна в шахтных печах. The invention relates to the field of ferrous and non-ferrous metallurgy, in particular to the production of pig iron in blast furnaces and the production of nickel matte in shaft furnaces.

Известен способ переработки окисленных никельсодержащих материалов [1], включающий ввод в шихту агломерации топлива и шлаков металлургического производства в качестве флюса, смешивание компонентов шихты, спекание с получением агломерата и его последующую плавку. В качестве флюса в шихту агломерации вводят шлаки отвальные или оборотные конвертерные шлаки никелевого производства крупностью 30 мм, с содержанием Ni=0,11-2,0%, Co=0,06-0,35%, отношением FeO/SiO₂= 1,8-2,4 и количестве, обеспечивающем отношение FeO/SiO₂ в готовом агломерате 0,5-0,8.A known method of processing oxidized nickel-containing materials [1], including introducing into the charge of agglomeration of fuel and slag of metallurgical production as a flux, mixing the components of the charge, sintering to obtain agglomerate and its subsequent melting. As a flux, slag dump or reverse converter slag of nickel production with a grain size of 30 mm, with a content of Ni = 0.11-2.0%, Co = 0.06-0.35%, and a ratio of FeO / SiO ₂ = 1 is introduced into the sintering mixture , 8-2.4 and the amount providing the ratio of FeO / SiO ₂ in the finished agglomerate of 0.5-0.8.

Недостатком способа является высокое содержание железа в шихте, при котором невозможно получение доменного ферроникеля с содержанием никеля более 5%. The disadvantage of this method is the high iron content in the mixture, in which it is impossible to obtain a domain ferronickel with a nickel content of more than 5%.

Известен также способ получения ферроникеля [2], включающий загрузку в электропечь окисленной никелевой руды, подачу углеродсодержащего восстановителя, плавку руды с получением бедного ферроникеля с содержанием никеля менее 8%. Окисленную никелевую руду загружают также во вторую электропечь, в которую подают полученный в первой электропечи бедный ферроникель, и осуществляют плавку руды с образованием обогащенного ферроникеля более 15%, при этом соотношение содержания металлического железа в бедном ферроникеле и содержание трехвалентного железа в окисленной руде, загружаемой во вторую электропечь, составляет 1:(1,5-2,5). Для получения бедного ферроникеля используют магнезиальную или смешанную руду, а для получения обогащенного ферроникеля - железистую. There is also a method of producing ferronickel [2], which includes loading oxidized nickel ore into an electric furnace, supplying a carbon-containing reducing agent, and smelting the ore to produce poor ferronickel with a nickel content of less than 8%. Oxidized nickel ore is also loaded into the second electric furnace, into which the poor ferronickel obtained in the first electric furnace is fed, and the ore is smelted with the formation of enriched ferronickel more than 15%, while the ratio of metallic iron in poor ferronickel and the content of ferric iron in the oxidized ore loaded into the second electric furnace is 1: (1.5-2.5). To obtain poor ferronickel, magnesia or mixed ore is used, and to obtain enriched ferronickel - ferrous.

Недостатком способа являются высокие энергетические затраты и себестоимость производства ферроникеля. The disadvantage of this method is the high energy costs and the cost of production of ferronickel.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ выплавки ферроникеля в доменной печи [3], который предусматривает использование неофлюсованного агломерата с основностью CaO/SiO₂= 0,04-0,1, при этом соотношение Fe/Ni составляет 13,5-27. Печь оборудована 6 воздушными фурмами диаметром 120 мм, и воздух в печь подавался через все фурмы. Выпуск продуктов плавки осуществляли через одну чугунную и одну шлаковую летки. Кратность шлака к чугуну составляла 5,66. Полученный по этому способу ферроникель содержал 4,2-5,5%Ni.The closest in technical essence and the achieved result is a method of smelting ferronickel in a blast furnace [3], which involves the use of unfluxed sinter with a basicity of CaO / SiO ₂ = 0.04-0.1, while the ratio of Fe / Ni is 13.5- 27. The furnace was equipped with 6 air lances with a diameter of 120 mm, and air was supplied through all lances to the furnace. The release of smelting products was carried out through one cast iron and one slag tap hole. The ratio of slag to pig iron was 5.66. The ferronickel obtained by this method contained 4.2-5.5% Ni.

Недостатком способа являются высокие энергетические затраты и себестоимость производства ферроникеля, а также невозможность использования магнезиальной руды для производства богатого ферроникеля. The disadvantage of this method is the high energy costs and the cost of production of ferronickel, as well as the inability to use magnesia ore to produce rich ferronickel.

Задачей изобретения является уменьшение энергетических затрат и себестоимости производства при использовании магнезиальной никелевой руды для производства доменного ферроникеля с содержанием никеля более 8%. The objective of the invention is to reduce energy costs and production costs when using magnesian nickel ore for the production of blast furnace ferronickel with a nickel content of more than 8%.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе, включающем подготовку и агломерацию руды, загрузку полученного агломерата в печь вместе с коксом, подачу нагретого дутья через воздушные фурмы, плавку агломерата, выпуск продуктов плавки через шлаковую и чугунную летки, согласно изобретению перед агломерацией руду смешивают с горячим никелевым агломератом, офлюсовывают до основности CaO/SiO₂=0,4-0,6 и поддерживают соотношение Fe/Ni в пределах 6-12, при этом при плавке агломерата закрывают две воздушные фурмы в районе шлаковой летки и выпускают продукты плавки через шлаковую и чугунную летки в соотношении (5-9)/1.The problem is achieved in that in the known method, including the preparation and agglomeration of ore, loading the obtained agglomerate into the furnace together with coke, supplying heated blast through air tuyeres, melting the agglomerate, releasing melting products through slag and cast iron notches, according to the invention, the ore is mixed before agglomeration with hot nickel agglomerate, flux to the main CaO / SiO ₂ = 0.4-0.6 and maintain the ratio Fe / Ni in the range of 6-12, while sintering in the smelting process, close two air lances in the area of the slag notch and in they release melting products through slag and cast iron notches in the ratio of (5-9) / 1.

Предварительное смешивание магнезиальной никелевой руды с горячим никелевым агломератом способствует повышению прочности агломерата и снижает выход мелочи в готовом агломерате. Pre-mixing magnesia nickel ore with hot nickel agglomerate increases the strength of the agglomerate and reduces the yield of fines in the finished agglomerate.

Степень офлюсования агломерата обусловлена энергетическими затратами и качеством получаемого ферроникеля. При основности агломерата CaO/SiO₂ менее 0,4 содержание серы в ферроникеле превышает требования сталеплавильного производства к ферросплавам. При основности агломерата CaO/SiO₂ более 0,6 энергетические затраты на производство ферроникеля, в частности расход кокса, резко возрастают.The degree of fluxing of the sinter is due to energy costs and the quality of the resulting ferronickel. When the basicity of the CaO / SiO ₂ agglomerate is less than 0.4, the sulfur content in ferronickel exceeds the requirements of steel production for ferroalloys. When the basicity of the CaO / SiO ₂ agglomerate is more than 0.6, the energy costs for the production of ferronickel, in particular coke consumption, increase sharply.

Поддержание соотношения Fe/Ni в пределах 6-12 обусловлено задачей получения ферроникеля с содержанием никеля более 8% и его себестоимостью. При соотношении Fe/Ni менее 6 возрастает себестоимость доменного ферроникеля. При соотношении Fe/Ni более 12 не удается получить сплав с содержанием никеля более 8%. Maintaining the ratio of Fe / Ni within 6-12 is due to the task of obtaining ferronickel with a nickel content of more than 8% and its cost. When the ratio of Fe / Ni less than 6 increases the cost of blast furnace ferronickel. When the ratio of Fe / Ni more than 12, it is not possible to obtain an alloy with a nickel content of more than 8%.

Закрытие воздушных фурм в районе шлаковой летки способствует уменьшению потерь металла со шлаком, выпускаемым через шлаковую летку. При таком ведении процесса организуется отстой продуктов плавки и дополнительное осаждение металла в горне. Уменьшение потерь металла со шлаком способствует снижению энергетических затрат на производство ферроникеля. The closure of air tuyeres in the area of the slag notch helps to reduce metal losses with slag discharged through the slag notch. With this process management, sludge of smelting products and additional metal deposition in the furnace are organized. Reducing the loss of metal with slag helps to reduce energy costs for the production of ferronickel.

Выпуск продуктов плавки через шлаковую и чугунную летки в соотношении (5-9)/1 обусловлен расчетным соотношением металла и шлака и снижением энергетических затрат. При соотношении выпусков менее 5/1 возрастают энергетические затраты на производство ферроникеля (расход кокса). При соотношении выпусков более 9/1 количество металла превышает необходимое для обеспечения такого соотношения количество шлака и нарушается ровность хода доменной печи. The release of smelting products through slag and cast iron notch in the ratio of (5-9) / 1 is due to the estimated ratio of metal to slag and a reduction in energy costs. With a ratio of emissions of less than 5/1, energy costs for the production of ferronickel increase (coke consumption). When the ratio of emissions is more than 9/1, the amount of metal exceeds the amount of slag necessary to ensure such a ratio and the evenness of the blast furnace is violated.

Сравнительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показал, что способ получения доменного ферроникеля отличается от известного тем, что перед агломерацией руду смешивают с горячим никелевым агломератом, офлюсовывают до основности CaO/SiO₂=0,4-0,6, а соотношение Fe/Ni поддерживают в пределах 6-12, причем при плавке агломерата в доменной печи закрывают две воздушные фурмы в районе шлаковой летки, а продукты плавки выпускают через шлаковую и чугунную летки в соотношении (5-9)/1. Таким образом, заявляемая шихта соответствует критерию "новизна".A comparative analysis of the proposed technical solution with the prototype showed that the method for producing blast-furnace ferronickel differs from the known one in that the ore is mixed with hot nickel agglomerate before sintering, fluxed to the basic CaO / SiO ₂ = 0.4-0.6, and the ratio Fe / Ni maintain within 6-12, and when sintering in a blast furnace, two air lances are closed in the area of the slag notch, and the melting products are discharged through the slag and cast iron notches in the ratio of (5-9) / 1. Thus, the inventive charge meets the criterion of "novelty."

Анализ известных в технической и патентной литературе источников не выявил применение заявленных признаков с целью уменьшения энергетических затрат и себестоимости производства при использовании магнезиальной никелевой руды для производства доменного ферроникеля. The analysis of sources known in the technical and patent literature did not reveal the use of the claimed features in order to reduce energy costs and production costs when using magnesia nickel ore for the production of blast furnace nickel.

Пример конкретного выполнения. An example of a specific implementation.

Магнезиальную никелевую руду, содержащую (%): Fe_общ - 6-14, Ni - 0,8-1,6, Cr₂O₃ - 0,3-0,95, CaO - 1,34-3,92, MgO - 14,7-17,9, SiO₂ - 41,5-46,3, Al₂O₃ - 2,8-3,7, предварительно смешивали с горячим никелевым агломератом, дробили, смешивали с известняком и коксиком в заданном соотношении и спекали на агломашине площадью спекания 50 м². Дозированием компонентов шихты обеспечивали основность агломерата в пределах 0,33-0,65. Соотношение Fe/Ni в агломерате поддерживали в пределах 5,5-13 путем дозирования в аглошихту железосодержащей добавки. Агломерат выгружали в вагоны и перевозили в доменный цех. Агломерат и кокс загружали в доменную печь объемом 205 м³, куда также подавали нагретое дутье. Две воздушные фурмы в районе шлаковой летки перед началом плавки закрыли. Жидкие продукты плавки выпускали через шлаковую и чугунную летки, причем график выпусков обеспечивал выпуск через шлаковую и чугунную летки в соотношении (4-10)/1. Для сравнения результатов испытания проводили в 6 этапов с изменением параметров производства. После окончания кампании выполнили расчеты себестоимости и энергетических затрат на производство ферроникеля при разных параметрах производства. Результаты приведены в таблице.Magnesian nickel ore containing (%): Fe _total - 6-14, Ni - 0.8-1.6, Cr ₂ O ₃ - 0.3-0.95, CaO - 1.34-3.92, MgO - 14.7-17.9, SiO ₂ - 41.5-46.3, Al ₂ O ₃ - 2.8-3.7, pre-mixed with hot nickel agglomerate, crushed, mixed with limestone and coke in a predetermined ratio and sintered on an sinter machine with an area of sintering of 50 m ² . Dosing of the charge components ensured the basicity of the agglomerate in the range of 0.33-0.65. The ratio of Fe / Ni in the agglomerate was maintained in the range 5.5-13 by dosing an iron-containing additive into the sinter charge. The sinter was unloaded into wagons and transported to a blast furnace shop. Agglomerate and coke were loaded into a blast furnace with a volume of 205 m ³ , where heated blast was also fed. Two air lances in the area of the slag taphole were closed before the smelting. Liquid smelting products were discharged through slag and cast iron notches, and the release schedule ensured release through slag and cast iron notches in the ratio (4-10) / 1. To compare the test results was carried out in 6 stages with a change in production parameters. After the end of the campaign, calculations of the cost and energy costs for the production of ferronickel were performed for various production parameters. The results are shown in the table.

Использование изобретения обеспечивает получение ферроникеля с содержанием никеля более 8%, при этом энергетические затраты (расход кокса) снижаются на 29,4-34,5% и себестоимость производства снижается на 22,9-28,9%. Using the invention provides for the production of ferronickel with a nickel content of more than 8%, while energy costs (coke consumption) are reduced by 29.4-34.5% and production costs are reduced by 22.9-28.9%.

Источники информации
1. Патент N2092587, патентообладатель АООТ "Южуралникель".Sources of information
1. Patent N2092587, patentee of OJSC Yuzhuralnickel.

2. Патент N2088687, патентообладатель "Гинцветмет". 2. Patent N2088687, patent holder "Gintsvetmet".

3. Цейдлер А.А. Металлургия меди и никеля. М.: Государст. научно-техн. изд-во литературы по черной и цветной металлургии, М, 1958, с. 250-287. 3. Zeidler A.A. Metallurgy of copper and nickel. M .: State scientific and technical publishing house of literature on ferrous and non-ferrous metallurgy, M, 1958, p. 250-287.

Claims

A method of producing blast-furnace ferronickel from magnesian nickel ore, including preparation and agglomeration of ore, loading the obtained agglomerate into a furnace together with coke, feeding heated blast through air tuyeres, sintering smelting, discharge of smelting products through slag and cast iron notches, characterized in that before the sintering is mixed with hot nickel agglomerate to oflyusovyvayut basicity CaO / SiO ₂ = 0.4-0.6 and support ratio Fe / Ni in the range 6-12, wherein during the melting of the agglomerate closed two air tuyere in the area of the slag taphole and discharged products through smelting and slag taphole in a ratio of (5-9) / 1.