粗制鎳鐵氧氣一步除雜精煉方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提出一種粗制鎳鐵氧氣一步除雜精煉方法，將粗制鎳鐵在精煉爐內(nèi)金屬爐料全部熔化后，或直接將電爐或高爐冶煉出來的粗制鎳鐵鐵水倒在精煉爐內(nèi)，按一定比例配料后加入碳酸鈉、石灰石、螢石組成的復合造渣助劑及還原劑硅鐵混合定進行吹煉，投入造渣助劑和還原劑１０～２０分鐘后，向精煉爐內(nèi)通過頂吹或底吹方式輸送氧氣，吹煉時間１５～４０分鐘，吹煉溫度１４５０℃～１７００℃，將氧化精煉制得的鎳鐵合金液注入鐵水包內(nèi)進行澆鑄，冷卻脫模后即可制得所需合格的精制鎳鐵合金產(chǎn)品；本發(fā)明專利技術(shù)只在一個爐內(nèi)一次性操作，就把粗鎳鐵中的各種雜質(zhì)元素一次性脫除，可以按產(chǎn)品標準或客戶要求進行靈活控制，適用于生產(chǎn)各種牌號精制鎳鐵產(chǎn)品。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及火法精制鎳鐵合金的冶金技術(shù)，是一種從粗制鎳鐵合金中冶煉 精制鎳鐵合金的氧氣一步除雜精煉方法。技術(shù)背景眾所周知，鎳是冶金行業(yè)中重要的合金元素，由于鎳金屬具有獨特的性能， 在生產(chǎn)特殊鋼、高溫合金、精密合金、耐熱合金、形態(tài)記憶合金、儲氫合金、 電子及電氣電池、磁性材料、傳感器和化學催化劑等眾多
中都具有非 常廣泛的應(yīng)用，鎳合金材料在國民經(jīng)濟建設(shè)和國防軍事建設(shè)中都占有十分重要 的地位，屬于重要的戰(zhàn)略金屬。同時，隨著全球不銹鋼和特殊鋼的廣泛應(yīng)用， 造成冶煉不銹鋼和特殊鋼的最主要元素一一鎳金屬供應(yīng)短缺，引起價格飛漲。從全球不銹鋼產(chǎn)量看，近幾年來，不銹鋼產(chǎn)量呈現(xiàn)穩(wěn)步增長的態(tài)勢，2008 年的產(chǎn)量預計在3000萬噸左右。我國不銹鋼生產(chǎn)從2000年開始大幅度增長， 2006年已經(jīng)超過日本的400萬噸/年， 一直穩(wěn)居世界第一位，2008年預計生產(chǎn) 760萬噸。世界上2/3的鎳消費用于生產(chǎn)不銹鋼，簡單計算，鎳/不銹鋼比值一般 為4%，所以，2008年我國僅不銹鋼用鎳消費量就達在30萬噸以上，據(jù)估計， 我國在2010年不銹鋼的產(chǎn)量將達到1000萬噸，鎳消費量達到40萬噸的規(guī)模。 從國際不銹鋼生產(chǎn)技術(shù)來看，不銹鋼生產(chǎn)主要原料為合格的精制鎳鐵，因此達 到國際標準的精制鎳鐵市場需求空間非常廣闊。目前，國內(nèi)所有用紅土鎳礦生產(chǎn)鎳鐵的生產(chǎn)工藝， 一般是采用高爐和電爐， 鎳鐵冶煉技術(shù)基本上屬于粗放型、小規(guī)模、低技術(shù)、高污染的狀況，生產(chǎn)出來 的鎳鐵指標為Ni:: 6~12%、 S: 0.1~1%、 P: 0.08~0.15 %、 Si: 0.3 7.5%、 C: 1 7%、 Cr: 0.6 3%。國內(nèi)目前還沒有哪家公司生產(chǎn)出的鎳鐵各項指標能同時達到國際發(fā)達國家的鎳鐵標準Ni: 216 %、 S: ^0.03 %、 P: ^0.03 %、 Si: ^0.2 %、 C: %、 Cr: 0.1~2.5%。隨著國家行業(yè)整合度進一步提高，鎳鐵生產(chǎn)工藝將向集約型、大規(guī)模、完整工藝、低污染、低成本高技術(shù)型方向發(fā)展，因此開發(fā)達到發(fā)達國家精制鎳鐵 指標的鎳鐵生產(chǎn)工藝技術(shù)和方法，對我國的鎳鐵發(fā)展至關(guān)重要。如何尋找一種 冶煉工藝或精煉方法，把粗鎳鐵中有害金屬元素脫除到下游產(chǎn)品需求的指標， 已成為鎳冶煉行業(yè)內(nèi)急待解決的課題。當前國內(nèi)外開發(fā)出來的生產(chǎn)方法一般為 兩步法或是三步法，生產(chǎn)成本較高。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是解決國內(nèi)現(xiàn)有高爐、電爐冶煉鎳鐵方法煉出的粗鎳鐵產(chǎn)品 雜質(zhì)含量高、鎳含量低，煉不出國際上精制鎳鐵的技術(shù)難題。同時解決的技術(shù) 難題是克服國外現(xiàn)有技術(shù)在粗制鎳鐵精煉除雜過程中，工藝分為幾步進行，工 藝流程過長，導致投資和運行成本增加的技術(shù)難題。因此本專利技術(shù)提出一種在同 一精煉爐內(nèi)進行吹煉， 一步除去鎳鐵合金中有害雜質(zhì)元素的精煉方法，即粗制 鎳鐵氧氣一步除雜精煉方法。本專利技術(shù)為一步法，所有雜質(zhì)均在同一爐內(nèi)脫除，工藝流程簡單，操作簡便， 可調(diào)、有效，相對于目前國內(nèi)外同類技術(shù)，投資成本和運行成本更低，更具市 場價值。因此無論是對粗鎳鐵的精煉技術(shù)還是對投資成本和運行成本來說，都 更具有重要推廣意義和市場價值。本專利技術(shù)采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)其專利技術(shù)目的將成份按重量M為Ni: 6~12%、S: 0.1 1%、 P: 0.08 0.15%、 Si: 0.3~7.5%、 C: 1~7%、 Cr: 0.6~3%的粗制鎳鐵放在精煉爐內(nèi)進行熔煉，在精煉爐內(nèi)金屬爐料全部熔化后，或直接將電爐或高爐冶煉出來的粗制鎳鐵鐵水倒在精煉爐內(nèi)后，具體步驟按以下次序進行 A、加入復合造渣助劑及還原劑硅鐵① 復合造渣助劑包括碳酸鈉、石灰石、螢石，② 根據(jù)粗制鎳鐵成份與復合造渣助劑以及還原劑成份按以下重量百分比例配 料后混合投入-粗制鎳鐵碳酸鈉石灰石螢石還原劑=100: 1 10: 3 18: 1~6: 1~3，其中石灰石成分按重量百分比為CaO不低于85。/。、 P<0.02%、 S<0.2%， 粒度5 30mm;螢石中CaF2>70%，粒度5 30 mm;硅鐵為75硅，粒度5 30mm;碳酸鈉為市場上出售的標準。B 、投入造渣助劑和還原劑10 20分鐘后，通過氣源接管接通氣源，向精煉爐內(nèi)輸送氣源氣體，所述氣源氣體是氧氣和氬氣；頂部為氧氣，底部為氬氣攪拌。 C 、吹煉方式頂吹、通過透氣磚底吹和頂?shù)讖秃洗禑捜N吹煉方式，頂吹氣源氣體壓力為0.2 0.4MPa，底吹氣源氣體壓力1.4 4 Mpa;頂?shù)讖秃洗禑挄r， 頂部氣源氣體為氧氣，底部氣源氣體為氬氣。D、 吹煉時間15~40分鐘，E、 吹煉溫度1450°C~1700°C，待精煉反應(yīng)完成后，磷、硫、碳、硅等雜質(zhì)元素大部份分別生成穩(wěn)定化合 物進入渣相，傾渣后即制得合格的精制鎳鐵合金液，吹煉渣返回電爐或高爐熔 煉回收鎳。F、 精制鎳鐵合金產(chǎn)品將氧化精煉制得的鎳鐵合金液注入鐵水包內(nèi)進行澆鑄，冷卻脫模后即可制得所需合格的精制鎳鐵合金產(chǎn)品。精制鎳鐵合金成份可根據(jù)客戶需求控制在Ni:16 50%、 S: 0.02 0.001%、 P: 0.02 0.004%、 Si: 0.2 0.001%、 C: 0.1 0.001%、 Cr: 0.5~0.03%。本專利技術(shù)中所述的精煉爐為非真空中頻感應(yīng)爐、LF爐、轉(zhuǎn)爐、電弧爐、工頻 感應(yīng)爐、AOD爐、VOD爐，在以上操作過程中，當精煉爐為LF爐、轉(zhuǎn)爐、AOD 爐、VOD爐時，如果是使用頂吹方式操作時需要同時從底部吹入氧氣或氬氣進 行攪拌，所述各種精煉爐在煉鋼過程中均為成熟操作技術(shù)和設(shè)備，在本專利技術(shù)中， 只是將該類設(shè)備用于鎳鐵的精煉，同時對精煉爐標準設(shè)備進行簡單改造，即在 頂部或底部加上透氣磚氣源接管接通氣源，向精煉爐內(nèi)輸送氣源氣體。本專利技術(shù)具有如下優(yōu)點和積極效果1、 整個工藝流程簡捷、合理。僅用一步法進行吹煉操作，即只在一個爐內(nèi) 一次性操作，就完全可以把粗鎳鐵中的各種雜質(zhì)元素一次性脫除。2、 本專利技術(shù)生產(chǎn)所得精制鎳鐵合金中的C、 Si、 P、 S、 Cr等各種雜質(zhì)以及鎳 品位可以按產(chǎn)品標準或客戶要求進行靈活控制，適用于生產(chǎn)各種牌號精制鎳鐵 產(chǎn)品，應(yīng)用范圍廣闊；此種方法還可以生產(chǎn)超純鎳鐵。3、 本專利技術(shù)對原料的適應(yīng)性強，能適應(yīng)成分復雜、波動大及各種成份不同的 粗鎳鐵的精煉，有較好的推廣價值。4、 本專利技術(shù)工藝簡捷，便于規(guī)模化實施，直接用于大型工業(yè)化生產(chǎn)。5、 氧氣一步法生產(chǎn)的精制鎳鐵合金中，對各雜質(zhì)元素的雜質(zhì)含量遠遠低于 國內(nèi)外公布的數(shù)據(jù)，即氧氣一步法生產(chǎn)的精制鎳鐵達到的標準更高。6、 對改進和簡化鎳鐵冶煉工藝將更具市場價值和行業(yè)推廣意義。具體實施方式實施例1 :冷料頂吹本實施例中應(yīng)用的精煉爐為容量160kg的頂吹式非真空中頻感應(yīng)爐，原料為紅河恒昊礦業(yè)股份公司華通錳業(yè)生產(chǎn)的粗制鎳鐵，成份見表1， 表1 粗制鎳鐵化學成分表(重量％)NiPscSiCrCuCoMn10. 840. Ill0.1072.954. 541.830.0840. 070.13將100kg粗制鎳鐵放在精煉爐內(nèi)進行升溫熔煉，在精煉爐內(nèi)金屬爐料全部熔化后按以下次序?qū)嵤┚唧w步驟A、合金液溫度1470。C，加入復合造渣助劑和還原劑，配方如下名稱粗制鎳鐵碳酸鈉石灰石螢石還原劑配方100kg2kg4kg1.0kg1,0本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
粗制鎳鐵氧氣一步除雜精煉方法，其特征在于將成份按重量％為Ｎｉ：６～１２％、Ｓ：０．１～１％、Ｐ：０．０８～０．１５％、Ｓｉ：０．３～７．５％、Ｃ：１～７％、Ｃｒ：０．６～３％的粗制鎳鐵放在一個精煉爐內(nèi)進行熔煉得到精制鎳鐵，具體步驟如下：Ａ、將粗制鎳鐵放在精煉爐內(nèi)，金屬爐料全部熔化后，加入復合造渣助劑及還原劑硅鐵進行吹煉：①復合造渣助劑包括：碳酸鈉、石灰石、螢石，②根據(jù)粗制鎳鐵的重量份，復合造渣熔劑以及還原劑按以下重量百分比例配料后混合投入：粗制鎳鐵∶碳酸鈉∶石灰石∶螢石∶還原劑＝１００∶１～１０∶３～１８∶１～６∶１～３；Ｂ、投入復合造渣助劑和還原劑１０～２０分鐘后，通過氣源接管接通氣源，向精煉爐內(nèi)輸送氣源氣體，所述氣源氣體是氧氣和氬氣；Ｃ、吹煉方式：頂吹、通過透氣磚底吹和頂?shù)讖秃洗禑捜N吹煉方式，頂吹氣源氣體壓力為０．２～０．４ＭＰａ，底吹氣源氣體壓力１．４～４Ｍｐａ；頂?shù)讖秃洗禑挄r，頂部氣源氣體為氧氣，底部氣源氣體為氬氣攪拌，吹煉時間：１５～４０分鐘，吹煉溫度為１４５０℃～１７００℃；Ｄ、將氧化精煉制得的鎳鐵合金液注入鐵水包內(nèi)進行澆鑄，冷卻脫模后即可制得所需的精制鎳鐵合金產(chǎn)品。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱星榮，張克梅，殷國平，郭伯章，
申請(專利權(quán))人：紅河恒昊礦業(yè)股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：53[中國|云南]