[发明专利]改善铁合金熔炼中还原度的方法

说明书

本发明涉及一种熔炼铁合金时改善待处理材料中金属组分的还原度的方法，该铁合金例如为适于生产不锈钢的铬铁。根据该方法，将含镍材料送入(feed)铁合金中。

WO2010/092234公开了一种方法，其中在生产铬铁的过程中，镍矿和/或镍精矿或由镍矿和/或镍精矿溶液中沉淀得到的中间产物被造块，使得先由含镍材料、以及含铁铬铁精矿和粘结剂一起制成球团，并有利地在球团的一步热处理(烧结)中进行含镍材料的干燥和煅烧。通过球团的热处理，物体被强化，使得当需要时该热处理的物体可被移动，基本在单独工艺步骤间是完整的。如果需要，可在烧结前预热球团。当需要时，可以移动热处理的物体，基本在单独的工艺步骤间是完整的。当需要时，在单独的工艺步骤或工艺单元间转移物体时，热处理的物体可以进一步缩小。烧结和由此强化的球团被用作还原条件下的熔炼工艺中使用的材料，在这种情况下其会作为熔融产物含镍铁合金，铬镍铁合金而接收。

因此，上述提及的专利申请WO2010/092234主要涉及通过烧结生产含镍球团。相反，烧结的球团的熔炼条件并未确切描述。然而，当描述能量效率时，它提到了球团中含有的镍催化球团中铬的还原，从而降低了铁合金生产中还原剂特别是碳的比消耗。

现在令人惊奇的观察到，球团中含有的镍不仅催化铬铁矿球团中铬的还原，而且在用于熔炼铬铁矿的炉进料中含有的镍在熔炼过程中改善了熔炼炉进料中所含的所有必要金属组分，铁，铬的还原。本发明的目的是利用该惊奇的发现获得一种比以前更有效率的方法来提高熔炼过程中铬铁矿材料的还原度，在该方法中熔炼过程中铬铁矿中金属组分的还原度通过熔合到待进入熔炼的含镍材料而得到改善，并同时获得适于生产不锈钢的预合金，铬镍铁合金。基本特征在所附的权利要求中列出。

根据本发明，在熔炼前将含镍材料熔合到在铁合金生产过程中将被熔炼的原料，如铬铁中，在这种情况下，在含镍原料本身也会作为铁合金中的金属组分被还原时，含镍材料同时改善进料材料中所含金属组分的还原。根据本发明，通过待加入铁合金中的镍量，可有利于调整铁合金中金属组分的还原度，并同时得到含有所需镍含量的铁合金，作为具有不同镍含量的铬镍铁合金。具有所需镍含量的铬镍铁合金可用于例如不同种类不锈钢的生产，例如奥氏体或双相不锈钢。

本发明所述的方法中可用作含镍原料的是至少部分镍氧化物，至少部分镍矿石和/或镍精矿，或至少部分通过镍矿石和/或镍精矿浸出和/或沉淀得到的含镍中间产物。将含镍原料与铬铁原料一起送入熔炼过程中。在送入熔炼炉前，将含镍原料预处理，要么使得从铬铁材料连同铁铬原料一起形成烧结球团，要么使得将含镍原料与铬铁矿球团独立预处理。也可以对含镍原料进行预处理，使得待送入熔炼炉中的一部分含镍原料与铬铁球团一起预处理，并且一部分含镍原料与铬铁矿球团独立预处理。由于不同的预处理，待送入熔炼炉并提高不同金属组分还原度的含镍原料可以是例如部分含镍的氢氧化物中间产物，部分硫化或红土镍精矿。

有利地，本发明的方法中利用的含镍原料是来自矿物或其他湿法冶金工艺的含镍氢氧化物中间产物，该中间产物是从红土镍矿和/或硫化镍矿和/或含镍的硫化矿精矿的溶液中沉淀出的。这种含镍氢氧化物中间产物是例如来自红土镍矿和/或硫化镍矿或镍精矿的增压浸出、常压浸出或堆浸的含镍中间产物，以及从镍材料的溶解提取工艺或离子交换工艺得到的溶剂提取液、洗提溶液、精制溶液中得到的含镍沉淀产物。在本发明的方法中碳酸镍和硫酸镍材料也可以作为原料。另外，硫化镍精矿本身和湿法冶金沉淀的硫化镍中间产物也适用于本方法的含镍原料。

根据本发明，将待送入熔炼炉的含镍材料的量调整到待送入熔炼炉的预处理原料总质量的5-25重量％，优选10-20重量％。当调整待送入熔炼炉的含镍的量时，考虑实现能效经济的有利的还原条件和/或在各种情况下适于不锈钢生产的预金属(铁铬镍)的生产。使用含镍原料的少量添加，还原度保持为低的，在这种情况下得到低镍含量的铁合金，铬镍铁。这种具有低镍含量的铁合金是有利的预合金，特别是对于双相不锈钢种的生产。使用越多的含镍原料添加，还原度将会增加，熔炼产物中的镍含量也会越大。这种具有更高镍含量的铬镍铁有利地用于具有高镍含量的奥氏体不锈钢种的生产。