專利名稱：一種還原球團(tuán)法生產(chǎn)高品位鎳及不銹鋼的工藝方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及不銹鋼的生產(chǎn)工藝，尤其涉及一種還原球團(tuán)發(fā)生產(chǎn)高品位鎳及不銹鋼的工藝方法和裝置，屬鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們生活和工業(yè)領(lǐng)域等對不銹鋼的需求越來越大，因此對鎳的需求也越來越多。隨著硫化鎳礦和高品位紅土礦的逐漸減少，低品位紅土鎳礦的開發(fā)利用變得迫在眉睫。紅土鎳礦資源豐富，勘探成本低，采礦成本低，選冶工藝已逐漸成熟。紅土鎳礦在還原焙燒過程中由于鐵尖晶石與橄欖石相互鑲嵌與互溶，鎳與礦物結(jié)合緊密，鎳的分離異常困難，以致能耗高。目前，濕法處理紅土鎳礦的工藝雖已用于工業(yè)生產(chǎn)多年，但試劑消耗量高，操作環(huán)境惡劣，且由于鎳含量低，礦石中90%以上的其它物質(zhì)及加入的酸、堿等物質(zhì)未經(jīng)處理而直接進(jìn)入余料，堆棄在露天，對環(huán)境造成了嚴(yán)重的二次污染，已經(jīng)逐步被淘汰。選擇性焙燒還原處理在1200 1350°C范圍內(nèi)，將礦石中的鎳還原成金屬鎳，通過磁選分離而使金屬鎳得到富集，再由礦熱爐還原成鎳鐵，電耗和綜合能耗高。中國專利申請200710034750. 0公開了紅土鎳礦熔融還原制取鐵合金工藝，首先將紅土鎳礦用回轉(zhuǎn)窯還原，然后利用濕式磁選使鎳富集，再用電爐等熔融還原，可生產(chǎn)鎳6-10%，鐵 85-90%的鎳鐵合金，鎳鐵收率大于85%，硫磷低于0. 03%。中國專利申請200710035281. 4 公開了低品位紅土鎳礦組合利用工藝，紅土鎳礦經(jīng)破碎后加入焦粉或富含碳物料用燒結(jié)機(jī)燒結(jié)還原，冷卻后加入電爐或鼓風(fēng)爐使部分鎳和少量鐵還原，再進(jìn)入終還原爐還原鐵，得到鐵水含鐵92-95%，鎳鐵合金含鎳4-8%，含鐵88-92%。中國專利申請200610163832. 0公開了一種轉(zhuǎn)底爐快速還原含碳紅土鎳礦團(tuán)富集鎳的方法，紅土鎳礦經(jīng)破碎后加入碳質(zhì)還原劑、添加劑等壓成球，采用轉(zhuǎn)底爐還原，冷卻后加入電爐或鼓風(fēng)爐使部分鎳和少量鐵還原， 然后進(jìn)行濕法球磨，強(qiáng)磁選得到高品位鎳精礦，鎳品位達(dá)到7-9%。以上工藝方法所生產(chǎn)出鎳鐵合金的鎳含量6-10%，無發(fā)生產(chǎn)出更高含量的鎳合金，并且綜合能耗高。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種還原球團(tuán)法生產(chǎn)高品位鎳及不銹鋼的工藝方法和裝置。本發(fā)明提出的利用低品位紅土鎳礦制成還原球團(tuán)法生產(chǎn)高品位鎳合金及不銹鋼工藝方法和裝置，利用紅土鎳礦(Ni :0. 8 2. 0%，Co :0. 1 0. 2%，！^e :11. 0 50. 0%， Cr2O3 :0. 6 0. 5 %，MgO :0. 5 35. 0 %，Mn :0. 3 1. 0 %，SiO2 :29. 46. 0 %，Al2O3 0. 8 2. 5%,CaO 0. 1 0. 7%,P 0. 06 0. 12%, S 0. 04 0. 08% )直接生產(chǎn)出粗 NiCo 合金(Ni+Co含量8. 0 23. 0%、C含量1. 0 2. 0%、磷含量< 0. 06%、硫含量< 0. 05%、 硅含量0. 1 0. 3%、錳含量0. 3 0. 8%、鉻含量1. 5 4. 5%、鐵含量75. 0 87. 0% )。 粗NiCo合金經(jīng)本發(fā)明提出的氧化提煉工藝和裝置生產(chǎn)出NiCo含量30. 0 87. 0%、C含量 0. 003 0. 009%、磷含量< 0. 008%、硫含量< 0. 007%、硅含量0. 001 0. 005%、猛含量0. 003 0. 01 %、鉻含量0. 01 0. 05%、鐵含量13. 0 68. 0%的NiCo合金鋼水。按照不銹鋼成分要求把MCo合金鋼水成分調(diào)整到所要求的范圍，直接熱兌入電爐生產(chǎn)不銹鋼。本發(fā)明提供一種利用低品位紅土鎳礦制成還原球團(tuán)法生產(chǎn)高品位鎳合金及不銹鋼的工藝方法，包括下列步驟1)熔分爐內(nèi)首先形成600-700mm初始熔渣和500mm深的鐵水熔池；2)高溫還原球團(tuán)和5-15%重量比例的熔劑加入熔分爐；3)煤氧槍A由初始熔渣面以上的爐壁插入到初始熔渣的底部距渣底150-200mm 處噴吹富含碳物料和氧氣，富含碳物料和氧氣比例為保持富余5-15%的富含碳物料不被燃燒，保持熔渣的還原性；煤氧槍B由初始熔渣面以上的爐壁插入到初始熔渣的中部噴吹富含碳物料和氧氣，富含碳物料和氧氣比例為保持富余1. 0-10%的富含碳物料不被燃燒，所產(chǎn)生的高溫把加入的高溫紅土鎳礦還原球團(tuán)和熔劑熔化成液態(tài)并保持熔渣的還原性；熔渣溫度控制在1400-1600°C得到液態(tài)粗NiCo合金鋼水；4)液態(tài)粗NiCo合金鋼水由熔分爐的乙型出口連續(xù)流入到提煉爐，并向提煉爐按噸鋼水30-60公斤加入熔劑，由提煉爐底部的透氣磚或上部的提煉爐氧槍吹入氧氣，使液態(tài)粗NiCo合金鋼水中的Si、C、Mn、Cr、Fe、P等元素被氧化并進(jìn)入渣中，得到高NiCo含量的合金鋼水；5)按照不銹鋼成分要求把高NiCo合金鋼水成分調(diào)整到所要求的范圍，直接熱兌入電爐生產(chǎn)不銹鋼；6)煤氣改質(zhì)爐利用熔分爐高溫煤氣(1400-155(TC )的熱量使煤氣中的CO2與煤反應(yīng)生成⑶，得到優(yōu)質(zhì)改質(zhì)煤氣(650-800°C )，送入還原設(shè)備還原球團(tuán)，或用于軋鋼加熱爐， 富余煤氣還可用于發(fā)電，余熱得到充分利用。優(yōu)選的，熔分爐內(nèi)熔渣中的F^O3被還原成FeO和狗304，熔渣出爐后被水淬和粒化冷卻，冷卻的渣再經(jīng)細(xì)磨、強(qiáng)磁選出FeO和!^e3O4用于煉鐵，廢渣用于生產(chǎn)水泥。優(yōu)選的，步驟2)所述的高溫還原球團(tuán)為把紅土鎳礦、富含碳物料還原劑、粘結(jié)劑、石灰制成球團(tuán)，球團(tuán)經(jīng)還原設(shè)備還原，得到1100-1250°C的高溫還原球團(tuán)。本專業(yè)技術(shù)人員根據(jù)紅土鎳礦的成分組成，設(shè)計出或調(diào)整富含碳物料還原劑、石灰和粘結(jié)劑加入的比例。所述的富含碳物料還原劑選自煤粉、蘭碳粉、焦碳粉等。所述的粘結(jié)劑選自彭云土、或有機(jī)粘結(jié)劑等。優(yōu)選的，步驟幻所述的粗NiCo合金鋼水，成分為Ni+Co含量8.0 23.0%丄含量1. O 2. 0%、磷含量< 0. 06%、硫含量< 0. 05%、硅含量0. 1 0. 3%、錳含量0. 3 0. 8%、鉻含量1. 5 4. 5%、鐵含量75. 0 87. 0%。優(yōu)選的，步驟4)所述的高NiCo含量合金鋼水，成分為=NiCo含量30.0 87.0%、 C 含量 0. 003 0. 009%、磷含量< 0. 008%、硫含量< 0. 007%、硅含量 0. 001 0. 005%, 錳含量0. 003 0. 01 %、鉻含量0. 01 0. 05%、鐵含量12. 0 68. 0%，上述各成分之和為 100%。優(yōu)選的，步驟幻所述的富含碳物料可以是煤粉、焦炭粉、蘭炭粉等等。優(yōu)選的，步驟4)所述的熔劑選自石灰、螢石、白云石中的一種或幾種，本專業(yè)技術(shù)人員根據(jù)熔渣的成分組成，設(shè)計出或調(diào)整石灰、螢石、白云石加入的比例。因本發(fā)明比較復(fù)雜、涉及步驟眾多，因此重點(diǎn)論述本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相區(qū)別的創(chuàng)新部分。本發(fā)明未論述部分均可采用現(xiàn)有技術(shù)。本發(fā)明所述的百分含量均為重量比。本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)高品位鎳合金及不銹鋼的裝置，包括熔分爐(1)、提煉爐 (16)、不銹鋼生產(chǎn)設(shè)備(XT)；提煉爐(16) —側(cè)通過乙型出口(8)與熔分爐(1)相連，另一側(cè)通過鋼包06)與不銹鋼生產(chǎn)設(shè)備、2Τ)相連。優(yōu)選的，熔分爐(1)包括出渣口 (3)、煤氧槍A(4)、煤氧槍B (5)、高溫煤氣管(7)、 乙型出口(8)。出渣口(3)位于熔分爐(1)的中部初始熔渣上表面位置，煤氧槍Α(4)由熔分爐(1)的中部初始熔渣面以上的爐壁插入到初始熔渣的底部距渣底150-200mm處，煤氧槍 B(5)由熔分爐(1)的中部初始熔渣面以上的爐壁插入到初始熔渣的中部，高溫煤氣管(7) 位于熔分爐⑴頂部，乙型出口⑶位于熔分爐⑴的下部與提煉爐(16)相連。優(yōu)選的， 煤氧槍AG)、煤氧槍B 是可更換的。優(yōu)選的，乙型出口(8)的上部設(shè)有一檢修蓋(9)，供維修用。優(yōu)選的，提煉爐(16)包括提煉爐氧槍(10)、提煉爐煤氣管(11)、熔劑串罐(12)、 提煉爐出渣口(13)、提煉爐出鋼口(14)、透氣磚(15)。提煉爐氧槍(10)和提煉爐煤氣管 (11)均安裝在提煉爐(16)的頂部，熔劑串罐(12)安裝在提煉爐(16)上部的側(cè)壁上，提煉爐出渣口(13)位于提煉爐(16)的中部側(cè)壁上，提煉爐出鋼口(14)位于提煉爐(16)側(cè)壁的下部，透氣磚(15)安裝在提煉爐(16)的底部。優(yōu)選的，本專業(yè)技術(shù)人員根據(jù)爐子大小， 在提煉爐(16)底部1/3或2/3半徑位置或其它位置可以安裝1到8個透氣磚(15)。優(yōu)選的，提煉爐煤氣管(11)與熔分爐高溫煤氣管(7)相連，保持提煉爐(16)與熔分爐(1)的爐內(nèi)壓力一致。優(yōu)選的，所述生產(chǎn)高品位鎳合金及不銹鋼的裝置還包括高溫加料系統(tǒng)，高溫加料系統(tǒng)的一端通過串罐(6)與熔分爐(1)上部相連。高溫加料系統(tǒng)依次包括串罐(6)、上料車(19)、軌道(20)、高溫料倉；上料車(19)運(yùn)行在軌道00)上；優(yōu)選的，串罐(6)連接在熔分爐(1)上部的爐壁上；高溫料倉上入料口與還原設(shè)備0 相連，下出口把高溫還原球輸出到上料車?yán)?。?yōu)選的，本專業(yè)技術(shù)人員可根據(jù)爐子大小選擇1到6個串罐(6) 安裝到熔分爐(1)上部爐側(cè)壁或爐頂上。優(yōu)選的，所述生產(chǎn)高品位鎳合金及不銹鋼的裝置還包括爐渣處理系統(tǒng)，爐渣處理系統(tǒng)通過出渣口(3)與熔分爐(1)中部相連。爐渣處理系統(tǒng)包括?；鋮s器(23)、球磨機(jī) (M)、磁選機(jī)(25) 0?；鋮s器(23)、球磨機(jī)(M)、磁選機(jī)(25)依次相連，出渣口 (3)排出的熔融還原渣，依次經(jīng)過?；鋮s器(23)、球磨機(jī)(M)、磁選機(jī)05)把渣中FeO和!^e3O4 含鐵物質(zhì)選出用于煉鐵，剩余的渣送往水泥廠用于制造水泥。優(yōu)選的，所述生產(chǎn)高品位鎳合金及不銹鋼的裝置還包括還原設(shè)備(22)，還原設(shè)備 (22)通過高溫料倉與高溫加料系統(tǒng)的相連。還原設(shè)備0 的另一端通過改質(zhì)煤氣管道(18)與煤氣改質(zhì)系統(tǒng)相連。還原設(shè)備02)可以是回轉(zhuǎn)窯還原爐，或是轉(zhuǎn)底爐(旋轉(zhuǎn)床)還原爐，或是豎爐還原爐等等。用于還原紅土鎳礦等原料制成球團(tuán)。優(yōu)選的，所述生產(chǎn)高品位鎳合金及不銹鋼的裝置還包括煤氣改質(zhì)系統(tǒng)，煤氣改質(zhì)系統(tǒng)的一端通過高溫煤氣管(7)與熔分爐(1)相連，另一端通過改質(zhì)煤氣管道(18)與還原設(shè)備02)相連。煤氣改質(zhì)爐利用熔分爐高溫煤氣(1400-155(TC )的熱量使煤氣中的(X)2 與煤反應(yīng)生成⑶，得到優(yōu)質(zhì)改質(zhì)煤氣(650-800°C )，送入還原設(shè)備還原球團(tuán)，或用于軋鋼加熱爐，富余煤氣還可用于發(fā)電。
優(yōu)選的，本發(fā)明工藝和設(shè)備生產(chǎn)出的NiCo合金鋼水通過鋼包06)送往不銹鋼生產(chǎn)設(shè)備07)生產(chǎn)含鎳不銹鋼，NiCo合金鋼水生產(chǎn)成本低，并且NiCo合金鋼水的熱量得到高效利用。本發(fā)明的優(yōu)勢體現(xiàn)在(1)用煤粉等富含碳物料作還原劑或燃料，把紅土鎳礦石制成的高溫還原球團(tuán)直接冶煉出粗MCo合金鋼水，生產(chǎn)效率高，熱量得到高效充分應(yīng)用，綜合能耗低，生產(chǎn)成本低，節(jié)能減排效果顯著。(2)實(shí)現(xiàn)了把粗NiCo合金鋼水通過選擇氧化提煉方法，使NiCo含量達(dá)到20 85%或提煉到NiCo含量大于87. 0%的合金鋼水，直接熱兌入不銹鋼生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)含鎳不銹鋼，熱量得到高效利用。(3)本發(fā)明提煉NiCo合金生產(chǎn)含鎳不銹鋼的設(shè)備簡單，與傳統(tǒng)的礦熱爐方法比節(jié)能50%以上，減排約50%以上，易于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的連續(xù)化和自動控制，爐子壽命可長達(dá)20年以上；生產(chǎn)成本降低1/3以上。


圖1是本發(fā)明的示意流程圖。其中1 熔分爐，3 出渣口，4 煤氧槍A，5 煤氧槍B 氧槍，6 串罐，7 高溫煤氣管，8 乙型出口，9 檢修蓋，10 提煉爐氧槍，11 提煉爐煤氣管， 12 熔劑串罐，13 提煉爐出渣口，14 提煉爐出鋼口，15 透氣磚，16 提煉爐，17 煤氣改質(zhì)爐，18 改質(zhì)煤氣管，19 上料車，20 軌道，21 高溫料罐，22 還原設(shè)備，23 ?；鋮s器， 24 球磨機(jī)，25 磁選機(jī)，26 鋼包，27 不銹鋼生產(chǎn)設(shè)備。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例是對本發(fā)明的進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不局限于此。實(shí)施例1 原料紅土鎳礦加工成球團(tuán)；富含碳物料蘭炭粉；球團(tuán)還原設(shè)備轉(zhuǎn)底爐。紅土鎳礦的成分，Ni1. 8%,Co 0. l%,Fe :14. 5%,Cr2O3 1. l%,MgO :23. 5%,Mn 0. 5%, SiO2 43. O%, Al2O3 :1. 1 %, CaO :0. 2%, P :0. 09%, S :0. 055%。其余為水分。本發(fā)明提出一種利用低品位紅土鎳礦制成還原球團(tuán)發(fā)生產(chǎn)高品位鎳合金及不銹鋼的工藝方法。熔分爐內(nèi)首先形成800mm初始熔渣和700mm深的鐵水熔池；把紅土鎳礦等原料制成球團(tuán)，球團(tuán)經(jīng)還原爐得到高溫還原球團(tuán)(1150°C )，按高溫還原球團(tuán)重量的7%把熔劑(熔劑為石灰和白云石的的混合物，石灰和白云石的比例為2 1)加入熔分爐；煤氧槍A由初始熔渣面以上的爐壁插入到初始熔渣的底部距渣底200mm處噴吹富含碳物料和氧氣，富含碳物料和氧氣比例為保持富余10%的富含碳物料不被燃燒；煤氧槍B由初始熔渣面以上的爐壁插入到初始熔渣的中部噴吹富含碳物料和氧氣，富含碳物料和氧氣比例為保持富余5. O %的富含碳物料不被燃燒，所產(chǎn)生的高溫把加入的高溫紅土鎳礦還原球團(tuán)和熔劑熔化成液態(tài)；熔渣溫度控制在1500°C得到液態(tài)粗NiCo合金鋼水，NiCo含量21. 42%、C含量1. 38%、P含量0. 047%、S含量0. 023%、硅含量0. 23%、錳含量0. 58%、鉻含量2. 54%, 鐵含量73. 78%。粗NiCo合金鋼水經(jīng)本發(fā)明提出的氧化提煉工藝和裝置生產(chǎn)出NiCo含量85. 92 %、C含量0. 009 %、磷含量0. 007 %、硫含量0. 007 %、硅含量0. 005 %、錳含量0. 009%、鉻含量0. 093%、鐵含量13. 95%的NiCo合金鋼水，直接熱兌入電爐生產(chǎn)不銹鋼， 熱量得到高效充分應(yīng)用。熔分爐熔渣中的狗0、Fe3O4和提煉爐熔渣中的FeO隨熔渣出爐后被水淬和?；鋮s，冷卻后的渣再經(jīng)細(xì)磨、強(qiáng)磁選出FeO和!^e3O4用于煉鐵，廢渣用于生產(chǎn)水泥。熔分爐高溫煤氣經(jīng)煤氣改質(zhì)爐，利用煤氣的高溫(1450°C)熱量使煤氣中的CO2與煤反應(yīng)生成⑶，得到優(yōu)質(zhì)改質(zhì)煤氣(750°C )，送入還原爐還原球團(tuán)，或用于軋鋼加熱爐，富余煤氣還可用于發(fā)電。本發(fā)明提供一種利用低品位紅土鎳礦制成還原球團(tuán)發(fā)生產(chǎn)高品位鎳合金及不銹鋼的裝置。包括熔分爐1、提煉爐16、高溫加料系統(tǒng)、爐渣處理系統(tǒng)、還原設(shè)備、煤氣改質(zhì)系統(tǒng)、不銹鋼生產(chǎn)設(shè)備組成。熔分爐1下部通過乙型出口 8與提煉爐16相連；熔分爐1中部通過出渣口 3與爐渣處理系統(tǒng)相連；熔分爐1上部通過串罐6與高溫加料系統(tǒng)相連；提煉爐 16 一側(cè)通過乙型出口 8與熔分爐1相連，另一側(cè)通過鋼包28與不銹鋼冶煉設(shè)備四相連； 煤氣改質(zhì)系統(tǒng)的一端通過高溫煤氣管7與熔分爐相連，另一端通過改質(zhì)煤氣管道18與還原設(shè)備22相連；高溫加料系統(tǒng)一端通過串罐6與熔分爐1相連，另一端通過高溫料倉21與還原設(shè)備22相連。熔分爐1包括出渣口 3、煤氧槍M4)、煤氧槍B(5)、高溫煤氣管7、乙型出口 8。出渣口 3位于熔分爐1的中部初始熔渣上表面位置，煤氧槍A(4)由熔分爐1的中部初始熔渣面以上的爐壁插入到初始熔渣的底部距渣底150-200mm處，煤氧槍B 由熔分爐1的中部初始熔渣面以上的爐壁插入到初始熔渣的中部，高溫煤氣管7位于熔分爐1頂部，乙型出口 8位于熔分爐1的下部與提煉爐16相連。煤氧槍A (4)安裝3支、煤氧槍B (5)安裝3支上下兩層程120度角分布；煤氧槍A 0)、煤氧槍B 是可更換的。乙型出口 8的上部設(shè)有一檢修蓋9，供維修用。提煉爐16包括提煉爐氧槍10、提煉爐煤氣管11、熔劑串罐12、提煉爐出渣口 13、 提煉爐出鋼口 14、透氣磚15。提煉爐氧槍10和提煉爐煤氣管11均安裝在提煉爐16的頂部，熔劑串罐12安裝在提煉爐16上部的側(cè)壁上，提煉爐出渣口 13位于提煉爐16的中部側(cè)壁上，提煉爐出鋼口 14位于提煉爐16側(cè)壁的下部，透氣磚15安裝在提煉爐16的底部。在提煉爐16底部1/3半徑位置對稱安裝6個透氣磚15。提煉爐煤氣管11與熔分爐高溫煤氣管7相連，保持提煉爐16與熔分爐1的爐內(nèi)壓力一致。高溫加料系統(tǒng)依次包括串罐6、上料車19、軌道20、高溫料倉21 ；上料車19運(yùn)行在軌道20上；串罐6連接在熔分爐1上部的爐壁上；高溫料倉21上入料口與還原設(shè)備22 相連，下出口把高溫還原球輸出到上料車?yán)铩?串罐6安裝到熔分爐1上部爐側(cè)壁上。爐渣處理系統(tǒng)包括?；鋮s器23、球磨機(jī)對、磁選機(jī)25。鐵粒30、礦渣31。?；鋮s器23、球磨機(jī)M、磁選機(jī)25依次相連，出渣口 3排出的熔融還原渣，依次經(jīng)過粒化冷卻器23、球磨機(jī)M、磁選機(jī)25把渣中FeO和狗304含鐵物質(zhì)選出用于煉鐵，剩余的渣送往水泥廠用于制造水泥。還原設(shè)備22是轉(zhuǎn)底爐。本發(fā)明工藝和設(shè)備生產(chǎn)出的NiCo合金鋼水通過鋼包28送往不銹鋼生產(chǎn)設(shè)備四生產(chǎn)含鎳不銹鋼，NiCo合金鋼水生產(chǎn)成本低，并且NiCo合金鋼水的熱量得到高效利用。實(shí)施例2 原料紅土鎳礦加工成球團(tuán)；富含碳物料煤粉；球團(tuán)還原設(shè)備回轉(zhuǎn)窯爐。
紅土鎳礦的成分，Ni1. 5%, Co 0. 2%, Fe :45. 0%, Cr2O3 :3. 0%,Mg0 4. 0%,Μη
0.8%, SiO2 21. 0%, Al2O3 1. 6%, CaO 0. 1%, P 0. 08%, S 0. 06%。把紅土鎳礦等原料制成球團(tuán)，在回轉(zhuǎn)窯得到高溫還原球團(tuán)(1150°C )，按高溫還原球團(tuán)重量的8%把熔劑(熔劑為石灰和白云石的的混合物，石灰和白云石比例為5 3)加入熔分爐；煤氧槍A富含碳物料和氧氣比例為保持富余12%的富含碳物料不被燃燒；煤氧槍B噴吹富含碳物料和氧氣比例為保持富余3. 0%的富含碳物料不被燃燒；熔渣溫度控制在1550°C得到液態(tài)粗NiCo合金鋼水，NiCo含量11. M%、C含量1. 5%、P含量0. 027%, S 含量0.013%、硅含量0.07%、錳含量0.55%、鉻含量4. 11%、鐵含量82. 19%。粗NiCo合金鋼水經(jīng)本發(fā)明提出的氧化提煉工藝和裝置生產(chǎn)出NiCo含量40. 637%、C含量0. 003%, 磷含量0. 0041 %、硫含量0. 0034%、硅含量0. 0035 %、錳含量0. 007 %、鉻含量0. 347 %、鐵含量58. 995%的NiCo合金鋼水，直接熱兌入電爐生產(chǎn)不銹鋼。在提煉爐16底部1/3和2/3半徑位置分別對稱安裝4和3個透氣磚15 ;3串罐6 安裝到熔分爐1上部爐側(cè)壁上。其他同實(shí)施例1。實(shí)施例3 原料紅土鎳礦加工成球團(tuán)；富含碳物料焦粉；球團(tuán)還原設(shè)備豎爐。紅土鎳礦的成分，Ni1. 2%, Co 0. l%,Fe :50. 0%, Cr2O3 :3. 5%, MgO 5. 0%,Μη
1.5%, SiO2 17. 0%, Al2O3 1. 0%, CaO 0. 3%, P 0. 07%, S 0. 045%，水份燒損 20. 27%。把紅土鎳礦等原料制成球團(tuán)，在豎窯得到高溫還原球團(tuán)(1150°C )，按高溫還原球團(tuán)重量的5%把熔劑(熔劑為石灰和白云石的的混合物，石灰和白云石比例為1.5 1)加入熔分爐；煤氧槍A富含碳物料和氧氣比例為保持富余10%的富含碳物料不被燃燒；煤氧槍B噴吹富含碳物料和氧氣比例為保持富余3. 0%的富含碳物料不被燃燒；熔渣溫度控制在1550°C得到液態(tài)粗NiCo合金鋼水，NiCo含量7. 48%,C含量1. 284%,P含量0. 023%,S 含量0.012%、硅含量0. 087%、錳含量0. 58%、鉻含量2. 92%、鐵含量87. 61 %。粗NiCo合金鋼水經(jīng)本發(fā)明提出的氧化提煉工藝和裝置生產(chǎn)出NiCo含量28. 158%、C含量0. 0025%, 磷含量0. 00 %、硫含量0. OOM^、硅含量0. OOM^、錳含量0. 0048%、鉻含量0. 239%、鐵含量71. 588%的NiCo合金鋼水，直接熱兌入電爐生產(chǎn)不銹鋼。其他同實(shí)施例2。
權(quán)利要求
1.一種利用低品位紅土鎳礦制成還原球團(tuán)法生產(chǎn)高品位鎳合金及不銹鋼的工藝方法， 包括下列步驟1)熔分爐內(nèi)首先形成600-700mm初始熔渣和500mm深的鐵水熔池；2)高溫還原球團(tuán)和5-15%重量比例的熔劑加入熔分爐；3)煤氧槍A由初始熔渣面以上的爐壁插入到初始熔渣的底部距渣底150-200mm處噴吹富含碳物料和氧氣，富含碳物料和氧氣比例為保持富余5-15%的富含碳物料不被燃燒，保持熔渣的還原性；煤氧槍B由初始熔渣面以上的爐壁插入到初始熔渣的中部噴吹富含碳物料和氧氣，富含碳物料和氧氣比例為保持富余1.0-10%的富含碳物料不被燃燒，所產(chǎn)生的高溫把加入的高溫紅土鎳礦還原球團(tuán)和熔劑熔化成液態(tài)并保持熔渣的還原性；熔渣溫度控制在1400-1600°C得到液態(tài)粗NiCo合金鋼水；4)液態(tài)粗NiCo合金鋼水由熔分爐的乙型出口連續(xù)流入到提煉爐，并向提煉爐中加入熔劑，由提煉爐底部的透氣磚或上部的提煉爐氧槍吹入氧氣，使液態(tài)粗MCo合金鋼水中的 Si、C、Mn、Cr、Fe、P等元素被氧化并進(jìn)入渣中，得到高NiCo含量合金鋼水；5)按照不銹鋼成分要求把高NiCo合金鋼水成分調(diào)整到所要求的范圍，直接熱兌入電爐生產(chǎn)不銹鋼。6)煤氣改質(zhì)爐利用熔分爐高溫煤氣(1400-155(TC)的熱量使煤氣中的(X)2與煤反應(yīng)生成⑶，得到優(yōu)質(zhì)改質(zhì)煤氣(650-800°C )，送入還原設(shè)備還原球團(tuán)，或用于軋鋼加熱爐，富余煤氣還可用于發(fā)電，余熱得到充分利用。
2.如權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)高品位鎳合金及不銹鋼的工藝方法，其特征在于，熔分爐內(nèi)熔渣中的狗203被還原成FeO和!^304，熔渣出爐后被水淬和?；鋮s，冷卻的渣再經(jīng)細(xì)磨、強(qiáng)磁選出FeO和!^e3O4用于煉鐵，廢渣用于生產(chǎn)水泥。
3.如權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)高品位鎳合金及不銹鋼的工藝方法，其特征在于，步驟2) 所述的高溫還原球團(tuán)為把紅土鎳礦、富含碳物料還原劑、粘結(jié)劑、石灰制成球團(tuán)，球團(tuán)經(jīng)還原設(shè)備還原，得到1100-1250°C的高溫還原球團(tuán)；所述的富含碳物料還原劑選自煤粉、蘭碳粉或焦碳粉；所述的粘結(jié)劑選自彭云土或有機(jī)粘結(jié)劑。
4.如權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)高品位鎳合金及不銹鋼的工藝方法，其特征在于，步驟 3)所述的粗NiCo合金鋼水，成分為Ni+Co含量8. O 23. O %、C含量1. O 2. 0%、磷含量< 0. 06%、硫含量< 0. 05%、硅含量0. 1 0. 3%、錳含量0. 3 0. 8%、鉻含量1. 5 4. 5%、鐵含量 75. O 87. 0% ；步驟4)所述的高NiCo含量合金鋼水，成分為附&)含量30.0 87.0%、(含量 0. 003 0. 009%、磷含量< 0. 008%、硫含量< 0. 007%、硅含量0. 001 0. 005%、猛含量 0. 003 0. 01%、鉻含量0. 01 0. 05%、鐵含量12. 0 68. 0%，上述各成分之和為100%。
5.如權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)高品位鎳合金及不銹鋼的工藝方法，其特征在于，步驟3) 所述的富含碳物料是煤粉、焦炭粉或蘭炭粉；步驟4)所述的熔劑選自石灰、螢石、白云石中的一種或幾種。
6.一種生產(chǎn)高品位鎳合金及不銹鋼的裝置，包括熔分爐(1)、提煉爐(16)、不銹鋼生產(chǎn)設(shè)備(XT)；提煉爐(16) —側(cè)通過乙型出口(8)與熔分爐(1)相連，另一側(cè)通過鋼包06)與不銹鋼生產(chǎn)設(shè)備(XT)相連。
7.如權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)高品位鎳合金及不銹鋼的裝置，其特征在于，熔分爐(1)包括出渣口⑶、煤氧槍M4)、煤氧槍B(5)、高溫煤氣管(7)、乙型出口⑶；出渣口(3)位于熔分爐(1)的中部初始熔渣上表面位置，煤氧槍A(4)由熔分爐(1)的中部初始熔渣面以上的爐壁插入到初始熔渣的底部距渣底150-200mm處，煤氧槍B 由熔分爐(1)的中部初始熔渣面以上的爐壁插入到初始熔渣的中部，高溫煤氣管(7)位于熔分爐(1)頂部，乙型出口 ⑶位于熔分爐⑴的下部與提煉爐(16)相連。優(yōu)選的，煤氧槍AG)、煤氧槍B(5)是可更換的。優(yōu)選的，乙型出口(8)的上部設(shè)有一檢修蓋(9)。
8.如權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)高品位鎳合金及不銹鋼的裝置，其特征在于，提煉爐(16) 包括提煉爐氧槍(10)、提煉爐煤氣管(11)、熔劑串罐(12)、提煉爐出渣口(13)、提煉爐出鋼口(14)和透氣磚(15)；提煉爐氧槍(10)和提煉爐煤氣管(11)均安裝在提煉爐(16) 的頂部，熔劑串罐(12)安裝在提煉爐(16)上部的側(cè)壁上，提煉爐出渣口(13)位于提煉爐 (16)的中部側(cè)壁上，提煉爐出鋼口(14)位于提煉爐(16)側(cè)壁的下部，透氣磚(15)安裝在提煉爐(16)的底部。優(yōu)選的，在提煉爐(16)底部1/3或2/3半徑位置或其它位置可以安裝1到8個透氣磚 (15)。優(yōu)選的，提煉爐煤氣管(11)與熔分爐高溫煤氣管(7)相連。
9.如權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)高品位鎳合金及不銹鋼的裝置，其特征在于，所述裝置還包括高溫加料系統(tǒng)，高溫加料系統(tǒng)的一端通過串罐(6)與熔分爐(1)上部相連；高溫加料系統(tǒng)依次包括串罐(6)、上料車(19)、軌道(20)、高溫料倉；上料車(19)運(yùn)行在軌道 (20)上；優(yōu)選的，串罐(6)連接在熔分爐(1)上部的爐壁上；高溫料倉上入料口與還原設(shè)備02)相連，下出口把高溫還原球輸出到上料車?yán)?。更?yōu)選的，1到6個串罐(6)安裝到熔分爐(1)上部爐側(cè)壁或爐頂上。優(yōu)選的，所述裝置還包括爐渣處理系統(tǒng)，爐渣處理系統(tǒng)通過出渣口(3)與熔分爐(1) 中部相連；爐渣處理系統(tǒng)包括?；鋮s器(23)、球磨機(jī)(M)、磁選機(jī)05)。?；鋮s器 (23)、球磨機(jī)(M)、磁選機(jī)(25)依次相連。
10.如權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)高品位鎳合金及不銹鋼的裝置，其特征在于，所述裝置還包括還原設(shè)備(22)，還原設(shè)備02)通過高溫料倉與高溫加料系統(tǒng)的相連；還原設(shè)備 (22)另一端通過改質(zhì)煤氣管道(18)與煤氣改質(zhì)系統(tǒng)相連。還原設(shè)備02)選自回轉(zhuǎn)窯還原爐，或是轉(zhuǎn)底爐或旋轉(zhuǎn)床還原爐，或是豎爐還原爐。優(yōu)選的，所述裝置還包括煤氣改質(zhì)系統(tǒng)，煤氣改質(zhì)系統(tǒng)的一端通過高溫煤氣管(7)與熔分爐(1)相連，另一端通過改質(zhì)煤氣管道(18)與還原設(shè)備0 相連。
全文摘要
一種還原球團(tuán)法生產(chǎn)高品位鎳合金及不銹鋼的工藝方法和裝置，用煤粉等富含碳物料作還原劑或燃料，把低品位鎳礦制成還原高溫球團(tuán)直接冶煉出高NiCo含量、低硫磷的合金鋼水，或直接用于不銹鋼生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高，綜合能耗低，生產(chǎn)成本低，節(jié)能減排效果顯著。
文檔編號C22C38/10GK102181776SQ20111009434
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月15日
發(fā)明者董亞飛 申請人:董亞飛