[发明专利]红土镍矿电炉冶炼镍铁工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种电炉冶炼工艺，特别涉及一种红土镍矿电炉冶炼镍铁工 艺。

背景技术

众所周知，中国是镍资源短缺的国家，每年均需要从国外进口大量的镍 铁和镍板，用以满足国内不锈钢及其它行业发展的需要。特别是近年来随着 国内不锈钢产量的增加，对镍铁和镍板的需求量也越来越大，而中国除金川 外，还没有大批量生产镍板的厂家，且用于生产镍板的硫化镍矿资源已近枯 竭，所以镍板的价格十分昂贵，使不锈钢成本居高不下。国外特别是不锈钢 产量最大的日本、乌克兰等国，均是采用廉价的红土镍矿用矿热炉生产镍铁， 作为不锈钢生产的原料，从而大大降低了不锈钢的制造成本。因此，研究和 开发利用红土镍矿生产镍铁，是当前铁合金行业的一项重要任务。

用红土镍矿生产镍铁技术，是随着高品位硫化镍矿资源的枯竭和对镍需 求量的增加近年来兴起的，尤以不锈钢产量最大的日本和乌克兰的生产技术 较为先进和成熟，生产时间也较其它国家长。

国内过去均是用硫化矿水法或火法生产镍铁，从2005年开始采用红土镍 矿生产镍铁，到目前为止，国内已有生产镍铁厂家几十家，但在生产技术上 还存在很多问题，表现在产品的杂质含量还比较高，成分不稳定；特别是电 炉炉衬的使用寿命比较短，通常不超过两个月，既影响产品的质量又会加大 生产成本；由于以上种种原因，国内到目前为止还没有形成完整的镍铁生产 工艺，且电炉冶炼指标与国外还有很大差距。

因此，如何有效形成连续稳定的红土镍矿电炉冶炼镍铁生产工艺，并形 成持续稳定的生产能力；进一步降低能耗和各种原材料的消耗；是该技术领 域当前亟待解决的重要问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种节能高效、提高产品质 量、利于环保的红土镍矿电炉冶炼镍铁工艺。

为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：一种红土镍矿电炉冶炼镍 铁工艺，其实施步骤包括：

(1)原料预处理：

将红土镍矿原料按1吨计、加入煤粉重量为红土镍矿重量8-12％，或焦 粉重量为6-10％混合均匀；入回转窑在温度600-1000℃下进行烧结，时间3-6 小时，其中达到20-30％NiO的预还原；

(2)入矿热炉冶炼：

设定对电炉的要求，电炉采用矿热炉，其容量7500kVA，设置电炉镁质 和碳质混合炉衬，防止铁水钻入炉底和高温烧穿炉壳；设定可调的电炉电压： 高压280-300V，低压200-220V，即高电压起弧30分钟后改为低电压进行冶 炼和焙烧电极，时间1.5-2小时；冶炼炉料料批组成为1吨烧结镍矿加熔剂石 灰90-120公斤；加焦碳或煤作为还原剂，还原剂加入量为50公斤焦碳/吨烧 结镍矿，或65公斤煤/吨烧结镍矿；以上原料及辅料入电炉冶炼，按常规冶炼 出炉，分渣，铁水浇注成锭，精整，包装出厂；或入精炼炉精炼，炉渣水淬， 做建材；

(3)粗制镍铁精炼：

将液态铁水入精炼炉，按液态铁水1吨计，加入精炼剂包括石灰、萤石、 铁精矿一种或一种以上，所述精炼剂加入量为铁水重量的10-15％；吹氧精炼， 按液态铁水1吨计，氧气量为18-25立方米，时间40-50分钟，即吹氧结束； 按常规判定成分，出炉浇注，包装出厂。

本发明根据红土镍矿的特点，设计冶炼工艺和对冶炼设备进行改造，使 变压器具有较大的电压电流比和适合该产品冶炼特点的电炉几何参数，同时 镍矿与煤粉或焦粉混合入回转窑烧结，在去除水份的同时使一部分氧化镍得 到还原；电炉冶炼则采用选择性还原法，通过焦炭配入量的计算达到合适的 产品含镍量，再通过选择合适的炉渣渣型和炉渣碱度，使冶炼获得足够高的 炉温，增加铁水和渣的流动性，提高镍回收率；氧化镍得到充分的还原，冶 炼后产品浇注成用户所需要的粒度和块度。工艺技术的关键是选择合适的电 炉冶炼参数，采用高电压，低电流和低电压高电流交替使用，此举是铁合金 冶炼史上的工艺创新；在提高镍回收率的同时改变电炉炉衬的砌筑方法和砌 筑材质，以及炉壳的冷却方式，本发明为混合型炉衬，从而延长电炉炉衬的 使用寿命，降低生产成本。