[发明专利]一种采用湿球入炉低温还原方式冶炼红土镍矿的方法

权利要求书

1.一种采用湿球入炉低温还原方式冶炼红土镍矿的方法，其特征是采用负压操作、湿球入炉、降低还原区反应温度的方式冶炼镍铁，具体步骤是：

1)、将红土镍矿破碎至成10mm以下，先加入适量生石灰使其原矿水分降到20～25％之间，然后再选取脱水后的红土镍矿为原料，加入0.04～0.05％的市售烧结剂和1-5％的粘结剂，经过对辊压球机压成60mm左右的椭圆形球团矿，不经烧结，直接入炉，球团矿强度为3kg～10kg/cm²。

2)、将球团矿∶燃料∶熔剂∶木块按1∶0.2～0.28∶0.17～0.22∶0.1比例投入富氧节能竖炉进行低温冶炼，冶炼时间180min～300min，冶炼温度1260℃～1380℃，得到含镍大于13％粗镍生铁；整个冶炼过程炉内均采用负压操作，负压值在9.5～9.0Mpa。

2.如权利要求1所述一种采用湿球入炉低温还原方式冶炼红土镍矿的方法，其特征是所述红土镍矿中镍含量在1.52％～3.16％，铁含量9.58％～39.58；粗镍生铁中：镍含量在13％～20wt％的Ni，铁含量在75％～82wt％。

3.如权利要求1所述一种采用湿球入炉低温还原方式冶炼红土镍矿的方法，其特征是生产过程采用了基于PLC控制的原料熔剂配料和上料的自动控制系统；

其中原料熔剂配料自动控制系统由检测单元、工控机、PLC系统、执行机构部分四部分组成，内容包括1)红土镍矿成分、熔剂成分检测和冶炼前的即时在线分析；2)熔剂配比计算及自动配料过程；3)熔剂配比计算的自我完善功能三个部分；

具体控制步骤为：

(1)、利用X荧光光谱仪在线检测料仓内的原料和熔剂的成分，并送到PLC控制器，PLC又将这些检测值通过以太网传送到工控机；

(2)、利用在工控机里存储有根据工艺理论和经验编写的工程应用程序，根据采集到的原料和溶剂成分值预算出原料和溶剂的配比和出渣的成分值；

(3)、将预计算出的配比传给PLC控制器，同时工控机里将此化验成分值和预计算的配比值及出渣的成分值形成一个关系表，便将其存储在数据库里；

(4)、PLC控制器收到预计算的配比值后，将适时的控制相应的电动阀动作，按预计算好的配比配料，同时PLC控制器将对加入的料自动定义批次号进行跟踪；

(5)、步骤(4)所述批次的炉料经过一定的时间熔炼后出铁出渣，对该批铁和渣自动取样，样品经冷却后自动送到在线检测仪分析其成分值，样品化验成分值传输到到工控机；

(6)、工控机里的应用程序将按照批次号找出存储于计算机的预算配比值和渣料成分值，将预算渣料成分值和实际值进行比较，参考此比较值，对原料配比公式某些经验参数进行调整，以使下批次配比和渣料成分的预算值更逼近实际值，并用更准确的预算值更新原先存储于数据库的值，以此往复直至达到最佳配比。

4.如权利要求3所述一种采用湿球入炉低温还原方式冶炼红土镍矿的方法，其特征是采用了基于PLC控制的原料熔剂配料和上料的自动控制系统，包括小料仓、中间料仓、竖炉、料尺控制单元和自动加料控制单元；小料仓、中间料仓和竖炉内均设有料尺控制单元，料尺控制单元由卷扬机(1)、钢丝绳(2)、重锤(3)组成；自动加料控制单元由PLC系统(4)和人机接口(5)、传感器检测单元(6)、执行机构(7)组成。

5.如权利要求4所述一种采用湿球入炉低温还原方式冶炼红土镍矿的方法，其特征是料尺控制单元实现对炉内料的探测控制，卷扬机通过钢丝绳拉动重锤上下移动；重锤由于自身重量落在炉料上与炉料紧紧接触，PLC控制单元向卷扬机电机变频器输出向上转动的提升力矩M1作为力矩限幅值和向上的提升速度，连接重锤和卷扬机的钢丝绳绷紧，重锤受到钢丝绳向上的提升力作用，但力矩M1不足以克服重锤重力产生的力矩M3，重锤不会随提升力向上移动，相反，重锤随着炉料下降仍然向下移动，并与炉料紧紧接触，此时装在卷扬机后的编码器指示出炉料的位置；当料尺检测到需向炉内加料时，向卷扬机电机变频器输出向上转动的提升力矩M2作为力矩限幅值和向上的提升速度；力矩M2足以克服重锤重力产生的力矩M3，重锤随着卷扬机的转动向上提升直到起始位；当重锤达到起始位时即向炉内加料。

6.如权利要求4所述一种采用湿球入炉低温还原方式冶炼红土镍矿的方法，其特征是自动加料控制单元分三部分，一部分实现对三个小料仓即矿石料仓(8)、焦炭料仓(9)、石灰石料仓(10)自动送料；二部分实现对由三个小料仓向中间大料仓(11)加料；三部分实现由中间料仓向竖炉(12)内加料；三个小料仓的自动加料以料仓下的传感器信号为依据，当称重仪检测某个小料仓内没料时，就会启动相应的皮带机送料到小料仓，当传感器检测到小料仓装满料时停止皮带机送料；料尺检测信号被实时送到PLC系统，料尺测量的料位值低与设定的某一极限位置时，PLC系统由此产生加料信号，同时PLC系统里既定的顺控程序块将按照工艺要求判断出哪个小料仓需向中间料仓加料，所需加的重量和配比由二级模型机给出；PLC系统由此输出打开小料仓阀门控制信号，小料仓开始向中间料仓加料，在此过程中PLC系统会根据程序里算出的所需加料值和中间料仓下的称重仪测量值实时比较，当两者之差小于某一值时阀门关闭停止向中间料仓加料；同时PLC系统给出中间料仓向竖炉内加料的控制信号，中间料仓下的阀门打开开始下料，当下料值达到程序设定值时阀门关闭停止加料。