冶炼镍铁的生产实践

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1、-合炼镍铁的生产实践康国柱杜永慧贾宝钢舒莉摘要论述了利用2万吨镍矿先后分周期冶炼成自由能曲线比较相交于小于800~C的范围内，说明镍铁，在合金成分的控制、渣型的选择、冶炼制度和用碳还原上述氧化物的温度低于800~C。炉衬的维护上取得了一些经验和教训。根据生产实Ni0+C=Ni+C0(1)践总结规律，为镍铁生产提供参考。AG=I33250—177．99TT开=748K前言FeO+C=Fe+CO(2)近年来，随着我国不锈钢产量的迅速扩大，镍△G口=148003．38—150．3lr铁生产发展迅速。借鉴利用国外成熟的工艺流程是T=985K当前镍铁发展的捷径。电炉冶炼镍铁是采用碳质还而红土

2、镍矿的熔点在1623～1703KⅢ之间，原剂还原红七矿中的金属氧化物。而选择性还原是即在镍矿形成熔渣的过程中还原反应已经完成。该T艺的主要特点。为提高金属中的镍含量，利用国外镍铁生产的主要工艺由以下工序组成：铼优于铁还原的特性，按铁的还原度小于90％计算(1)干燥：镍矿进入同转干燥筒去除水分。冶炼参数。(2)配料：将红土矿与无烟煤和灰石按比例配料、混合。1镍铁的冶炼原理和生产工艺(3)预还原：在回转窑内预还原。11冶炼原理(4)冶炼：热料直接入炉冶炼。从氧化物的生成自由能与温度的关系图中可(5)精炼：对合金进行脱硫和脱硅、脱碳精炼。以看}jJ，氧化物的稳定性的排列顺序为：(6)浇注

3、或粒化：粒化、干燥、包装或浇铸机铸锭。Ca0>MgO>kI20。>Ti02>SiO2>MnO>Cr203>05>FeO>NiO。(7)烟气净化：废气进除尘器后排放和电炉煤存1600℃以下，碳可以还原Ni0，FeO，气回收。Cr0。，Mn0和Si0。在图中还可以看出，c0的生成自1．2合金成分与渣型由能随温度的升高而降低，并与NiO、FeO、P20的生C-Fe—Ni合金熔点如图l。≥＼ZSiO2／MgOO●I．Faioondo田2．CarroMatosoo．3．MorrodeNiqueI圈l液态C-Fc-Ni台盒的量度“4．P丁AnekaTambangFig．1Thetcmpe咖of

4、liquidC-Fe-Nialloy∞5．Pamoo厶▲6．SUNOQ7．PT]nco珊8．Codemin朋9．LomadeNiquel27图2镍铁炉渣出炉温度与si02／MgO比由图(i)看出，含镍量在10％左右时，合金熔点2镍铁标准随合金碳含量的增加而降低，在碳含量为2％左右收集到的有日本标准JISG2316—1986，德国标时，其合金温度为l3001400~C。准DIN17568—1970．1，法国标准NFA13—6O1一l98O渣型的控制非常重要。通常冶炼镍铁的渣铁比和国际标准ISO6501：1988(E)和进口的镍铁成分。大于5。由图2可看出，国外冶炼厂控制渣中SiO／其

5、化学成分见表1。MgO为1．5～2．0，炉渣温度控制在150041600℃左右。3镍铁原料及其处理炉渣和炉料的导电性质对镍铁电炉冶炼l工艺镍铁是从红土矿中提炼出来的。红土矿含镍量大参数选择十分重要。约占世界镍资源的70％以上，40％的红土矿可以用图3为能源输入电炉的几种模式田。电阻型式于冶炼镍铁。近年来红土矿提炼镍的比例越来越大。是应用炉渣的电阻热冶炼，如钨铁冶炼；埋弧冶炼预计2012年世界50％0的镍由红土矿提炼，见表2。模式是利用混合料的电阻热，如高碳铬铁和硅铁冶红土矿的矿物和化学成分波动很大，特别是含炼；遮弧模式是应用炉渣和电弧的电阻热冶炼，遮镍量、Mg0／SiO，重量比、物

6、理水和化学水。弧操作要求炉渣的熔点高于合金熔点，现代大型红土矿中含有大量化合水，入炉冶炼前需要对FeNi电炉的炉渣成分符合使用遮弧操作。红土矿焙烧脱水。-＼厂厂’，厂。‘、～混台科TJ／I他苜付炉料炉料一炉料金属金属金属遮弧模式电阻模式埋弧模式圈3偿曩输入型式川Fig．3EnergyinputpatternsI’I一般去除矿石中吸附水的温度为120~200~C。中。由于分解过程伴随有晶格转变，其开始分解温化合水的分解温度普遍较高。化合水以0H一根形式度略高，约300℃左右；而脉石中的高岭土(Al0。·存在于针铁矿(Fe203·H20系的QFeO·OH和25i0H0)拜来石[(Fe·

7、A1)203·3Si02·2[f20]的晶格中y—FeO·OH)和水锰矿[MnO·Mn(OH)，系的MnO·OH]的0H一均需要500℃才开始分解。表1镍铁的化学成分Tab．1TheohemicaIcompositiOnffer1"013iokeI化学成分类别牌号^iCSiPSCrCuCo日本高碳FNiH1>16．0>3>3<0．05<0．03<2．016．0<3<5低碳FNiL1>28．0<0．02<0．3<0．03FNi12l7～26<0．