一种还原球团法生产高品位镍及不锈钢的工艺方法和装置制造方法及图纸

一种还原球团法生产高品位镍合金及不锈钢的工艺方法和装置，用煤粉等富含碳物料作还原剂或燃料，把低品位镍矿制成还原高温球团直接冶炼出高NiCo含量、低硫磷的合金钢水，或直接用于不锈钢生产，生产效率高，综合能耗低，生产成本低，节能减排效果显著。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及不锈钢的生产工艺，尤其涉及一种还原球团发生产高品位镍及不锈钢的工艺方法和装置，属钢铁冶金

技术介绍
随着世界经济的快速发展，人们生活和工业领域等对不锈钢的需求越来越大，因此对镍的需求也越来越多。随着硫化镍矿和高品位红土矿的逐渐减少，低品位红土镍矿的开发利用变得迫在眉睫。红土镍矿资源丰富，勘探成本低，采矿成本低，选冶工艺已逐渐成熟。红土镍矿在还原焙烧过程中由于铁尖晶石与橄榄石相互镶嵌与互溶，镍与矿物结合紧密，镍的分离异常困难，以致能耗高。目前，湿法处理红土镍矿的工艺虽已用于工业生产多年，但试剂消耗量高，操作环境恶劣，且由于镍含量低，矿石中90%以上的其它物质及加入的酸、碱等物质未经处理而直接进入余料，堆弃在露天，对环境造成了严重的二次污染，已经逐步被淘汰。选择性焙烧还原处理在1200 1350°C范围内，将矿石中的镍还原成金属镍，通过磁选分离而使金属镍得到富集，再由矿热炉还原成镍铁，电耗和综合能耗高。中国专利申请200710034750. 0公开了红土镍矿熔融还原制取铁合金工艺，首先将红土镍矿用回转窑还原，然后利用湿式磁选使镍富集，再用电炉等熔融还原，可生产镍6-10%，铁 85-90%的镍铁合金，镍铁收率大于85%，硫磷低于0. 03%。中国专利申请200710035281. 4 公开了低品位红土镍矿组合利用工艺，红土镍矿经破碎后加入焦粉或富含碳物料用烧结机烧结还原，冷却后加入电炉或鼓风炉使部分镍和少量铁还原，再进入终还原炉还原铁，得到铁水含铁92-95%，镍铁合金含镍4-8%，含铁88-92%。中国专利申请200610163832. 0公开了一种转底炉快速还原含碳红土镍矿团富集镍的方法，红土镍矿经破碎后加入碳质还原剂、添加剂等压成球，采用转底炉还原，冷却后加入电炉或鼓风炉使部分镍和少量铁还原， 然后进行湿法球磨，强磁选得到高品位镍精矿，镍品位达到7-9%。以上工艺方法所生产出镍铁合金的镍含量6-10%，无发生产出更高含量的镍合金，并且综合能耗高。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种还原球团法生产高品位镍及不锈钢的工艺方法和装置。本专利技术提出的利用低品位红土镍矿制成还原球团法生产高品位镍合金及不锈钢工艺方法和装置，利用红土镍矿(Ni :0. 8 2. 0%，Co :0. 1 0. 2%，！^e :11. 0 50. 0%， Cr2O3 :0. 6 0. 5 %，MgO :0. 5 35. 0 %，Mn :0. 3 1. 0 %，SiO2 :29. 46. 0 %，Al2O3 0. 8 2. 5%,CaO 0. 1 0. 7%,P 0. 06 0. 12%, S 0. 04 0. 08% )直接生产出粗 NiCo 合金(Ni+Co含量8. 0 23. 0%、C含量1. 0 2. 0%、磷含量< 0. 06%、硫含量< 0. 05%、 硅含量0. 1 0. 3%、锰含量0. 3 0. 8%、铬含量1. 5 4. 5%、铁含量75. 0 87. 0% )。 粗NiCo合金经本专利技术提出的氧化提炼工艺和装置生产出NiCo含量30. 0 87. 0%、C含量 0. 003 0. 009%、磷含量< 0. 008%、硫含量< 0. 007%、硅含量0. 001 0. 005%、猛含量0. 003 0. 01 %、铬含量0. 01 0. 05%、铁含量13. 0 68. 0%的NiCo合金钢水。按照不锈钢成分要求把MCo合金钢水成分调整到所要求的范围，直接热兑入电炉生产不锈钢。本专利技术提供一种利用低品位红土镍矿制成还原球团法生产高品位镍合金及不锈钢的工艺方法，包括下列步骤1)熔分炉内首先形成600-700mm初始熔渣和500mm深的铁水熔池；2)高温还原球团和5-15%重量比例的熔剂加入熔分炉；3)煤氧枪A由初始熔渣面以上的炉壁插入到初始熔渣的底部距渣底150-200mm 处喷吹富含碳物料和氧气，富含碳物料和氧气比例为保持富余5-15%的富含碳物料不被燃烧，保持熔渣的还原性；煤氧枪B由初始熔渣面以上的炉壁插入到初始熔渣的中部喷吹富含碳物料和氧气，富含碳物料和氧气比例为保持富余1. 0-10%的富含碳物料不被燃烧，所产生的高温把加入的高温红土镍矿还原球团和熔剂熔化成液态并保持熔渣的还原性；熔渣温度控制在1400-1600°C得到液态粗NiCo合金钢水；4)液态粗NiCo合金钢水由熔分炉的乙型出口连续流入到提炼炉，并向提炼炉按吨钢水30-60公斤加入熔剂，由提炼炉底部的透气砖或上部的提炼炉氧枪吹入氧气，使液态粗NiCo合金钢水中的Si、C、Mn、Cr、Fe、P等元素被氧化并进入渣中，得到高NiCo含量的合金钢水；5)按照不锈钢成分要求把高NiCo合金钢水成分调整到所要求的范围，直接热兑入电炉生产不锈钢；6)煤气改质炉利用熔分炉高温煤气(1400-155(TC )的热量使煤气中的CO2与煤反应生成⑶，得到优质改质煤气(650-800°C )，送入还原设备还原球团，或用于轧钢加热炉， 富余煤气还可用于发电，余热得到充分利用。优选的，熔分炉内熔渣中的F^O3被还原成FeO和狗304，熔渣出炉后被水淬和粒化冷却，冷却的渣再经细磨、强磁选出FeO和!^e3O4用于炼铁，废渣用于生产水泥。优选的，步骤2)所述的高温还原球团为把红土镍矿、富含碳物料还原剂、粘结剂、石灰制成球团，球团经还原设备还原，得到1100-1250°C的高温还原球团。本专业技术人员根据红土镍矿的成分组成，设计出或调整富含碳物料还原剂、石灰和粘结剂加入的比例。所述的富含碳物料还原剂选自煤粉、兰碳粉、焦碳粉等。所述的粘结剂选自彭云土、或有机粘结剂等。优选的，步骤幻所述的粗NiCo合金钢水，成分为Ni+Co含量8.0 23.0%丄含量1. O 2. 0%、磷含量< 0. 06%、硫含量< 0. 05%、硅含量0. 1 0. 3%、锰含量0. 3 0. 8%、铬含量1. 5 4. 5%、铁含量75. 0 87. 0%。优选的，步骤4)所述的高NiCo含量合金钢水，成分为=NiCo含量30.0 87.0%、 C 含量 0. 003 0. 009%、磷含量< 0. 008%、硫含量< 0. 007%、硅含量 0. 001 0. 005%, 锰含量0. 003 0. 01 %、铬含量0. 01 0. 05%、铁含量12. 0 68. 0%，上述各成分之和为 100%。优选的，步骤幻所述的富含碳物料可以是煤粉、焦炭粉、兰炭粉等等。优选的，步骤4)所述的熔剂选自石灰、萤石、白云石中的一种或几种，本专业技术人员根据熔渣的成分组成，设计出或调整石灰、萤石、白云石加入的比例。因本专利技术比较复杂、涉及步骤众多，因此重点论述本专利技术与现有技术相区别的创新部分。本专利技术未论述部分均可采用现有技术。本专利技术所述的百分含量均为重量比。本专利技术还提供一种生产高品位镍合金及不锈钢的装置，包括熔分炉(1)、提炼炉 (16)、不锈钢生产设备(XT)；提炼炉(16) —侧通过乙型出口(8)与熔分炉(1)相连，另一侧通过钢包06)与不锈钢生产设备、2Τ)相连。优选的，熔分炉(1)包括出渣口 (3)本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种利用低品位红土镍矿制成还原球团法生产高品位镍合金及不锈钢的工艺方法，包括下列步骤：１）熔分炉内首先形成６００－７００ｍｍ初始熔渣和５００ｍｍ深的铁水熔池；２）高温还原球团和５－１５％重量比例的熔剂加入熔分炉；３）煤氧枪Ａ由初始熔渣面以上的炉壁插入到初始熔渣的底部距渣底１５０－２００ｍｍ处喷吹富含碳物料和氧气，富含碳物料和氧气比例为保持富余５－１５％的富含碳物料不被燃烧，保持熔渣的还原性；煤氧枪Ｂ由初始熔渣面以上的炉壁插入到初始熔渣的中部喷吹富含碳物料和氧气，富含碳物料和氧气比例为保持富余１．０－１０％的富含碳物料不被燃烧，所产生的高温把加入的高温红土镍矿还原球团和熔剂熔化成液态并保持熔渣的还原性；熔渣温度控制在１４００－１６００℃得到液态粗ＮｉＣｏ合金钢水；４）液态粗ＮｉＣｏ合金钢水由熔分炉的乙型出口连续流入到提炼炉，并向提炼炉中加入熔剂，由提炼炉底部的透气砖或上部的提炼炉氧枪吹入氧气，使液态粗ＮｉＣｏ合金钢水中的Ｓｉ、Ｃ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｐ等元素被氧化并进入渣中，得到高ＮｉＣｏ含量合金钢水；５）按照不锈钢成分要求把高ＮｉＣｏ合金钢水成分调整到所要求的范围，直接热兑入电炉生产不锈钢。６）煤气改质炉利用熔分炉高温煤气（１４００－１５５０℃）的热量使煤气中的ＣＯ２与煤反应生成ＣＯ，得到优质改质煤气（６５０－８００℃），送入还原设备还原球团，或用于轧钢加热炉，富余煤气还可用于发电，余热得到充分利用。...

【技术特征摘要】
1.一种利用低品位红土镍矿制成还原球团法生产高品位镍合金及不锈钢的工艺方法， 包括下列步骤1)熔分炉内首先形成600-700mm初始熔渣和500mm深的铁水熔池；2)高温还原球团和5-15%重量比例的熔剂加入熔分炉；3)煤氧枪A由初始熔渣面以上的炉壁插入到初始熔渣的底部距渣底150-200mm处喷吹富含碳物料和氧气，富含碳物料和氧气比例为保持富余5-15%的富含碳物料不被燃烧，保持熔渣的还原性；煤氧枪B由初始熔渣面以上的炉壁插入到初始熔渣的中部喷吹富含碳物料和氧气，富含碳物料和氧气比例为保持富余1.0-10%的富含碳物料不被燃烧，所产生的高温把加入的高温红土镍矿还原球团和熔剂熔化成液态并保持熔渣的还原性；熔渣温度控制在1400-1600°C得到液态粗NiCo合金钢水；4)液态粗NiCo合金钢水由熔分炉的乙型出口连续流入到提炼炉，并向提炼炉中加入熔剂，由提炼炉底部的透气砖或上部的提炼炉氧枪吹入氧气，使液态粗MCo合金钢水中的 Si、C、Mn、Cr、Fe、P等元素被氧化并进入渣中，得到高NiCo含量合金钢水；5)按照不锈钢成分要求把高NiCo合金钢水成分调整到所要求的范围，直接热兑入电炉生产不锈钢。6)煤气改质炉利用熔分炉高温煤气(1400-155(TC)的热量使煤气中的(X)2与煤反应生成⑶，得到优质改质煤气(650-800°C )，送入还原设备还原球团，或用于轧钢加热炉，富余煤气还可用于发电，余热得到充分利用。2.如权利要求1所述的生产高品位镍合金及不锈钢的工艺方法，其特征在于，熔分炉内熔渣中的狗203被还原成FeO和!^304，熔渣出炉后被水淬和粒化冷却，冷却的渣再经细磨、强磁选出FeO和!^e3O4用于炼铁，废渣用于生产水泥。3.如权利要求1所述的生产高品位镍合金及不锈钢的工艺方法，其特征在于，步骤2) 所述的高温还原球团为把红土镍矿、富含碳物料还原剂、粘结剂、石灰制成球团，球团经还原设备还原，得到1100-1250°C的高温还原球团；所述的富含碳物料还原剂选自煤粉、兰碳粉或焦碳粉；所述的粘结剂选自彭云土或有机粘结剂。4.如权利要求1所述的生产高品位镍合金及不锈钢的工艺方法，其特征在于，步骤 3)所述的粗NiCo合金钢水，成分为Ni+Co含量8. O 23. O %、C含量1. O 2. 0%、磷含量< 0. 06%、硫含量< 0. 05%、硅含量0. 1 0. 3%、锰含量0. 3 0. 8%、铬含量1. 5 4. 5%、铁含量 75. O 87. 0% ；步骤4)所述的高NiCo含量合金钢水，成分为附&)含量30.0 87.0%、(含量 0. 003 0. 009%、磷含量< 0. 008%、硫含量< 0. 007%、硅含量0. 001 0. 005%、猛含量 0. 003 0. 01%、铬含量0. 01 0. 05%、铁含量12. 0 68. 0%，上述各成分之和为100%。5.如权利要求1所述的生产高品位镍合金及不锈钢的工艺方法，其特征在于，步骤3) 所述的富含碳物料是煤粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：董亚飞，
申请(专利权)人：董亚飞，
类型：发明
国别省市：37