一種用鎳廢料生產(chǎn)水淬鎳豆的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用鎳廢料生產(chǎn)水淬鎳豆的系統(tǒng)，其包括熔煉爐和電弧爐，電弧爐設(shè)置在熔煉爐后面，熔煉爐設(shè)有原料進口，熔煉渣排口和粗鎳出口，熔煉渣排口的下端設(shè)有爐渣水淬槽，粗鎳出口的下端設(shè)有模具，電弧爐設(shè)有粗鎳進口、電弧渣排口和精鎳出口，模具通過人工的方式連接到粗鎳進口，電弧渣排口通過人工的方式返回到熔煉爐的原料進口，精鎳出口的下端設(shè)有鎳豆水淬槽，熔煉爐和電弧爐連接到中央控制器，熔煉爐上設(shè)有溫度控制器和液位感應(yīng)器。本實用新型的優(yōu)點如下：金屬回收率高，不產(chǎn)生廢水和廢渣，流程短，設(shè)備簡單，污染較小，加工費用低，經(jīng)濟效益好，有較好的發(fā)展前景；熔煉爐自動出渣和出料；爐內(nèi)為密閉操作，減少無組織廢氣的排放量。
【專利說明】
一種用鎳廢料生產(chǎn)水淬鎳豆的系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種用鎳廢料生產(chǎn)水淬鎳豆的系統(tǒng)，屬于合金技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]水淬鎳豆是一種銀白色顆粒狀鎳鐵合金，直徑小于50mm，由于它具有良好的機械強度和延展性，難熔耐高溫，并具有很高的化學穩(wěn)定性，在空氣中不氧化等特征，是一種十分重要的有色金屬原料，被用來制造不銹鋼、高鎳合金鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼，廣泛用于飛機、雷達、導(dǎo)彈、坦克、艦艇、宇宙飛船、原子反應(yīng)堆等各種軍工制造業(yè)，在民用工業(yè)中，是生產(chǎn)結(jié)構(gòu)鋼、耐酸鋼、耐熱鋼等的重要原料。
[0003]現(xiàn)有的生產(chǎn)水淬鎳豆工藝都存在工藝復(fù)雜、流程長、設(shè)備復(fù)雜、產(chǎn)生廢水、污染較大、加工費用較高、鎳豆純度低的缺點，且在機械加工和冶金行業(yè)會產(chǎn)生的很多鎳廢料，如處理不當，不僅會造成資源的浪費，也會污染環(huán)境。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題，在于提供一種金屬回收率高、不產(chǎn)生廢水和廢渣、流程短、設(shè)備簡單、污染較小、加工費用低、經(jīng)濟效益好、有較好的發(fā)展前景的用鎳廢料生產(chǎn)尚純銀?的系統(tǒng)。
[0005]本實用新型通過下述方案實現(xiàn):一種用鎳廢料生產(chǎn)水淬鎳豆的系統(tǒng)，其包括熔煉爐和電弧爐，所述電弧爐設(shè)置在所述熔煉爐的后面，所述熔煉爐設(shè)有三個開口，分別為原料進口，熔煉渣排口和粗鎳出口，所述熔煉渣排口的下端設(shè)有爐渣水淬槽，所述粗鎳出口的下端設(shè)有模具，所述電弧爐上也設(shè)有三個開口，分別為粗鎳進口、電弧渣排口和精鎳出口，所述模具通過人工的方式連接到所述粗鎳進口，所述電弧渣排口通過人工的方式返回到所述熔煉爐的原料進口，所述精鎳出口的下端設(shè)有鎳豆水淬槽，所述原料進口和所述粗鎳進口均設(shè)置在于所述熔煉爐和所述電弧爐的密閉空間內(nèi)，所述熔煉渣排口、所述粗鎳出口、所述電弧渣排口和所述精鎳出口均設(shè)有環(huán)境集煙裝置，所述熔煉爐和所述電弧爐上均設(shè)有煙氣出口，所述環(huán)境集煙裝置和所述煙氣出口通過廊道水冷降溫裝置連接到環(huán)保裝置，所述熔煉爐和電弧爐連接到中央控制器，所述熔煉爐上設(shè)有溫度控制器和液位感應(yīng)器，所述溫度控制器和所述液位感應(yīng)器均連接到所述中央控制器。
[0006]所述熔煉爐和所述電弧爐均設(shè)有爐膛風管，所述爐膛風管也設(shè)有在所述密閉空間內(nèi)。
[0007]所述爐膛風管從所述密閉空間的頂部接入，使所述原料進口和所述粗鎳進口呈負壓狀態(tài)可防止爐膛煙氣外逸、減少無組織排放，熔煉時原料和燃料在爐內(nèi)靠自重作用下下行，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，直至完成冶煉全過程。
[0008]所述原料進口和粗鎳進口水平設(shè)置。
[0009]所述原料進口距離所述熔煉爐的爐底1.8m-2.2m，所述熔煉渣排口距離所述熔煉爐的爐底0.3m-0.4m，所述粗鎳出口距離所述熔煉爐的爐底0.1m-0.2m。
[0010]所述環(huán)保裝置包括沉降室、布袋除塵器和兩級串聯(lián)雙堿液濕法脫硫塔，雙堿液分別為5%Na0H溶液和氧化鈣。
[0011]所述廊道水冷降溫裝置連接到所述沉降室，所述沉降室連接到所述布袋除塵器，所述布袋除塵器通過風機連接到所述兩級串聯(lián)雙堿液濕法脫硫塔，所述兩級串聯(lián)雙堿液濕法脫硫塔后接煙氣排放口。
[0012]本實用新型的有益效果為:
[0013]1、本實用新型一種用鎳廢料生產(chǎn)水淬鎳豆的系統(tǒng)的金屬回收率高，不產(chǎn)生廢水和廢渣，流程短，設(shè)備簡單，污染較小，加工費用低，經(jīng)濟效益好，有較好的發(fā)展前景；
[0014]2、本實用新型一種用鎳廢料生產(chǎn)水淬鎳豆的系統(tǒng)包括熔煉爐熔煉和電弧爐精煉后水淬的工藝流程，把含鎳較低的鎳廢料提純到含鎳70%以上的水淬鎳豆，熔煉爐渣中鎳金屬含量大大減少，小于0.20wt%，鎳金屬回收率大于93wt%，充分實現(xiàn)了鎳的回收，使資源得到充分利用，減少了資源浪費；
[0015]3、本實用新型一種用鎳廢料生產(chǎn)水淬鎳豆的系統(tǒng)的熔煉爐自動出渣和出料，減輕了工人的工作強度；
[0016]4、本實用新型一種用鎳廢料生產(chǎn)水淬鎳豆的系統(tǒng)的爐內(nèi)為密閉操作，減少了無組織廢氣的排放量；
[0017]5、本實用新型一種用鎳廢料生產(chǎn)水淬鎳豆的系統(tǒng)的生產(chǎn)過程基本無廢水產(chǎn)生，廢氣經(jīng)脫硫除塵塔處理后達標排放。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型一種用鎳廢料生產(chǎn)水淬鎳豆的系統(tǒng)的設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為本實用新型一種用鎳廢料生產(chǎn)水淬鎳豆的系統(tǒng)的工藝流程示意圖。
[0020]圖中:I為熔煉爐，2為電弧爐，3為原料進口，4為熔煉渣排口，5為粗鎳出口，6為爐渣水淬槽，7為模具，8為粗鎳進口，9為電弧渣排口，10為精鎳出口，11為鎳豆水淬槽，12為中央控制器，13為溫度控制器，14為液位感應(yīng)器，15為爐膛風管，16為沉降室，17為布袋除塵器，18為兩級串聯(lián)雙堿液濕法脫硫塔，19為風機，20為煙氣排放口。
【具體實施方式】
[0021]下面將參照附圖1-2對本實用新型進行更詳細的描述，其中表示了本實用新型的優(yōu)選實施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本實用新型而仍然實現(xiàn)本實用新型的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當被理解為對于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對本實用新型的限制。
[0022]為了清楚，不描述實際實施例的全部特征。在下列描述中，不詳細描述公知的功能和結(jié)構(gòu)，因為它們會使本實用新型由于不必要的細節(jié)而混亂。應(yīng)當認為在任何實際實施例的開發(fā)中，必須做出大量實施細節(jié)以實現(xiàn)開發(fā)者的特定目標，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的限制，由一個實施例改變?yōu)榱硪粋€實施例。另外，應(yīng)當認為這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費時間的，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說僅僅是常規(guī)工作。
[0023]為使本實用新型的目的、特征更明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步的說明。需要說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比率，僅用以方便、明晰地輔助說明本實用新型實施例的目的。
[0024]—種用鎳廢料生產(chǎn)水淬鎳豆的系統(tǒng)，其工藝流程包括熔煉爐I熔煉過程、電弧爐2精煉過程、水淬過程以及環(huán)保處理過程，熔煉爐I熔煉過程是鎳的初步富集過程，其操作包括加料、氧化、放渣、放粗鎳等作業(yè)；電弧爐2精煉過程的目的降低熔煉爐I產(chǎn)出的粗鎳雜質(zhì)含量，提高鎳含量，其操作過程包括加料、氧化還原、脫氧等作業(yè);水淬過程是冷卻電弧爐2產(chǎn)出的精鎳，并形成水淬鎳豆;環(huán)保處理過程是為了熔煉爐I熔煉過程和電弧爐2精煉過程排出的廢氣達到排放標準。
[0025]熔煉爐I熔煉過程:
[0026]熔煉爐I設(shè)有三個開口，分別為原料進口3、熔煉渣排口4和粗鎳出口5，木炭、柴油、焦炭、磷鐵和鎳廢料均從原料進口 3進入述熔煉爐I，爐渣從熔煉渣排口 4排出，粗鎳從粗鎳出口 5排出；原料進口 3距離熔煉爐I的爐底1.8m-2.2m，熔煉渣排口 4距離熔煉爐I的爐底
0.3m-0.4m，粗鎳出口 5距離熔煉爐I的爐底0.1m-0.2m，空氣從設(shè)置在熔煉爐I上的爐膛風管15鼓入熔煉爐I內(nèi)，爐膛風管15和原料進口 3均設(shè)置在于熔煉爐I相連接的密閉空間內(nèi)，原料進口 3水平設(shè)置，爐膛風管15從熔煉爐I側(cè)面密閉空間的頂部接入，使原料進口 3呈負壓狀態(tài)可防止爐膛煙氣外逸、減少無組織排放，熔煉時原料和燃料在爐內(nèi)靠自重作用下下行，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，直至完成冶煉全過程。
[0027]熔煉爐I熔煉過程運行時:在鎳廢料加入熔煉爐I內(nèi)之前，在熔煉爐I內(nèi)加入木炭進行點火烘爐，待爐溫升至400°C-600°C，改用10L-20L柴油和lt-1.5t焦炭繼續(xù)升溫，待爐溫逐漸升溫至800°C-1000°C時停止加焦炭，加入磷鐵和鎳廢料，磷鐵和鎳廢料的質(zhì)量配比為
0.5-0.8:1,在鎳廢料燃燒過程中，不斷鼓入空氣，使磷鐵充分燃燒；由于原料中的鐵主要以磷化物形式存在，在高溫下磷鐵氧化放熱自燃，其放出的熱量足以維持爐內(nèi)正常爐溫，因此不需要再外部供熱，在熔煉粗鎳時始終保持熔煉爐I內(nèi)的溫度為1350°c-1400°c，爐內(nèi)溫度由溫度控制器13測試顯示，可通過添加磷鐵與鎳廢料的方法來調(diào)節(jié)熔煉爐I內(nèi)的溫度，當熔煉爐I內(nèi)的溫度過高時加入鎳廢料，當熔煉爐I內(nèi)的溫度過低時加入磷鐵，在冶煉過程中需要在熔煉爐I內(nèi)加入造渣劑，造渣劑加入量與鎳廢料加入量的質(zhì)量配比為0.20-0.30:1;造渣劑采用主要成分為二氧化硅的河砂，使鐵以硅酸鹽的形式從爐體中排出，硅酸鹽粘度小，流動性好，易于分離并控制爐渣中的二氧化硅量為20wt%-25wt%，河砂的添加量與鎳廢料的磷含量成反比，即鎳廢料的磷含量高，河砂可少加;鎳廢料的磷含量低，河砂應(yīng)多加，以控制最終粗鎳中的磷含量在1.0wt%-l.50wt%o
[0028]定時排出熔煉爐I的爐渣，爐渣倒入爐渣水淬槽6得到水淬渣，然后進行后續(xù)處理，可外售作為鈣鎂磷肥生產(chǎn)企業(yè)的原料，實現(xiàn)了廢物的循環(huán)利用，具有良好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益，粗鎳留在爐中，繼續(xù)添加磷鐵和鎳廢料，鼓入空氣，使磷鐵充分燃燒，該過程大部分Fe3P被氧化成2Fe0.Si02，并進一步生成磷酸三鐵進入爐渣，即鐵以氧化物或者磷酸鹽的形式從物料中去除，磷以磷酸鹽的形式與鎳金屬分離;在通空氣的過程中，金屬鎳亦發(fā)生氧化反應(yīng)，但生成的鎳氧化物在爐體內(nèi)合金熔體中遇到Fe和P時，又被還原成金屬，這樣使鎳得到富集;直到熔煉爐I的粗鎳富集達到預(yù)定液位高度，進行最后一次排渣后接著出粗鎳，出粗鎳周期平均為5-6天一次，每臺熔煉爐I每次出粗鎳量13-18t，粗鎳中鎳含量為60wt%-65wt%，將粗鎳直接澆鑄在模具7中鑄成塊狀，待自然冷卻后清除砂灰。
[0029]電弧爐2精煉過程:
[0030]將熔煉爐I熔煉過程鑄成塊狀的粗鎳分次放入從粗鎳進口8電弧爐2中，在粗鎳熔煉爐I中，大量的Fe被氧化并與S12生成渣而被除去，在無外來熱源的條件下，熔煉便難以繼續(xù)進行，而采用電弧爐2，可使熔煉繼續(xù)進行，進一步提高鎳的含量，降低磷硫等雜質(zhì)的含量，每個電弧爐2每次加入粗鎳3t-5t，并加入200kg-250kg的氧化鐵皮和100kg-200kg的石灰進行造渣，在造渣前鼓入空氣，進氣吹風氧化，持續(xù)lh-1.5h后，磷的含量可降到
0.01wt%—0.05wt%;氧化結(jié)束后加50kg-60kg的碳化娃進行脫硫，反應(yīng)0.5h-lh后，硫的含量可降至0.1wt%-0.4wt%，使產(chǎn)品斷面結(jié)晶致密，將電弧爐2精煉過程中產(chǎn)生的電爐渣返回熔煉爐I重新熔煉。
[0031]水淬過程:
[0032]待電弧爐2的爐溫升至1400°C-1600°C，將電弧爐2精煉過程得到的精鎳直接倒入鋼包，再由鋼包倒入鎳豆水淬槽11中制成水淬鎳豆，水淬鎳豆直徑小于50mm，其各成分含量如下:Ni: 70wt%-75wt%,Fe: 20wt%-25wt%, S: 0.lwt%-0.4wt%，P: 0.01wt%-0.05wt%, Sn:
0.01wt%-0.05wt%，C:0.10wt%-0.15wt% ，Si02:0.2wt%-0.4wt%，Cu:lwt%-2wt%0
[0033]環(huán)保處理過程:
[0034]原料進口3和粗鎳進口8均設(shè)置在于熔煉爐I和電弧爐2的密閉空間內(nèi)，熔煉渣排口
4、粗鎳出口 5、電弧渣排口 9和精鎳出口 10均設(shè)有環(huán)境集煙裝置，熔煉爐I和電弧爐2上均設(shè)有煙氣出口，環(huán)境集煙裝置和煙氣出口通過廊道水冷降溫裝置連接到環(huán)保裝置，廊道水冷降溫裝置連接到沉降室16，沉降室16連接到布袋除塵器17，布袋除塵器17通過風機19連接到兩級串聯(lián)雙堿液濕法脫硫塔18，兩級串聯(lián)雙堿液濕法脫硫塔18后接煙氣排放口 20。
[0035]盡管已經(jīng)對本實用新型的技術(shù)方案做了較為詳細的闡述和列舉，應(yīng)當理解，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，對上述實施例做出修改或者采用等同的替代方案，這對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯而易見，在不偏離本實用新型精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進，均屬于本實用新型要求保護的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種用鎳廢料生產(chǎn)水淬鎳豆的系統(tǒng)，其特征在于:其包括熔煉爐(I)和電弧爐(2)，所述電弧爐(2)設(shè)置在所述熔煉爐(I)的后面，所述熔煉爐(I)設(shè)有三個開口，分別為原料進口(3 )，熔煉渣排口( 4)和粗鎳出口( 5 )，所述熔煉渣排口( 4)的下端設(shè)有爐渣水淬槽(6 )，所述粗鎳出口( 5 )的下端設(shè)有模具(7)，所述電弧爐(2 )上也設(shè)有三個開口，分別為粗鎳進口( 8)、電弧渣排口(9)和精鎳出口(10)，所述模具(7)通過人工的方式連接到所述粗鎳進口(8)，所述電弧渣排口(9)通過人工的方式返回到所述熔煉爐(I)的原料進口(3)，所述精鎳出口(10)的下端設(shè)有鎳豆水淬槽(11)，所述原料進口(3)和所述粗鎳進口(8)均設(shè)置在于所述熔煉爐(I)和所述電弧爐(2)的密閉空間內(nèi)，所述熔煉渣排口(4)、所述粗鎳出口(5)、所述電弧渣排口(9)和所述精鎳出口(10)均設(shè)有環(huán)境集煙裝置，所述熔煉爐(I)和所述電弧爐(2)上均設(shè)有煙氣出口，所述環(huán)境集煙裝置和所述煙氣出口通過廊道水冷降溫裝置連接到環(huán)保裝置，所述熔煉爐(I)和電弧爐(2)連接到中央控制器(12)，所述熔煉爐(I)上設(shè)有溫度控制器(13)和液位感應(yīng)器(14)，所述溫度控制器(13)和所述液位感應(yīng)器(14)均連接到所述中央控制器(12)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用鎳廢料生產(chǎn)水淬鎳豆的系統(tǒng)，其特征在于:所述熔煉爐(I)和所述電弧爐(2)均設(shè)有爐膛風管(15)，所述爐膛風管(15)也設(shè)有在所述密閉空間內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用鎳廢料生產(chǎn)水淬鎳豆的系統(tǒng)，其特征在于:所述爐膛風管(15)從所述密閉空間的頂部接入。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用鎳廢料生產(chǎn)水淬鎳豆的系統(tǒng)，其特征在于:所述原料進口( 3 )和粗鎳進口( 8 )水平設(shè)置。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用鎳廢料生產(chǎn)水淬鎳豆的系統(tǒng)，其特征在于:所述原料進口(3)距離所述熔煉爐(I)的爐底1.8m-2.2m，所述熔煉渣排口(4)距離所述熔煉爐(I)的爐底0.3m-0.4m，所述粗鎳出口( 5)距離所述熔煉爐(I)的爐底0.1m-0.2m。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用鎳廢料生產(chǎn)水淬鎳豆的系統(tǒng)，其特征在于:所述環(huán)保裝置包括沉降室(16)、布袋除塵器(17)和兩級串聯(lián)雙堿液濕法脫硫塔(18)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用鎳廢料生產(chǎn)水淬鎳豆的系統(tǒng)，其特征在于:所述廊道水冷降溫裝置連接到所述沉降室(16)，所述沉降室(16)連接到所述布袋除塵器(17)，所述布袋除塵器(17)通過風機(19)連接到所述兩級串聯(lián)雙堿液濕法脫硫塔(18)，所述兩級串聯(lián)雙堿液濕法脫硫塔(18)后接煙氣排放口(20)。
【文檔編號】C22B23/00GK205473935SQ201620273634
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月5日
【發(fā)明人】湯荷生, 陳居岡, 張平
【申請人】江西同德盛元鎳業(yè)有限公司