直接利用低品位镍铬共生铁矿生产合金钢的方法技术

直接利用低品位镍铬共生铁矿生产合金钢的方法，选用Ｎｉ０．５～２．５％、Ｃｒ０．５～４％、ＴＦｅ５～６０％的低品位镍铬共生铁矿为原料，添加脱硫剂，在罐式炉中用非炼焦煤、煤气或天然气加热并直接还原的非焦冶金技术，将矿石中镍、铬、铁金属化成镍铬合金铁块；对铁镍铬合金铁块再进行多种方式的加工制得优质合金钢。本发明专利技术直接利用低品位镍铬共生铁矿生产合金钢的方法，是直接使用Ｎｉ０．５～２．５％、Ｃｒ０．５～４％、ＴＦｅ５～６０％的共生铁矿，生产各种镍铬合金钢的新工艺，流程短、能耗物耗低，降低了生产线工程投资和生产成本，提高了企业的经济和社会效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及合金钢冶炼方法，特别涉及一种直接利用低品位镍铬共生铁矿生产合 金钢的方法。
技术介绍
镍、铬是冶炼不锈钢、耐热钢等合金钢种必不可少的合金添加剂。根据矿石种类、 品位和用户要求不同，镍冶金产品通常有纯镍类的电镍、镍丸、镍块、镍锭、镍粉等，和非纯 镍类的烧结氧化镍、镍铁；铬有金属铬、微碳铬铁、低碳铬铁、中碳铬铁、高碳铬铁等产品。但是镍、铬矿品位一般比较低，而且国内资源短缺，需要大量进口 ；金属镍、铬的传 统生产工艺流程长、工程投资大、生产成本高。因而金属镍、铬等合金添加剂价格高昂，越来 越成为影响优特钢生产质量、产量、品种、效益的重要因素。其实大部分合金钢都是含少量或微量镍、铬等元素，不一定用纯镍、铬制品。例如 最常见的18-8型不锈钢、耐热钢，含Crl7 19%，Ni8 10%;合金结构钢中的CrNi钢，含 Cr 多在 0. 45 1. 65%，Nil. 0 3. 65% ；低合金高强度结构钢，CrO. 30 0. 70%,Ni0. 7%0 这些钢种完全可以直接用氧化镍中、贫矿或低品位镍、铬共生铁矿冶炼的合金铁做基料，不 加或少加镍、铬和其他合金冶炼，既有效利用了镍铬等低品位多元素共生铁矿宝贵资源，也 因缩短流程可大幅度降低特钢生产成本，提高特钢企业竞争力。目前地球上大部分红土矿镍含量只有左右，有些甚至只有0. 3 0. 7%，而且 不易用一般选矿方法富集；铁含量在30 56%之间，铁镍比大於10。这种矿很难冶炼镍含 量4%以上的镍铁，但作为生产含镍铬合金钢的原料，恰好能发挥其资源优势。当前用红土矿冶炼镍铁的主要方法之一是高炉法，这种方法能耗高、污染严重，并 且必须以焦炭为主要能源。焦炭主要用焦煤炼制，但焦煤资源少、消耗大，而且炼焦生产污 染严重，彻底治理费用巨大。因此发达国家大多已经停止建设高炉和焦炉，注重发展直接还 原、熔融还原非焦炼铁工艺和短流程电炉钢厂。
技术实现思路
为弥补上述不足，本专利技术提供一种利用此类低品位共生矿的特征，通过非焦冶金 及其他常规冶金手段直接获得合金钢材料的直接利用低品位镍铬共生铁矿生产合金钢的 方法。本专利技术，具体为1)选用NiO. 5 2. 5%, CrO. 5 4%、TFe5 60%的低品位镍铬共生铁矿为原 料；添加脱硫剂；在罐式炉中用非炼焦煤、煤气或天然气加热并还原的非焦冶金技术，将矿石中镍、 铬、铁90%以上金属化镍铬合金铁块；2)非焦冶金生产的直接还原铁镍铬合金铁块直接加入电炉或转炉中，进一步熔炼成合金铁水；3)合金铁水再经过粗炼、精练、浇铸、轧制成优质合金钢。本专利技术，其中所述步骤2可用 以下几个步骤替代1)非焦冶金生产的直接还原铁镍铬合金铁块经冷却、粉碎、磁选，将镍、铬、铁富 集，再重压成富集镍铬合金铁块；2)将富集镍铬合金铁块置入矿热炉或高炉进一步熔分、富集成合金铁水；3)铸成较高品位的镍铬合金铁锭，作为冶炼镍铬合金含量较高的合金钢的添加 剂。本专利技术，其中所述步骤3可用 以下步骤替代1)直接将合金铁水送到铁水炉外精炼炉或炼钢炉，冶炼镍、铬含量较高的清洁合 金铸铁。本专利技术，其中所述罐式炉所述 罐式炉装置包括反应罐预热段和反应罐还原段，反应罐预热段是。250 350耐热钢排管 或长方形耐热钢、耐火材料构筑的竖罐，反应罐还原段是用碳化硅或其他耐火砖砌筑的宽 300 500mm、长宽比大于3、高6 12米高的长方形竖罐。本专利技术，其中所述电炉包括矿 热炉、电弧炉和感应炉，所述转炉包括顶吹型转炉、顶底复吹型转炉和侧吹型转炉，批量大、 合金含量低的用转炉，批量小、合金含量较高的用电炉。本专利技术，其中钢水精炼炉用于 对经过炼钢炉熔化和初步冶炼的合金钢水进行精炼，不加或少加合金调整成分，主要是进 行冶炼优特钢需要的脱气、除夹杂、精确调整合金成分等作业。根据产品用途和性能，分别 选用LF炉、A0D炉、V0D炉等设备。本专利技术，其中所述磁选和熔化 分离出的杂质，主要是硅、铝、镁、钙等氧化物，收集作为其他产业原辅料。本专利技术，其中所述炉外精炼在 鱼雷罐车、铁水包、或LF炉等设备上进行，根据产品用途、材料要求调整合金化学成分和温 度，生产清洁合金铸铁件。本专利技术，是直接使用NiO. 5 2. 5%、CrO. 5 4%、TFe5 60%的共生铁矿，生产各种镍铬合金钢的新工艺，流程短、能耗 物耗低，降低了生产线工程投资和生产成本，提高了企业的经济和社会效益。附图说明图1是本专利技术的工艺流程图；图2是本专利技术中罐式炉的示意 图。具体实施例方式为进一步阐述本专利技术，下面结合 实施例作更详尽的说明。图2是本专利技术中罐式炉的示意 图，这是本专利技术的关键设备。罐式炉包括1组以上的反应竖罐，每组反应竖罐包括上下连接的预热段3和还原 段4，反应罐预热段是①250 350耐热钢排管或长方形耐热钢、耐火材料构筑的竖罐，反应 罐还原段是用碳化硅或其他耐火砖砌筑的宽300 500mm、长宽比大于3、高6 12米高的 长方形竖罐。炉体固定不动，炉料用机械提升到顶部料斗后靠自重下落、通过控制排料速度，控 制炉料在反应室的物理化学变化过程。精心设计的6 12层水平迷宫式火道迫使高温烟气顺着它水平运行，到一端后再 升到上一层继续前进，直至排出罐外进入烟道。这种火道结构便于热能充分利用，并且竖罐 内温度均勻，还能起到加强罐壁强度的作用。罐式炉是一种内外混合加热、煤气循环利用的竖炉，竖罐内还原气氛、罐外火道氧 化气氛，罐内炉料边下降边还原，高温炉气则边上升边对炉料加热、还原，到喉部借负压引 出、在烧嘴中与空气混合喷入火道燃烧，提供罐内直接还原铁过程需要补充的热量，不足部 分由焦炉或发生炉煤气系统提供。煤干馏或由外部压入煤气在上升过程中与下降炉料一起 被加热、发生氧化还原反应。上升到反应室上部后CO和H2分压降低，还原性减弱，利用其 显热对炉料预热，然后再引入罐外火道燃烧发热供给反应罐。热烟气在罐外火道也是由下 至上，加热反应罐之后又加热预热段，出炉后又用来加热助燃空气或炉料，煤气的化学能和 热能都能得到充分利用，而结构简单可靠，工程投资少、生产成本低。罐式炉，使用m > 0. 5 %、Cr 1 4 %、TFe20 50 %的氧化镍矿为原料，800 1000 "C 直接还原，使附大部分被还原，Cr、Fe部分被还原，生成金属化镍铬合金铁块(简称为DRI)。所生成镍铬合金铁块可以采用多种方法进行再加工(见图1)，其一是铁镍铬合金铁块直接加入电炉或转炉中，进一步熔炼成合金铁水，合金铁水再经 过粗炼、精练、浇铸、轧制成优质合金钢。电炉包括矿热炉、电弧炉和感应炉，转炉包括顶吹型转炉、顶底复吹型转炉和侧吹 型转炉，批量大、合金含量低的用转炉，批量小、合金含量较高的用电炉。钢水精炼炉用于对经过炼钢炉熔化和初步冶炼的合金钢水进行精炼，不加或少加 合金调整成分，主要是进行冶炼优特钢需要的脱气、除夹杂、精确调整合金成分等作业，可 分别选用LF炉、A0D炉、V0D炉。其二是1)铁镍铬合金铁块经冷却、粉碎、磁选，将镍、铬、铁富集，再重压成富集镍铬合金 铁块；2)将富集镍铬合金铁块置入矿热炉或高炉进一步熔分、富集成合金铁水；3)铸成较高品位的镍铬合金铁锭，作为冶炼镍铬合金含量较高的合金钢的添加剂 磁选和熔化分离出的杂质，主要是硅、铝、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直接利用低品位镍铬共生铁矿生产合金钢的方法，其特征在于：　　１）选用Ｎｉ０．５～２．５％、Ｃｒ０．５～４％、ＴＦｅ５～６０％的低品位镍铬共生铁矿为原料；　　添加脱硫剂；　　在罐式炉中用非炼焦煤、煤气或天然气加热并还原的非焦冶金技术，将矿石中镍、铬、铁９０％以上金属化生成镍铬合金铁块；　　２）非焦冶金生产的直接还原铁镍铬合金铁块直接加入电炉或转炉中，进一步熔炼成合金铁水；　　３）合金铁水再经过粗炼、精练、浇铸、轧制成优质合金钢。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董书通，赵平，
申请(专利权)人：郑州永通特钢有限公司，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]