一種鎳鐵合金的製造方法
2023-05-24 07:32:01 1
專利名稱：一種鎳鐵合金的製造方法
技術領域：
本發明涉及一種特種鐵合金，特別是涉及以氧化鎳礦為原料的一種鎳 鐵合金的製造方法。
背景技術：
鎳鐵合金是生產不鏽鋼、耐熱鋼、合金結構鋼的合金劑。以氧化鎳礦為 原料生產鎳鐵合金，火法工藝主要有國外傳統法、國內高爐法和礦熱爐法，國外傳統法， 將氧化鎳礦先經迴轉窯焙燒得到鎳渣，將鎳渣與焦粉、熔劑按配比比例混合均勻，入礦熱爐 冶煉，將得到的粗製鎳鐵入精煉爐(電爐、頂吹轉爐或感應爐、頂吹轉爐)精煉，去除雜質 碳、矽、磷、硫等，得到精製鎳鐵合金產品，該法投資大，工藝流程長，佔地面積多，爐渣量大， 冶煉電耗高(550 760kw · h/t礦)，生產成本高；國內高爐法，以氧化鎳礦為原料，以焦 碳為還原劑、以石灰石為熔劑，按配比比例稱量後，入高爐中進行冶煉，產品只能生產含Ni < 8 %的鎳鐵，並且雜質含量高；國內礦熱爐法，氧化鎳礦經乾燥、燒結後，按配比比例配入 碳質還原劑(焦粉、煤粉)和石灰，入礦熱爐中冶煉，得到的是粗製鎳鐵，含Ni < 15%，並且 碳、矽、磷、硫等雜質含量高，需將粗製鎳鐵送到電弧爐或中頻感應爐中進行精煉，才能得到 精製鎳鐵，該法爐渣量大，冶煉電耗高(6500 7300kw · h/t鎳鐵)。
發明內容
發明的目的，是提供一種以氧化鎳礦為原料的鎳鐵合金的製造方法，該 方法製造鎳鐵合金過程中，爐渣量少，冶煉電耗低，實現了節能減排，該方法與國外傳統法 比投資少，工藝流程短，成本低，與國內高爐法和礦熱爐法比，一次冶煉製造出了優質高品 位精製鎳鐵合金，滿足了各系列優質不鏽鋼生產的需要，有好的經濟效益和社會效益。為了實現上述目的，本發明採取以下工藝，將氧化鎳礦、碳質還原劑(煤粉或焦 粉)、石灰石按配比比例稱重(重量百分比)，混合均勻後，加入到迴轉窯裡進行脫水、予還 原、焙燒，將焙燒好的出窯的焙燒礦破碎後，加入到磁選機裡進行磁選，經過磁選將脈石去 除，得到鎳鐵精礦，將鎳鐵精礦、碳質還原劑(煤粉或焦粉)、石灰、螢石按配比比例稱重(重 量百分比)，混合均勻後，加入電弧爐裡(或中頻感應爐裡)進行冶煉，物料入爐後，通電加 熱(電弧爐先下放電極，再通電加熱)、還原、熔化，待物料全熔後，向熔池吹氧進行精煉，就 得到優質高品位液態的精製鎳鐵合金，把它出到鐵水包裡，經鐵水包注入到錠模裡，澆鑄成 合金塊。本發明的以氧化鎳礦為原料的一種鎳鐵合金製造方法，採用該方法製造鎳鐵合金 過程中，爐渣量少，冶煉電耗低(1200 2600kw · h/t鎳鐵)，僅為國外傳統法和國內礦熱 爐法電耗的1/3，實現了節能減排，與國外傳統法比，投資少，工藝流程短，生產成本低，與國 內高爐法和礦熱爐法比，產品質量高，一次冶煉製造出了優質(P < 0. 045%,S< 0. 045% ) 高品位(含Nil0% 45% )精製鎳鐵合金，滿足了各系列優質不鏽鋼生產需要，具有好的 經濟效益和社會效益。
具體實施例方式本發明使用的原料有氧化鎳礦、石灰石、石灰、螢石，在高溫作用下 產生如下主要反應NiO+C = Ni+C0 個FeO+C = Fe+C0 個石灰石、石灰、螢石是熔劑。
本發明使用的原料及其主要化學成分，(重量百分比)氧化鎳礦，含Nil. 2% 4. 1%，粒度< 8_碳質還原劑(煤粉或焦粉)固定碳76% 88%，粒度 51. 5%，粒度< 8mm石灰，含CaO 80% 96%，粒度< 38mm螢石，含CaF2 80 % 90 %，粒度 < 38mm使用的主要設備有迴轉窯、磁選機、電弧爐(或中頻感應爐)。製造工藝及其原料配比，將上述原料，按氧化鎳礦83. 5% 90%，碳質還原劑 (煤粉或焦粉)4. 5 % 7. 8 %，石灰石5. 5 % 8. 7 %配比比例稱重(重量百分比)，混合 均勻後，加入到迴轉窯裡進行脫水、予還原、焙燒，迴轉窯溫度控制在780°C 1410°C，將焙 燒好的出窯的焙燒礦破碎後，加入到磁選機裡進行磁選，經過磁選將脈石去除，得到鎳鐵 精礦，按鎳鐵精礦84. 51 % 90. 30 %，碳質還原劑(煤粉或焦粉)2. 88 % 5. 93 %、石灰
5.12% 7. 21%、螢石1. 70% 2. 35%配比比例稱重(重量百分比)，混合均勻後，加入電 弧爐裡(或中頻感應爐裡)進行冶煉，物料入爐後，通電加熱(電弧爐先下放電極，再通電 加熱)、還原、熔化，待物科全熔後，向熔池吹氧精煉，吹氧壓力為0. 5 1. OMpa,吹氧時間為 6 32分鐘，冶煉溫度為1520°C 1680°C，就得到了優質高品位液態的精製鎳鐵合金，將它 出到鐵水包裡，經鐵水包注入到錠模裡，澆鑄成每塊20kg的鎳鐵合金塊，每爐冶煉時間為1 小時15分鐘 3小時50分鐘，冶煉電耗為1200 2600kw · h/t鎳鐵，鎳回收率為90 96%。製造的鎳鐵合金化學成分(重量百分比)為Nil0% 45%，Ρ 0. 01 % 0. 045%、 S 0. 01% 0. 045%, C 0. 02% 0. 5%, Si 0. 02% 0. 6%, Cr 0. 03% 0. 8%，餘量為鐵。
實施例例1 根據產品合金化學成分要求，把氧化鎳礦、煤粉、石灰石進行配料，配料比 (重量百分比)為氧化鎳礦87. 31 %，煤粉4. 83 %、石灰石7. 86%，把配好的物料混合均勻 後，加入到迴轉窯裡進行脫水、預還原、焙燒溫度控制780 V 1410°C，將焙燒好的出窯的 焙燒礦破碎後，加入到磁選機進行磁選，經過磁選把脈石去除，得到鎳鐵精礦，把鎳鐵精礦、 煤粉、石灰、螢石進行配料，配料比(重量百分比)為鎳鐵精礦88. 49%、煤粉3. 13%、石灰
6.43%、螢石1. 95%，把配好的物料混合均勻後，加入到電弧爐裡進行冶煉，物料入爐後，下 放電極，通電加熱、還原、熔化，待物料全熔後，向熔池吹氧進行精煉，除去碳、矽等雜質，吹 氧壓力為0. 7Mpa，吹氧時間為13分鐘，冶煉溫度為1520°C 1680°C，就得到優質高品位液 態的精製鎳鐵合金，將它出到鐵水包裡，經鐵水包注入到錠模裡，澆鑄成每塊20kg合金塊， 冶煉時間為1小時48分鐘，冶煉電耗為1358kw · h/t鎳鐵，爐渣出到渣包裡，經水淬，作建 築材料。鎳回收率為93.8%。製造的上述精製鎳鐵合金，經化驗分析，其化學成分(重量百分比)為Ni 32. 15%, C 0. 045%, SiO. 05%, P 0. 015%, S 0. 013%, Cr 0. 056%，餘量為鐵。例2 根據產品合金成分要求，把氧化鎳礦、煤粉、石灰石進行配料，配料比(重量 百分比)為氧化鎳礦86. 21 %、煤粉5. 6 %、石灰石8. 19%，把配好的物料混合均勻後，加入到迴轉窯裡進行脫水、予還原、焙燒，溫度控制在780°C 1410°C，將焙燒好的出窯的焙 燒礦破碎後，加入到磁選機進行磁選，經過磁選把脈石去除，得到鎳鐵精礦，把鎳鐵精礦、焦 粉、石灰、螢石進行配料，配料比(重量百分比)為鎳鐵精礦87. 59%，焦粉4. 02%、石灰 6. 42%、螢石1.97%，把配好的物料混合均勻後，加入到中頻感應爐裡進行冶煉，物料入爐 後，通電加熱、還原、熔化，待物料全熔化後，向熔池吹氧進行精煉、除去碳、矽等雜質，吹氧 壓力為0. 6Mpa,吹氧時間為8分鐘，冶煉溫度為1520°C 1680°C，就得到優質高品位液態的 精製鎳鐵合金，將它出到鐵水包裡，經鐵水包注入到錠模裡，澆鑄成20kg合金塊，冶煉時間 為1小時20分鐘，冶煉電耗為1291kw · h/t鎳鐵，爐渣出到渣包裡，經水淬作建築材料，鎳 回收率為92.6%。 製造的上述精製鎳鐵合金，經化驗分析，其化學成分(重量百分比)為Ni 21. 53%, C 0. 068%, Si 0. 073%, P 0. 018%，S 0. 016%，CrO. 11 %，餘量為鐵。
權利要求
一種鎳鐵合金的製造方法，其特徵在於製造工藝和使用的原料及其配比使用的原料及其主要化學成分(重量百分比)氧化鎳礦，含Ni1.2％～4.1％，粒度＜8mm碳質還原劑(煤粉或焦粉)，含固定碳76％～88％、粒度＜8mm石灰石，含CaO＞51.5％，粒度＜8mm石灰，含CaO 80％～96％，粒度＜38mm螢石，含CaF280％～95％，粒度＜38mm製造工藝及其原料配比，將上述原料，按氧化鎳礦83.5％～90％、碳質還原劑(煤粉或焦粉)4.5％～7.8％、石灰石5.5％～8.7％配比比例稱重(重量百分比)，混合均勻後，加入到迴轉窯裡進行脫水、予還原、焙燒，迴轉窯溫度控制在780℃～1410℃，將焙燒好的出窯的焙燒礦破碎後，加入到磁選機裡進行磁選，經過磁選將脈石去除，得到鎳鐵精礦，按鎳鐵精礦84.51％～90.30％、碳質還原劑(煤粉或焦粉)2.88％～5.93％、石灰5.12％～7.21％、螢石1.70％～2.35％配比比例稱重(重量百分比)，混合均勻後，加入電弧爐裡(或中頻感應爐裡)進行冶煉，物料入爐後，通電加熱(電弧爐先下放電極，再通電加熱)、還原、熔化，待物料全熔後，向熔池吹氧進行精煉，吹氧壓力為0.5～1.0Mpa，吹氧時間為6～32分鐘，冶煉溫度為1520℃～1680℃，就得到優質高品位液態的精製鎳鐵合金，將它出到鐵水包裡，經鐵水包注入到錠模裡，澆鑄成每塊20Kg的鎳鐵合金塊，每爐冶煉時間為1小時15分鐘～3小時50分鐘，冶煉電耗為1200～2600kw·h/t鎳鐵，鎳回收率為90％～96％。
2.根據權利要求1所述的一種鎳鐵合金的製造方法，其特徵在於，該合金化學成分(重 量百分比)為 Nil0% 45%，P 0. 01% 0. 045%,SO. 01% 0.045%，C 0. 02% 0. 5%， Si 0. 02% 0. 6%，Cr 0. 03% 0. 8%，餘量為鐵。
全文摘要
本發明公開了一種鎳鐵合金的製造方法，它的主要工藝是，將氧化鎳礦，碳質還原劑和石灰石按一定比例混合後，加入到迴轉窯裡進行予還原、焙燒，將得到焙燒礦破碎後，加入到磁選機進行磁選，經過磁選得到的鎳鐵精礦與碳質還原劑、石灰和螢石按一定比例混合後，加入到電弧爐裡(或中頻感應爐裡)進行冶煉和向熔池吹氧精煉，就得到液態精製鎳鐵合金，將它出爐澆鑄成合金塊。該法製造的鎳鐵合金渣量少、電耗低，僅為國外傳統法和國內礦熱爐法生產鎳鐵合金冶煉電耗的1/3，與國外傳統法比投資少，成本低，與國內高爐法和礦熱爐法比產品質量高，是優質高品位(含Ni10％～45％)精製鎳鐵合金，滿足各系列不鏽鋼生產需要，具有好的經濟效益。
文檔編號C22C38/40GK101886231SQ20101021360
公開日2010年11月17日 申請日期2010年6月30日 優先權日2010年6月30日
發明者李春德, 李毅 申請人:李春德;李毅