年国外回转窑矿热炉镍铁技术方案.docx

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1、乌克兰帕布什镍铁厂用红土镍矿生产镍铁取得了引人注目的经济效益。这种生产工艺适合于在运输条件好的地区建设镍铁生产厂。文章还论述了利用粗制镍铁直接生产镍基不锈钢的工艺。　　乌克兰的帕布什镍铁厂建设于前苏联时代，于1972年投产。工厂位于乌克兰著名的冶金和航空航天之城的第聂伯尔市的西南部。工厂不临海，但是可以通过第聂伯尔河将进口的红土镍矿运到工厂料场。这项工程由前苏联的国立镍工业设计院承担总体设计，所采用的工艺流程汇集了第聂伯尔国家冶金学院等大学和研究院的科研成果，投产时被行业内的专家们称为“最佳化的镍铁生产工艺流程”。这个工厂投产以后的十几年间利用本国的氧化镍矿为主要原料生产含镍14％～20％

2、的镍铁。乌克兰本国的氧化镍矿石含镍量在1．0％左右，矿石含较高的氧化镁和氧化硅。为了提高工厂的镍铁产量，提高工厂的经济效益，近年来从南太平洋的新克林顿岛购入含镍比较高的氧化镍矿石，进口的氧化镍矿石含镍量波动在1．5％～2．0％。　　这个工厂设计年产纯镍2．0万t。2004年生产了8．5万t镍铁，折合纯镍1．7万t。在世界上镍价大约为1．2万美元／t时，工厂镍的销售额达到2．04亿美元／a。乌克兰的冶金专家测算了生产成本后称：企业2004年利润率达到200％以上，可以称之为乌克兰效益最好的企业。2005年因为设备检修，工厂镍铁产量降低到6．8万t。　　这家工厂在19728/8年投产后进行了多

3、次的技术改造，保持了镍铁冶炼工艺的最佳配置。为了扩大工厂的生产能力，正在筹划进行扩大生产能力的技术改造，规划在原有设施的基础上再建设一套相似的镍铁冶炼生产线，使年产镍铁的能力提高一倍。帕布什镍厂建设之初立足于使用含氧化硅和氧化镁高的红土镍矿，独立开发了多项专有技术，创造性的应用了粗制镍铁的三步精炼工艺。　　1．粗制镍铁的生产工艺　　这个工序的生产工艺流程基本上延袭了传统的工艺流程。　　进入工厂原料场的氧化镍矿石含有30％以上的水分（结晶水），需要在还原焙烧阶段将水分去除。这个过程是在一个回转窑中进行的。矿石在料场破碎、中和混匀以后，向其中加入炭素还原剂和熔剂，充分混合均匀以后加入到回转窑中

4、。在回转窑中，矿石被焙烧脱水，重量减少30％左右，镍被加入的炭素还原剂还原，形成了温度为600～700℃镍渣。这些镍渣在隔热的状态下被送入到矿热炉的供料料仓（内衬耐火保温层），根据生产工艺的要求，镍渣通过一个密封的管状布料装置均匀地分配到矿热炉内。　　矿热炉在这种工艺流程中是投资最大的设备，为了环保和工业卫生的需要，炉子被密封起来。在矿热炉中通过电弧冶炼，分离出粗制的镍铁和电炉渣，同时产生含CO75％的还原性气体，这种气体经过净化以后返回到回转窑中作为燃料进行燃烧，提供回转窑所需要的热能，尘灰返到矿热炉继续参与冶炼。电炉炉渣是一种很好的建筑材料，但是目前仅用于道路的建设。从矿热炉中得到的镍

5、铁含硫、硅、碳、磷等杂质高，还不适用于冶炼高级不锈钢。这些粗制的镍铁还需要进行精炼以后才能做为成品出厂。8/8　　将1t的原料矿加入回转窑，大约可以得到650～700kg的镍渣，这些镍渣加入到矿热炉中，大约可以得到120～150kg的粗制镍铁。粗制镍铁中的镍含量一般为14％，最高时可以达到18％。　　2．帕布什镍厂目前采用的粗制镍铁精炼工艺　　为了去除粗制镍铁中的杂质，采用了三步精炼工艺。　　首先，从矿热炉放出粗制镍铁水到铁水包中，在这里向铁水包内加入苏打灰，加入的比例是每吨镍铁水14kg，镍铁水中的硫可以降到0．015～0．08％。也可以向铁水包中喷入钝化的镁颗粒，这需要用特殊的蒸发器将

6、颗粒镁喷入铁包内1．5m左右的深处。这种工艺可以将镍铁水中的硫含量降到0．015％以下（近年来中国20多家钢铁公司从乌克兰引进这种工艺，应用于高炉铁水脱硫）。　　将脱硫处理后的镍铁水上面的渣子倒掉以后，兑入到一座用酸性耐火材料做炉衬的氧气顶吹转炉中。在酸性氧气顶吹转炉中，通过吹氧，硅被氧化，此时熔池的温度快速提高。为了控制合适的熔池温度，需要向炉内加入生产过程中产生的金属废弃物或者购入的含镍的废料。　　经过脱硅处理后的镍铁水再被装入到一座相同吨位的碱性氧气顶吹转炉中，通过顶吹氧气，去除镍铁水中的碳、磷及其它杂质。为了造碱性的炉渣和降温，向转炉内加入石灰石。在有充足的含镍废料时，可以用石灰代

7、替石灰石。　　从碱性氧气顶吹转炉中出来的镍铁水中的杂质含量已经符合商品镍铁标准的要求，含镍量提高到208/8％左右，可以作为商品镍铁出售。上面这些操作是通过计算机控制系统来完成的。　　3．帕布什镍厂的主要工艺装备和主要原料材料的消耗指标　　这个工厂有两条平行的工艺生产路线。每一条生产线上都装备有二台回转窑、一台变压器功率为48MVA的矿热炉（矿石还原炉）、一座容量为40t的酸性顶吹转炉、一座容量为40t的碱性氧气顶吹转炉