[发明专利]一种制备优质镍铁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及镍铁，特指一种制备优质镍铁的方法，属于冶金领域。

背景技术

镍铁是生产不锈钢、耐热铸钢、耐热铸铁、耐磨钢和结构钢的重要原料；镍铁的生产工艺分为湿法和火法两大类，其中，火法是镍铁生产的主要方法。

在火法工艺中，目前主要的方法有高炉法和回转窑预还原+矿热炉法；其中，高炉法生产的镍铁由于存在着镍的品位低、杂质元素P、S以及C 、Si含量高和渣量大等问题已经基本上不被采用了；回转窑预还原+矿热炉法是目前生产镍铁的主要方法。

红土镍矿隧道窑预还原+电炉精炼生产优质镍铁的工艺方法是在隧道窑生产还原铁粉的基础上发展起来的；在生产还原铁粉时，铁精粉与还原精煤粉在还原罐中分开放置；而预还原红土镍矿时，红土镍矿粉与还原精煤粉事先在罐外按比例进行混合，然后，将混合料装入还原罐中进行还原；这种工艺方法不但著地加快了还原的速率、缩短了还原时间，而且提高了生产率、降低了生产成本；至于得到的预还原坯块料中硫含量会相应有所增加而带来的问题可以在电弧炉中通过精炼加以降低，此外，红土镍矿隧道窑预还原在还原段的控制温度较低，这样即能够保证氧化镍的还原，又能够有效地抑制氧化铁的还原，对于提高镍铁中镍的品位是有益的。

在电弧炉熔炼的初期，未被还原的氧化铁实际上是一个有效的氧化剂，它有助于合金熔体脱Si、脱P和脱C；喷吹碳粉不但促进了镍铁的深还原，而且有益于炉渣的渣泡沫化，从而，加快其从炉中排出；后期造还原渣可显著地降低合金熔体的氧和硫含量，使得合金熔体成为冶炼不锈钢、耐热铸钢、耐热铸铁、耐磨钢和结构钢的优质原料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用红土镍矿隧道窑预还原+电炉精炼生产优质镍铁的核心工艺，从而，有效的降低镍铁的生产成本和改善镍铁的质量，经检测：镍铁的镍含量20-30wt %Ni， 0.1-0.35wt%C, S≤0.015wt%，P≤0.03wt%，Si≤0.15wt%, 是生产不锈钢、耐磨钢和耐热铸铁的优质原料。

技术解决方案：工艺步骤如下：

（1）生产镍铁的原料为：1.5-3wt%Ni的红土镍矿粉，粒度-200目的比例大于80%；低硫、低灰分（S≤0.2 wt%，灰分≤10 wt%）和固定碳含量≥75wt%的精煤粉，粒度-200目的比例大于70%；和氧化钙含量≥65wt%的石灰粉，粒度-200目的比例大于50%；

（2）红土镍矿粉、还原精煤粉和石灰粉按重量比80-90:8-12:3-7的比例配料、称重，配好后加入润磨机中进行混合和研磨，料球重量比8-12:1，原料在润磨机中混合60-90min后加入到SiC质还原罐中，装满前需在罐的顶部预留出10-15mm的空间用于最后装填精煤粉以避免还原坯块二次氧化，整个罐装满后，加盖密封；

（3）将盛装混合料的还原罐分层堆放在隧道窑窑车上，窑车在还原段停留2-3小时，还原温度控制在1050℃-1100℃；还原结束后窑车进入冷却段冷却至室温，用机械手将预还原坯块取出；

（4）将预还原坯块用锤式破碎机打碎，之后，送入球磨机中干磨成为粒度-100目的比例大于80%的细粉；对细粉采用3000高斯的磁选机进行选别，将选出的粉末在模具中压制成为2-3公斤的压块；

（5）在电弧炉中加入压块总装入量5%wt的石灰铺底；然后，将压块分批加入到电弧炉中熔化；熔化期间往电炉中再加入压块总装入量5-10%wt的石灰，并向熔池内喷吹碳粉，同时炉体向炉门一侧倾斜排渣；熔化结束后，彻底倒掉氧化渣；

（6）再向熔池喷吹碳粉，同时，再加入压块总装入量10%wt的石灰造还原渣；取样化验，当铁水中的硫含量≤0.015wt%S和铁水的温度达到1580℃-1620℃时倒掉全部还原渣，出铁，铁水浇注，获得的铁锭即为低磷、低硫、低硅的优质镍铁。

附图说明

图1为本发明流程图。

具体实施方式

实施例1

将红土镍矿粉（2.25wt%Ni，粒度-200目的比例大于80%）、精煤粉（固定碳80.2wt%，S 0.12 wt%，灰分9.8wt%，粒度-200目的比例大于70%）和石灰粉（CaO67.2wt%，粒度-200目的比例大于50%）按照85:10:5的比例配料、称量，并连续加入到润磨机中混合和研磨，原料在润磨机中混合60min，料球比10:1。

将混合后的原料加入到SiC质还原罐中，装满前需在罐的顶部预留出12mm的空间用于最后装填精煤粉以避免还原坯块二次氧化，整个罐装满后，加盖密封。