鎳鐵合金制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鎳鐵合金制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的鎳鐵合金生產(chǎn)方法是采用火法冶煉氧化鎳礦，針對(duì)不同的還原工藝可分為：高爐還原和豎爐還原-電爐熔煉-精煉法，直接電爐熔煉-精煉法，專(zhuān)利CN1306049C、CN1300352C還提出了高爐法等。但高爐還原和豎爐還原-電爐熔煉-精煉法還原氧化鎳礦，存在著還原時(shí)間長(zhǎng)、生產(chǎn)效率低、以稀缺的焦炭為燃料、需要燒結(jié)礦（或氧化球團(tuán)礦）等問(wèn)題，直接電爐熔煉-精煉法還存在能耗高、生產(chǎn)效率低等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種生產(chǎn)效率高、且爐料不易結(jié)塊的鎳鐵合金制造方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案包括以下步驟：
A、含氧化鎳原料、煤粉和熔劑混合后，壓制成球團(tuán)；
B、球團(tuán)還原得到金屬化球團(tuán)；
C、金屬化球團(tuán)熔煉得到粗鎳鐵合金；
D、粗鎳鐵合金經(jīng)過(guò)精煉得到精制鎳鐵合金。
[0005]步驟A所述含氧化鎳原料是指紅土鎳礦或含氧化鎳的廢催化劑，其中鎳的重量百分比含量為1. 20?8. 10%。紅土鎳礦的礦粉粒度為自然粒度（為開(kāi)采后礦粉自然的粒度，未經(jīng)過(guò)進(jìn)一步加工）。
[0006]步驟A所述煤粉的配入量為含氧化鎳原料的質(zhì)量的3?15%,煤粉粒度< 5mm。
[0007]步驟A所述熔劑用量按照球團(tuán)堿度Ca0/Si02為0.6?1.4配制，熔劑粒度為
<5mm ;所述熔劑為本技術(shù)領(lǐng)域常用熔劑，優(yōu)選為石灰石、螢石。
[0008]步驟A壓制成球團(tuán)時(shí)需添加粘結(jié)劑，粘結(jié)劑用量為含氧化鎳原料和煤粉總質(zhì)量的
0.2?5. 0%，能夠使生球的強(qiáng)度滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝的要求；所述粘結(jié)劑為本技術(shù)領(lǐng)域常用粘結(jié)劑，優(yōu)選為PVA。
[0009]步驟A各個(gè)原料與粘結(jié)劑混合時(shí)需加水制成混合料，混合料的水分以7?8 %為宜，混合料的水分含量過(guò)高容易導(dǎo)致粘模，過(guò)低會(huì)導(dǎo)致壓球機(jī)的負(fù)荷增加，成品率降低。
[0010]步驟A壓制成的球團(tuán)為直徑10?70mm的塊球或球狀。
[0011]步驟B還原設(shè)備為回轉(zhuǎn)窯或轉(zhuǎn)底爐；還原溫度為900?1350°C，還原時(shí)間為20?300分鐘。
[0012]步驟C熔煉設(shè)備為礦熱爐（電弧爐），步驟B收得的金屬化球團(tuán)利用耐高溫密封的料車(chē)從回轉(zhuǎn)窯或轉(zhuǎn)底爐趁熱轉(zhuǎn)送到礦熱爐（電弧爐），充分利用金屬化球團(tuán)的余熱，能耗成本低。
[0013]步驟C熔煉時(shí)的熔化分離溫度為1500?1750 °C，粗鎳鐵成分檢測(cè)結(jié)果為：Ni4.0 ?12.0%，C 2.0?2.88%，S 0.1 ?1.0%，P 0.1 ?1.0% (余量為鐵)。
[0014]步驟D從電弧爐出來(lái)的粗鎳鐵水再在A0D精煉爐中加堿氧化物(石灰石、螢石等)，吹氧精煉，精煉溫度為1500?1700°C，精煉周期為10?40min/爐，吹氧量為80?200Nm3/to脫除娃、憐、炭、硫、猛等除雜，獲得聞品質(zhì)、聞附加值的精銀鐵水，再經(jīng)燒鑄得精鎳鐵產(chǎn)品，產(chǎn)品成分檢測(cè)結(jié)果為:Ni 15?60%，C^0.03%, S < 0.03%, P < 0.03%，余量為鐵。
[0015]本發(fā)明以氧化鎳礦或含氧化鎳廢催化劑為原料冶煉鎳鐵合金，用普通煤代替緊缺的焦炭作為還原劑，在原料內(nèi)配煤粉造球，反應(yīng)面積增大，動(dòng)力學(xué)條件改善，有利于還原過(guò)程進(jìn)行。球團(tuán)在回轉(zhuǎn)窯或轉(zhuǎn)底爐中還原，由于還原溫度高以及還原動(dòng)力學(xué)條件好，有利于還原過(guò)程進(jìn)行，有利于提高鐵氧化物與鎳氧化物的還原度，因此還原時(shí)間短，能耗低；并且球團(tuán)爐料不粘結(jié)爐襯(爐底)，粉塵少、有用元素回收率高。由于還原后的金屬化球團(tuán)直接熱裝進(jìn)入礦熱爐，在礦熱爐內(nèi)完成金屬化球團(tuán)的熔化分離及深還原過(guò)程，較傳統(tǒng)工藝可節(jié)省大量能耗。
【具體實(shí)施方式】
[0016]用含氧化鎳原料與煤粉、熔劑混合，煤粉配入量為含氧化鎳原料質(zhì)量
的3%?15%，熔劑用量按照堿度Ca0/Si02為0.6?1.4配制，煤粉、熔劑粒度為< 5_。這些原料加粘結(jié)劑和水混合均勻制成混合料，粘結(jié)劑用量為含氧化鎳原料和煤的質(zhì)量的0.2%?5.0%，混合料的水分以7%?8%為宜，采用壓力成型機(jī)壓制成10?70mm的球狀或塊狀，然后在回轉(zhuǎn)窯或轉(zhuǎn)底爐內(nèi)還原，還原溫度為900?1350°C,還原時(shí)間為20?300分鐘，得到金屬化球團(tuán)。
[0017]采用電弧爐熔化分離金屬化球團(tuán)，熔化分離溫度為1500?1750°C，除掉鐵渣得到粗鎳鐵合金，粗鎳鐵成分檢測(cè)結(jié)果為:Ni 4.0?12.0%，C 2.0?2.88%，S 0.1?1.0%，P 0.1?1.0%。粗鎳鐵合金經(jīng)過(guò)A0D精煉爐中加堿(石灰石、螢石等)，吹氧精煉后得到合格鎳鐵合金產(chǎn)品，精煉溫度為1500?1700°C，精煉周期為10?40min/爐，吹氧量為80?200Nm3/t。產(chǎn)品成分檢測(cè)結(jié)果為:Ni 15 ?60%，C 彡(λ 03%，S < (λ 03%，P < (λ 03%，余量為鐵。所得鎳鐵合金符合IS06501: 1998(E)標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)要求。
[0018]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而不是以任何方式來(lái)限制本發(fā)明。
[0019]實(shí)施例1
于1噸含氧化鎳原料(成分按重量百分比計(jì)為T(mén)Fe 26.0%,Ni 1.88%, Si0228.46%, Ca02.02%, MgO 12.12%, A1203 5.69%, P < 0.005%, S 0.094%，其余為水)中加入煤粉30kg、粘結(jié)劑PVA 2.06kg和石灰石，石灰石用量按照混合料堿度Ca0/Si02為0.6配制，煤粉、石灰石粒度< 5_。前述4種原料加水配制成混合料使其含水量為混合料重量的7.8%，攪拌均勻后采用壓力成型機(jī)壓制成直徑30mm的球團(tuán)。球團(tuán)送入轉(zhuǎn)底爐內(nèi)還原，轉(zhuǎn)底爐溫度控制在1300?1350°C，還原時(shí)間為40分鐘，得到金屬化球團(tuán)。然后采用電弧爐熔化分離金屬化球團(tuán)，熔化分離溫度為1650°C，除掉鐵渣得到粗鎳鐵合金。粗鎳鐵合金送入A0D精煉爐中加粗鎳鐵合金重量5.3%的石灰石，吹氧精煉后得到鎳鐵合金產(chǎn)品，精煉溫度為1550?1600°C，精煉周期為26min/爐，吹氧量為95Nm3/t。鎳鐵合金產(chǎn)品成分檢測(cè)結(jié)果為:Ni 17.4%，C 0.026%，S < 0.03%，P < 0.03%，余量為鐵。所得鎳鐵合金符合IS06501: 1998(E)標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)要求。
[0020]本實(shí)施例中轉(zhuǎn)底爐還原時(shí)間短，能耗低。并且轉(zhuǎn)底爐還原后爐底粉塵少，爐襯不粘結(jié)球團(tuán)爐料。
[0021]實(shí)施例2
于1噸含氧化鎳原料(成份同實(shí)施例1)中加入煤粉50kg、粘結(jié)劑PVA 31.5kg和螢石，螢石用量按照混合料堿度Ca0/Si02為0.9配制，煤粉、螢石粒度< 5_。前述4種原料加水配制成混合料使其含水量為混合料重量的7.2%，攪拌均勻后采用壓力成型機(jī)壓制成直徑30mm的球團(tuán)。球團(tuán)送入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)還原，回轉(zhuǎn)窯溫度控制在1100?1200°C，還原時(shí)間為240分鐘，得到金屬化球團(tuán)。然后采用礦熱爐熔化分離及深還原金屬化球團(tuán)，熔化分離溫度為1550°C，除掉鐵渣得到粗鎳鐵合金。粗鎳鐵合金送入A0D精煉爐中加粗鎳鐵合金重量5.3%的石灰石，吹氧精煉后得到鎳鐵合金產(chǎn)品，精煉溫度為1500?1550°C，精煉周期為30min/爐，吹氧量為92Nm3/t。產(chǎn)品成分檢測(cè)結(jié)果為:Ni 17.8%,C 0.022%,S < 0.03% P<0.03%，余量為鐵。所得鎳鐵合金符合IS06501:1998(E)標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)要求。本實(shí)施例中回轉(zhuǎn)窯還原能耗低，并且還原后粉塵少，爐襯不粘結(jié)球團(tuán)爐料。
[0022]實(shí)施例3
于1噸含氧化鎳原料(成分按重量百分比計(jì)為T(mén)Fe 24.0%,Ni 1.98%, Si0225.6%, Ca02.22%, MgO 14.12%, A1203 4.9%, P < 0.006%, S 0.088%，其余為水)中加入煤粉100kg、PVA 8.8kg和石灰石，石灰石用量按照混合料堿度Ca0/Si02為1.2配制，煤粉、熔劑粒度為< 5_。前述4種原料加水配制成混合料使其含水量為混合料重量的7.1%，攪拌均勻后采用壓力成型，壓制成直徑40_的球團(tuán)。球團(tuán)送入轉(zhuǎn)底爐內(nèi)還原，轉(zhuǎn)底爐溫度控制在1300?1350°C，還原時(shí)間為35分鐘，得到金屬化球團(tuán)。然后采用電弧爐熔化分離及深還原金屬化球團(tuán)，熔化分離溫度為1650°C，除掉鐵渣得到粗鎳鐵合金。粗鎳鐵合金送入A0D精煉爐中加粗鎳鐵合金重量8.6%的石灰石，吹氧精煉后得到鎳鐵合金產(chǎn)品，精煉溫度為1600?1650°C，精煉周期為36min/爐，吹氧量為120Nm3/t。產(chǎn)品成分檢測(cè)結(jié)果為:Nil8.1%,C 0.028%,S < 0.025%,P < 0.028%，余量為鐵。所得鎳鐵合金符合 IS06501:1998(E)標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)要求。本實(shí)施例中轉(zhuǎn)底爐還原時(shí)間短，能耗低。并且轉(zhuǎn)底爐還原后爐底粉塵少，爐襯不粘結(jié)球團(tuán)爐料。
[0023]當(dāng)然，上述說(shuō)明并非是對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)，作出的變化、改型、添加或替換，都應(yīng)屬于本發(fā)明本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.鎳鐵合金制造方法，其特征在于經(jīng)過(guò)以下步驟: A、含氧化鎳原料、煤粉和熔劑混合后，壓制成球團(tuán)；所述煤粉的用量為含氧化鎳原料的質(zhì)量的3?15%，所述熔劑用量按照球團(tuán)堿度Ca0/Si02為0.6?1.4配制； B、球團(tuán)還原得到金屬化球團(tuán)；還原設(shè)備為回轉(zhuǎn)窯或轉(zhuǎn)底爐；還原溫度為900?1300°C，還原時(shí)間為20?300分鐘； C、金屬化球團(tuán)熔煉得到粗鎳鐵合金，熔煉時(shí)的熔化分離溫度為1550?1750°C； D、粗鎳鐵合金經(jīng)過(guò)精煉得到精制鎳鐵合金；所述精煉，采用AOD精煉爐精煉，精煉溫度為1500?1700°C，精煉周期為10?40min/爐，吹氧量為80?200Nm3/t。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎳鐵合金制造方法，其特征在于:步驟A壓制成球團(tuán)時(shí)添加粘結(jié)劑，粘結(jié)劑用量為含氧化鎳原料和煤粉總質(zhì)量的0.2?5.0%。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎳鐵合金制造方法，其特征在于:步驟A制得的球團(tuán)水分按重量百分比計(jì)為7?8%。4.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的鎳鐵合金制造方法，其特征在于:精煉時(shí)還需加堿性氧化物，所述堿性氧化物為石灰石或螢石。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鎳鐵合金制造方法。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種生產(chǎn)效率高、流程短、能耗低、以普通煤為還原劑、爐料不易結(jié)塊的鎳鐵合金制造方法。本發(fā)明的技術(shù)方案包括以下步驟：A、含氧化鎳原料、煤粉和熔劑混合后，壓制成球團(tuán)；B、球團(tuán)還原得到金屬化球團(tuán)；C、金屬化球團(tuán)熔煉得到粗鎳鐵合金；D、粗鎳鐵合金經(jīng)過(guò)精煉得到精制鎳鐵合金。本發(fā)明在原料內(nèi)配煤粉造球，反應(yīng)面積增大，動(dòng)力學(xué)條件改善，有利于還原過(guò)程進(jìn)行。還原時(shí)間短，能耗低；并且球團(tuán)爐料不粘結(jié)爐襯，粉塵少、有用元素回收率高。
【IPC分類(lèi)】C22C1/02, C22C1/06, C22C38/08, C22C33/04, C22C19/03
【公開(kāi)號(hào)】CN105316559
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410338828
【發(fā)明人】匡永剛
【申請(qǐng)人】匡永剛
【公開(kāi)日】2016年2月10日
【申請(qǐng)日】2014年7月17日