一种不锈钢及其冶炼工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种不锈钢及其冶炼工艺，属于冶金工程技术领域。所述工艺是直接采用镍精矿经过焙烧、RKEF系统、AOD炉、LF炉连续冶炼不锈钢的新型工艺，并通过连铸系统制作成板坯，镍精矿经过焙烧后其中的Fe用于RKEF炉中粗镍合金的制备。并且镍精矿焙烧制成氧化镍矿产生的尾气回收制酸，产生的焙烧矿和回收的粉尘加入RKEF系统中用于制备粗镍合金。本工艺实现镍精矿直接到不锈钢的生产，工艺流程短，镍精矿经焙烧除硫后，其中的Fe以氧化铁加入RKEF系统中用于粗镍合金的制备，节省了工序、利用了镍精矿中的铁，降低了成本，减少能源浪费，并充分实现了资源的回收和利用，符合国家节能减排的经济目标。

【技术实现步骤摘要】
一种不锈钢及其冶炼工艺
本专利技术属于为冶金工程
，具体涉及一种采用焙烧、RKEF、A0D和LF炉联合 冶炼镍精矿制备不锈钢的新工艺方法。
技术介绍
世界上可开采的镍资源有二类，一类是硫化矿床，另一类是氧化矿床。由于硫化镍 矿资源品质好，工艺技术成熟，现约60% -70%的镍产量来源于硫化镍矿。金属镍是300系 不锈钢的重要的化学成本，镍含量大于8%，不锈钢中镍的主要来源是以硫化镍（NiS)形式 存在于镍精矿中的镍。硫化镍精矿中的镍含量为10 %左右，铁含量20 %左右，S含量30 % 左右。 目前，在国内外硫化镍矿中的镍要通过精矿焙烧反射炉（电炉或鼓风炉）、冶炼铜 镍硫、吹炼镍精矿、电解后获得电解镍，镍含量大于99 %。传统的不锈钢冶炼方法是将电解 镍加入AOD精炼炉与其他原料按一定比例配比，通过脱碳、脱磷等过程后，在进行氧化和最 终精炼，完成液态合金成份和温度调整，最终变成不锈钢，精炼后的合格不锈钢采用连铸系 统制成的不锈钢板坯。 由于硫化镍矿到生产成电解镍的过程中要把焙烧后矿通过冶炼铜镍硫、吹炼镍精 矿、电解提纯至99%以上，再用于不锈钢冶炼，生产环节多，设备投资高，产品成才时间长， 镍金属回收率低，镍精矿中的铁元素被分离做为渣料浪费掉了等一系列问题。 使用镍精矿采用焙烧工艺，制成氧化矿，通过RKEF生产粗镍合金通过铁水温度控 制，将铁水直接送入AOD炉三联精炼等生产不锈钢的工艺技术还没有见报道，属国内外首 创。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，现有技术制备不锈钢的工艺步骤繁琐、中间能量浪 费、镍精矿中的铁元素被分离浪费；本专利技术公开了一种冶炼不锈钢的新型工艺，采用镍精矿 的焙烧结合RKEF、AOD炉三联法冶炼不锈钢，实现镍精矿直接到不锈钢的生产，工艺流程 短，镍精矿经焙烧除硫后，其中的Fe以氧化铁加入RKEF炉中用于粗镍合金的制备，节省了 工序、利用了镍精矿中的铁，降低了成本，减少能源浪费。 为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下。 -种冶炼不锈钢的工艺，所述工艺是直接采用镍精矿经过焙烧、RKEF系统、AOD 炉、LF炉连续冶炼不锈钢的新型工艺，并通过连铸系统制作成板坯，镍精矿经过焙烧后其中 的Fe用于RKEF系统中粗镍合金的制备。 所述工艺的优选方案为，所述镍精矿焙烧过程中生成S02与焙烧过程中释放的氧 气反应生成S03,其经98. 3%的硫酸吸收得到焦硫酸，稀释得到硫酸。 所述工艺的优选方案为，所述镍精矿焙烧产生的焙烧矿和回收的粉尘加入RKEF 炉中用于制备粗镍合金。 所述工艺的优选方案为，所述镍精矿焙烧前需经过筛分破碎使其粒径为6mm以 下，焙烧温度为850-900°C，焙烧时以I. 5m/s的风速吹入空气，物料在炉内沸腾焙烧后产生 焙烧矿和粉尘经排渣冷管和收尘系统回收加入RKEF系统用于制备粗镍合金。 所述工艺的优选方案为，工艺包括以下具体步骤： 1)镍精矿经过筛分破碎使其粒径为6mm以下，焙烧温度为850-900°C，焙烧时以 I. 5m/s的风速吹入空气，物料在炉内沸腾焙烧后产生焙烧矿和粉尘经排渣冷管和收尘系统 回收，同红土矿（氧化镍矿）和其它物料进行配比后，加入RKEF系统用于制备粗镍合金。 2)根据AOD精炼炉入炉所需粗镍合金铁水温度，采用RKEF工艺熔炼粗镍合金，通 过对渣型进行控制； 3)严格控制粗镍合金生产时的渣温和铁温； 4)采用钢包盛装粗镍合金铁水； 5)出完粗镍合金铁水后，立即用保温料将其盖住，控制好铁水温度； 6)用行车吊运钢包并将粗镍合金铁水送入AOD精炼炉进行精炼； 7) AOD精炼炉上的精炼按AOD精炼炉技术操作规程执行； 8)将合格的AOD钢水倒入钢包，用行车吊至LF炉进行深脱氧； 9)大包钢水按LF炉工艺操作规程执行； 10)大包钢水通过行车吊运至连铸回转台，连铸成矩形坯或板坯； 11)矩形坯或板坯的制作按连铸机技术操作规程执行； 12)不锈钢制成板坯后入库。 所述工艺的优选技术方案为，在步骤2)中对渣型进行控制是使Si/Mg质量比控制 在 1. 75-1. 85 之间。 所述工艺的优选技术方案为，在步骤3)中渣温控制在1550_1570°C范围内；铁温 控制在1500_1520°C范围内。 所述工艺的优选技术方案为，在步骤5)中所述保温料采用碳化稻壳，其粒度控制 在0?5mm范围之内；湿度控制在H2O彡0? 5%。 所述工艺的优选技术方案为，在步骤5)中原料质量配比为：红送镍铁水的使用量 控制在63 % -67 %范围内，高碳铬铁加入量控制在28 % -30 %范围内，造渣剂的加入量控制 在5% -7%范围内。 本专利技术还涉及一种不锈钢，所述不锈钢采用上述工艺制成。 本专利技术的有益效果是，采用镍精矿的焙烧结合RKEF、AOD炉三联法冶炼不锈钢，实 现镍精矿直接到不锈钢的生产，工艺流程短，镍精矿经焙烧除硫后，其中的Fe以氧化铁加 入RKEF炉中用于粗镍合金的制备，节省了工序、利用了镍精矿中的铁，降低了成本，减少能 源浪费。而且硫化镍矿焙烧的过程中产生的尾气完全回收制成硫酸应用于后序不锈钢热轧 退火酸洗流程；镍精矿焙烧产生的粉尘回收加入RKEF炉中用于制备粗镍合金，大幅降低了 生产成本，并充分实现了资源的回收和利用，符合国家节能减排的经济目标。 【具体实施方式】 硫化镍精矿在焙烧炉与氧气被高温氧化生成氧化镍、氧化铁和二氧化硫，二氧化 硫以及尾气中的氧气通过接触法制成硫酸氧化反应中产生的热量为生产提供热能，余热可 以用于发电。 其中硫化镍精矿制成氧化镍反应式如下： 2NiS+302 = 2Ni0+2S02 放热反应 CuFeS2+02---Fe203+Cu0+S0 2 Cu2S+02---Cu0+S02 Fe7S8+02---Fe203+S0 2 FeS+02---Fe203+S02 NiS+02-NiCHSO2 NiS2+02----NiCHSO2 S 2+O2---SO2 NiS04+NiS-NiCHSO2 CuS04+CuS-Cu0+Cu20+S02 二氧化硫用于制硫酸的反应式如下： 2S02+02 = A = 2S03 (该反应为可逆反应） 用98. 3%硫酸吸收S03后得到焦硫酸，再在其中加入水，得到硫酸。 S03+H2S04 = H2S207 (焦硫酸） H2S207+H20 = 2H2S04 氧化物的还原性在同温下，直线位置处于较低的元素，易将其上部的氧化物还原 出来，即其氧化物越稳定，也就是说在熔炼温度范围内，氧化物的还原顺序为镍、铁、硅。 1)粗镍合金生产的反应式如下： NiO+C = Ni+C0 FeO+C = Fe+C0 Si02+2C = Si+2C0 2)不锈钢精炼的主要反应式如下： 脱碳反应机理 2C+02 (气）=2C0 ;C+02 (气）=C02 ;Cr304 (固）+4C = 3Cr+4C0 脱娃反应机理 Si+02(气）=Si02 还原反应机理 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冶炼不锈钢的工艺，其特征在于，所述工艺是直接采用镍精矿经过焙烧、RKEF系统、AOD炉、LF炉连续冶炼不锈钢的新型工艺，并通过连铸系统制作成板坯，镍精矿经过焙烧后其中的Fe用于RKEF系统中粗镍合金的制备。

【技术特征摘要】
1. 一种冶炼不锈钢的工艺，其特征在于，所述工艺是直接采用镍精矿经过焙烧、RKEF 系统、AOD炉、LF炉连续冶炼不锈钢的新型工艺，并通过连铸系统制作成板坯，镍精矿经过 焙烧后其中的Fe用于RKEF系统中粗镍合金的制备。2. 根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述镍精矿焙烧过程中生成S02与焙烧过 程中释放的氧气反应生成S03,其经98. 3%的硫酸吸收得到焦硫酸，稀释得到硫酸。3. 根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述镍精矿焙烧产生的焙烧矿和回收的 粉尘加入RKEF炉中用于制备粗镍合金。4. 根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述镍精矿焙烧前需经过筛分破碎使其 粒径为6mm以下，焙烧温度为850-900°C，焙烧时以1. 5m/s的风速吹入空气，物料在炉内 沸腾焙烧后产生焙烧矿和粉尘经排渣冷管和收尘系统回收加入RKEF系统用于制备粗镍合 金。5. 根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述工艺包括以下具体步骤： 1) 镍精矿经过经过筛分破碎进行焙烧，温度控制为850-900° C，经过焙烧、冷却、除尘、 脱气、降温后的焙烧矿和回收的粉尘同红土镍矿(氧化镍矿）及其它物料进行混配，将物料 加入RKEF系统用于制备粗镍合金，尾气充分回收制成硫酸， 2) 根据AOD精炼炉入炉所需粗镍合金铁水温度，采用RKEF工艺熔炼粗镍合金，通过对 渣型进行控制； 3) 严格控制粗镍合金生产时...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜海洪，
申请(专利权)人：福建鼎信实业有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35