[发明专利]一种镍铁精炼工艺

说明书

本发明公开了一种镍铁精炼工艺，属于冶金技术领域；包括以下步骤：以高炉法或矿热炉法冶炼出的镍铁为原料，装入感应炉中熔化，感应炉控温；向铁水包内加入氧化铁皮；向铁水包内倾倒镍铁水，脱除杂质元素Si、Mn、P、C和Cr；扒渣，镍铁水回感应炉，感应炉控温；将镍铁水倒入铁水包内，随镍铁倾倒过程加工业纯碱，脱除杂质元素Si和S；扒渣，镍铁水回感应炉，感应炉控温，铸镍锭或调整成分后直接浇注铸件。本发明提供的镍铁精炼工艺，不需要增加设备投资，实现了对高炉法或矿热炉法冶炼出的镍铁中Si、Mn、P、S、C、Cr杂质元素的有效脱除，经济、绿色、高效、快速，可直接作为耐热铸件的原料使用。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，特别是涉及一种镍铁精炼工艺。

背景技术

我国镍资源相对贫乏，大部分依赖进口。比较成熟的传统镍生产工艺是从硫化镍中提取镍金属，但由于地球上的硫化矿资源越来越少；用红土镍矿生产镍铁，逐渐成了原生镍生产的主要形式。用红土镍矿提取镍金属的工艺以火法冶炼的规模化生产为主，主要的镍铁生产工艺有高炉冶炼和矿热炉冶炼两种。

高炉生产镍铁的流程主要是：矿石干燥筛分(大块破碎)→配料→烧结→烧结矿加焦炭块及熔剂入高炉熔炼→镍铁水铸锭和熔渣水淬→产出镍铁锭和水淬渣。该法的优点是可进行处理低品位镍红土矿；缺点是镍铁品位低，平均含镍低于6％左右，镍铁含杂质磷、硫偏高。

矿热炉生产镍铁的流程主要是镍矿→脱水、烧结、造块→配入焦炭、熔剂→电炉冶炼→粗镍铁→精炼降C、Si、Mn、P、S→镍铁。该法熔炼镍铁通常对炉料进行预处理的方法有两种，一种是利用各种烧结的方法，将红土镍矿烧结成烧结矿，国内厂家使用红土镍矿生产8％以上的镍铁时普遍采用此法；另一种是利用回转窑还原焙烧的方法，将红土镍矿焙烧成焙砂。利用后一种炉料的预热处理方法提供热焙砂喂入矿热炉工艺，即回转炉+矿热炉冶炼工艺(RKEF)是目前最好的镍铁冶炼工艺。该工艺可以用任何铁镍品位的矿石生产任何含镍量的镍铁，技术上是在回转窑阶段控制铁的还原率来实现的。

目前受到原材料及生产工艺的限制，无论高炉法还是矿热炉法所冶炼的镍铁中有害元素及杂质元素均较多。上述两种方法生产出的镍铁对于具有精炼能力的钢厂使用效果较好，通过转炉/电炉-精炼炉的工艺流程即可较为便利的脱去其中的Si、Mn、P、S等杂质元素。

但对于铸造厂而言，大多数铸造企业仅装备有感应熔炼炉，不具备脱除杂质元素的能力，故对于一些耐热铸件，如轧辊等，直接使用镍铁效果差。因此，急需一种镍铁精炼工艺，无需增加设备投资，经济、高效、快速脱除杂质元素，可直接作为耐热铸件的原料来使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种镍铁精炼工艺，以解决上述现有技术存在的问题，无需增加设备投资，经济、高效、快速脱除杂质元素，直接可以作为耐热铸件的原料使用。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种镍铁精炼工艺，包括以下步骤：

(1)以高炉法或矿热炉法冶炼出的镍铁为原料，装入感应炉中熔化，感应炉控温得到镍铁水；

(2)向铁水包内加入氧化铁皮；将所述镍铁水倒入铁水包内，脱除镍铁水中的杂质元素，得到第一次除杂的镍铁水；

(3)对所述第一次除杂的镍铁水进行扒渣，将扒渣后的镍铁水倒回感应炉，感应炉控温；

(4)将步骤(3)得到的感应炉控温后的镍铁水倒入铁水包内，随镍铁水倾倒过程加工业纯碱，脱除镍铁水中的杂质元素，得到第二次除杂的镍铁水；对所述第二次除杂的镍铁水进行扒渣，将扒渣后的镍铁水倒回感应炉，感应炉控温，根据需要可增加C含量，得到精炼后的镍铁水。

进一步地，步骤(1)中所述感应炉控温温度为1450℃-1550℃。

进一步地，所述氧化铁皮与镍铁的质量比为(50-230)kg：1t。