[发明专利]高硫粗镍铁的脱硫精炼工艺

说明书

技术领域

本发明涉及冶金生产技术领域，特别涉及一种高硫粗镍铁的脱硫精炼工艺。

背景技术

众所周知，镍是冶金行业中重要的合金元素，由于镍金属具有独特的性能，在生产不锈钢、特殊合金钢以及应用于镀镍、陶瓷制品、电池催化剂等众多领域都有非常广泛的应用，镍合金材料在国民经济建设和国防军事建设中都占有十分重要的地位。

随着全球不锈钢和特殊钢的广泛应用，造成冶金不锈钢和特殊钢的最主要元素-镍金属供应短缺，引起价格飞涨。目前，世界上镍产品60％以上是来自硫化矿，而世界镍资源的60％以上都存在于红土镍矿中。用高炉或电炉还原熔炼处理红土镍矿得到的镍铁，经过精炼后既可以作为电解镍的替代品用于生产不锈钢。

在高炉或电炉还原冶炼红土镍矿得到的镍铁中，含有硫、磷、碳、硅等杂质。目前国内外大型镍铁冶炼厂采用的镍铁精炼中一般采用电炉法(LF炉)、搅拌法(类似KR法)脱硫。总的来说，对于镍铁进行脱硫所采用的工艺，在硫含量不高时采用KR法较多，在硫含量偏高时则采用电炉法较多，这是由于当硫含量偏高时通过现有的脱硫法在脱硫过程中需要消耗大量的热，而电炉能有效地补充热能。

其中电炉法脱硫具有工艺性能稳定和脱硫效率高的优点，但是需要完全靠电能补充在脱硫过程中损失的热量，因此能耗较高。

搅拌法/KR法也具有良好的脱硫动力学条件，目前为几个大型冶炼厂所采用。但是KR法脱硫不仅造成温度的大副降低，且也需要后续的脱硅、脱磷设备，因此能耗较高、工艺流程较长。

申请号为200810058796.0的专利申请中公开了一种高硫粗镍铁脱硫的方法，在中频感应炉内向熔融高硫粗镍铁中加入按粗镍铁质量3-10％的脱硫剂纯碱或/和CaO以及按粗镍铁质量0-2％的熔剂CaF₂，在温度为1330-1630℃的条件下通过电磁搅拌，使粗镍铁中的硫与纯碱或CaO发生反应而造渣，精炼5-20分钟后扒除渣。然而，该工艺也属于电炉脱硫范围，且需要倒罐，因此能耗较大。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别是提出一种既能脱除高含量的硫又能减少电能消耗的高硫粗镍铁的脱硫精炼工艺。

为了达到上述目的，本发明一方面提出了一种高硫粗镍铁的脱硫精炼工艺，包括以下步骤：1)提供初始温度为1450℃以上的高硫粗镍铁的熔体；2)向所述高硫粗镍铁的熔体中加入复合脱硫剂以脱硫并由底部通入高压气体进行搅拌；3)检测所述熔体的含硫量，当所述熔体的含硫量为预定值以下时停止脱硫，当所述熔体的含硫量高于预定值时检测所述熔体的温度，当温度为1350℃以下时进行扒渣并使所述熔体升温后重复步骤2)直至含硫量为预定值以下时为止，当温度为1350℃以上时重复步骤2)直至含硫量为预定值以下时为止，扒渣后得到精炼后镍铁合金熔体；以及4)将精炼后镍铁合金熔体进行浇铸并冷却脱模，得到精制镍铁合金。

根据本发明上述实施例的高硫粗镍铁的脱硫精炼工艺，能够高效地实现高硫粗镍铁的脱硫精炼，且电能消耗小、工艺简单、可简单地调整工艺步骤以适应不同含硫量粗镍铁的精炼。且能对镍铁含硫量高达0.58％以上的粗镍铁进行脱硫精炼，处理后含硫量达到0.02％以下，满足不锈钢厂标准。

另外，本发明上述实施例的高硫粗镍铁的脱硫精炼工艺，还可以具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述高硫粗镍铁的熔体为由电炉冶炼得到的高硫粗镍铁的熔体。由此，可以减少倒罐的过程，缩短操作时间，降低热量损耗。

根据本发明的一个实施例，所述高硫粗镍铁的含硫量为0.25wt％以上。

根据本发明的一个实施例，所述复合脱硫剂中含有82wt％～92wt％的CaO(在本说明书中有时也称作活性石灰)、2wt％～10wt％的CaF₂(在本说明书中有时也称作萤石)以及3wt％～7wt％的CaCO₃(在本说明书中有时也称作石灰石)。所使用的复合脱硫剂成本较低、运输方便。

根据本发明的一个实施例，所述造渣剂中还含有1～10wt％的Al粉(在本说明书中有时也称作铝粉)和/或1～10wt％的C粉(在本说明书中有时也称作碳粉)。

根据本发明的一个实施例，所述复合脱硫剂的粒径为75μm以下。

根据本发明的一个实施例，所述复合脱硫剂以压缩气体为载体通过顶部喷吹的方式加入。

根据本发明的一个实施例，在步骤3)中使所述熔体升温通过向所述熔体内通入氧气和Al粉来实现。由此，能够解决脱硫过程中的温降问题，从而在保证精炼后产品的品质的同时无需使用电炉等对热能进行补偿。