導(dǎo)航：安全管理網(wǎng)>> 安全論文>> 冶金安全論文>>正文

72000kVA礦熱電爐冶煉鎳鐵生產(chǎn)工藝

文檔作者：師曉輝1 2 文檔來源： 1．太原鋼鐵(集團(tuán))有限公司，山西太原030003； 2．中色鎳業(yè)(緬甸)有限公司太原辦事處			點(diǎn) 擊數(shù)：
下載地址：點(diǎn)擊這里	文件大?。?238.38 KB 共3頁	文檔格式： PDF	下載點(diǎn)數(shù)： 1 點(diǎn)（VIP免費(fèi)）

全屏查看

內(nèi)容預(yù)覽 [文件共3頁]

本文件共3頁，如需編輯使用，請下載。

注：預(yù)覽效果可能會(huì)出現(xiàn)部分文字亂碼（如口口口）、內(nèi)容顯示不全等問題，下載是正常的。

	文件大?。?38.38 KB 共3頁文件格式：PDF 下載點(diǎn)數(shù)：1 點(diǎn)（VIP會(huì)員免費(fèi)）

下一篇：低硅低溫鐵水去磷冶煉生產(chǎn)實(shí)踐

上一篇：中高錳鐵水冶煉技術(shù)的探討

文本預(yù)覽

僅提取頁面文字內(nèi)容，供快速閱讀使用。

總第148期
2014年第2期
山西冶金
SHANXI ME I'ALLURGY
Total 148
No．2，2014
g 酶跡
72 000 kVA礦熱電爐冶煉鎳鐵生產(chǎn)工藝
師曉輝t·：
(1．太原鋼鐵(集團(tuán))有限公司， 山西太原030003；
2．中色鎳業(yè)(緬甸)有限公司太原辦事處， 山西太原030008)
摘要：詳細(xì)介紹了大型72 000 kVA礦熱電爐冶煉鎳鐵的生產(chǎn)工藝—— 回轉(zhuǎn)窯一電爐熔煉(RC~F)工藝。該工
藝是處理紅土鎳礦生產(chǎn)鎳鐵的主流工藝，可有選擇地進(jìn)行脫硫、脫硅、脫碳和脫磷，采用鎳鐵精煉新工藝對粗鎳
鐵金屬液進(jìn)行噴吹和升溫，得到滿足不銹鋼生產(chǎn)所需的合格鎳鐵原料，具有一定的推廣應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞：鎳鐵紅土鎳礦電爐
中圖分類號(hào)：TF803．3；TF815 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672—1152(2014)02—0011-03
鎳作為冶煉不銹鋼的主要合金化元素，可以改
變不銹鋼的組織結(jié)構(gòu)，從而改善不銹鋼的耐腐蝕性、
塑性、韌性及焊接性能。但隨著不銹鋼產(chǎn)量的增大，
鎳供應(yīng)量日趨緊張，導(dǎo)致鎳的價(jià)格持續(xù)上漲，迫切需
要尋求鎳替代 。鎳鐵可以取代鎳，緩解鎳供應(yīng)的
緊張，降低不銹鋼的生產(chǎn)成 。
地殼中的鎳資源主要為硫化鎳礦和紅土鎳 3]，
其中紅土鎳礦資源占72％，鎳平均品位(鎳的質(zhì)量分
數(shù))可以達(dá)到1．28 4]，主要分布在南、北回歸線一帶。
中國鎳資源總體不足，主要分布在甘肅、云南、新疆、吉
林、四川和湖北等地，除了金川以外，多為小型貧礦。
中國目前發(fā)現(xiàn)的鎳礦資源非常有限，很難滿足
國內(nèi)不銹錒陜速生產(chǎn)的需要，因此研究利用國外資
源十分必要。中國有色集團(tuán)和太原鋼鐵集團(tuán)有限公
司在海外共同投資的年產(chǎn)8．5萬t緬甸達(dá)貢山鎳礦
項(xiàng)目，是目前國內(nèi)企業(yè)在海外開發(fā)的最大紅土鎳礦
工程 。
紅土鎳礦生產(chǎn)鎳鐵的方法有濕法冶金和火法冶
金，但工藝比較成熟的規(guī)?；a(chǎn)仍以火法冶金為
主[ ～。主要的鎳鐵生產(chǎn)工藝為高爐冶煉和電爐冶
煉，但高爐冶煉污染嚴(yán)重、能耗較耐 ，國家已于
2007年明令禁止高爐生產(chǎn)低品位鎳鐵。而回轉(zhuǎn)窯一
電爐工藝(RKEF法)由于工藝簡單、生產(chǎn)率高、質(zhì)量
優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)逐漸取代了傳統(tǒng)的鎳鐵生產(chǎn)工 9,10]，成
為目前生產(chǎn)鎳鐵的主要方 “]。
收稿日期：2014-02-15
作者簡介：師曉輝(1975一)，男，太原鋼鐵(集團(tuán))有限公司派
遣中色鎳業(yè)(緬甸)有限公司，從事鎳鐵生產(chǎn)，助理工程師。
Emafl：470818290@qq．com
以下 勝產(chǎn) 嗽蝴山紅土鎳礦72 000 kVA
礦熱電爐冶煉鎳鐵的生產(chǎn)工藝進(jìn)行的詳細(xì)探討。
1 冶煉原料及要求
回轉(zhuǎn)窯一電爐(RKEF)工藝對紅土鎳礦的要求
有三點(diǎn)：一是w(Ni)>1．5％；二是m(Fe)／m(Ni)要在
6～1O之間，如果此值過大，則難以控制回轉(zhuǎn)窯中鐵
氧化物的還原度，造成鎳鐵的含鎳量降低；三是
m (MgO)／m(SiO )要在0．55～0．65之間，有利于低熔
點(diǎn)爐渣的生成。
中色鎳業(yè)(緬甸)有限公司所用的紅土鎳礦屬于
硅鎂型鎳礦，含鎳品位較高，同時(shí)含有較高的鎂和
硅。礦石平均成分中m(Fe)／m(Ni)=7．04，m(SiO )／
m (MgO)=2．24，主要成分見表1。
表1 紅土鎳礦主要成分含量
l (Ni)／％ Fe)，％ w(si02)／％ w(MgO)／％ w(Al203)／％ m(SiO2)／m(MgO)
『1．99 14．0 41．4 18．5 2．27 2．24
煤作為燃料和還原劑用，其中用于干燥窯和回
轉(zhuǎn)窯的煤需要制成煤粉，而且要求煤的含硫量低。煤
成分見表2。
表2 煤成分工業(yè)分析 ％
l水分質(zhì)量 灰1 數(shù) 分?jǐn)?shù)質(zhì) 量 揮發(fā)分分?jǐn)?shù)質(zhì) 量 固量定分碳數(shù)質(zhì) 總分硫數(shù)質(zhì) 量
I 11．5 18．O 26-3 44．2 0．49
2 生產(chǎn)工藝
該公司采用回轉(zhuǎn)窯一電爐熔煉(RKEF)工藝生
產(chǎn)鎳鐵，并采用噴吹法進(jìn)行精煉。該工藝屬于火法冶
煉，是目前處理紅土鎳礦生產(chǎn)鎳鐵的主要工藝流程，
技術(shù)可靠、工藝成熟。具體的鎳鐵生產(chǎn)工藝流程如圖
山西冶金
E-maihsxyjbjb@126．corn
第37卷
1所示。
該工藝主要包括以下幾個(gè)工序：回轉(zhuǎn)窯干燥和
焙燒還原、礦熱電爐熔煉、噴吹精煉和?；b。在
熔煉前首先將紅土鎳礦原料和煤粉加入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行
脫水干燥和預(yù)還原，干燥和預(yù)還原分別在兩架回轉(zhuǎn)
窯中進(jìn)行，通過干燥可以去除原礦中的大量附著水
和結(jié)晶水，預(yù)還原過程中除了進(jìn)一步脫除結(jié)晶水外，
可以在高溫下將部分鎳、鐵氧化物進(jìn)行預(yù)還原，一般
將爐料出窯溫度控制在650—900℃。高溫的預(yù)還原
爐料直接通過高位料倉被加入礦熱電爐進(jìn)行冶煉得
到粗制鎳鐵采用噴吹法進(jìn)一步進(jìn)行精煉，去除多余
的雜質(zhì)，控制成分和溫度，?；蟮玫骄奇囪F。
干燥窯干燥
壁
圖1 鎳鐵生產(chǎn)工藝流程圖
2．1 原料干燥
紅土鎳礦中水分(包括吸附水和結(jié)晶水)含量
(水的質(zhì)量分?jǐn)?shù))較高，可達(dá)到30％～35％，直接將原
礦加入礦熱爐中進(jìn)行冶煉，不僅能量消耗大，而且會(huì)
導(dǎo)致爐內(nèi)出現(xiàn)塌料，造成爆炸事故，影響生產(chǎn)順行。
首先對原礦進(jìn)行干燥，脫除部分自由水，這樣可
以減輕焙燒還原任務(wù)，提高焙燒的還原效率。本廠采
用兩臺(tái)q)5．0 m×40 m的回轉(zhuǎn)窯干燥，用煤粉作燃
料，可以將爐料中的含水量(水的質(zhì)量分?jǐn)?shù))干燥至
20％ ～22％ 。
2．2 焙燒還原
焙燒還原采用兩臺(tái) 5．5 ITI X 115 m回轉(zhuǎn)窯，將
干燥后的爐料和還原煤粉通過膠帶運(yùn)輸機(jī)加入回轉(zhuǎn)
窯中，該公司收集回收的煙塵通過制粒也可以同時(shí)
加人。為了提高焙燒過程中的還原效率和燃燒效率，
該公司采用中間加煤系統(tǒng)技術(shù)，直接將還原煤粉加
入到回轉(zhuǎn)窯的高溫區(qū)。通過在回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行選擇性
的焙燒預(yù)還原，使鎳、鐵氧化物得到部分還原，可大
大降低礦熱電爐中的冶煉任務(wù)，提高了電爐的生產(chǎn)
率。產(chǎn)出的高溫(775℃)焙砂通過高位料倉直接加
入礦熱電爐，可以提供熱量，降低冶煉能耗。
焙燒還原溫度一般控制在780—830℃之間，在
還原性氣氛的回轉(zhuǎn)窯中可將鎳、鐵等氧化物還原成
金屬或低價(jià)氧化物[12】。爐內(nèi)的主要化學(xué)反應(yīng)有：
C+C02=2C0，NiO+CO=Ni+CO2，NiO+C=Ni+CO。
2．3 電爐熔煉
采用兩臺(tái)72 000 kVA長方形交流礦熱電爐進(jìn)
行遮弧熔煉，六根直徑為1 400 mill的自焙電極直線
型排列，渣線面積達(dá)到288 m2，大大提高了礦熱電爐
的冶煉強(qiáng)度和熱利用效率，提高了生產(chǎn)率，降低了噸
鐵電耗。該電爐是中國恩菲工程技術(shù)有限公司目前
設(shè)計(jì)的功率最大、爐體尺寸最大、電極直徑最大的電
爐。其中一臺(tái)已于2012年8月13 13點(diǎn)火，同年l0
月3 13成功放出鎳鐵，另一臺(tái)也于2013年6月點(diǎn)火
開爐 。
電爐主要操作參數(shù)見表3。電爐操作采用高電
壓、低電流模式，側(cè)墻渣線部分采用銅水套冷卻，以
提高電爐壽命。
表3 電爐主要操作參數(shù)
I電爐功匕次電 電極 流密度 電極 熔池 渣線I電極消耗
，MwI壓，v 電流／l【A ／(A·cm ) 電阻／mn 電阻／mn 面積／m2y(TrIg·W- ·h ：
I 72 I 55o 33．4 2．2 3O 15 288 I 5
紅土鎳礦中除了有價(jià)元素鎳、鐵的氧化物之外，
還有MgO、SiO：、CaO、CoO、A1203、Cr203等多種氧化
，各種氧化物在電爐中的還原順序及還原量可
通過操作予以控制。在1 300～1 400 cC的熔煉溫度
條件下，根據(jù)幾種主要氧化物與氧結(jié)合能力的大小，
通過選擇性還原可使紅土鎳礦中的鎳氧化物優(yōu)先還
原。通過控制爐內(nèi)還原劑焦粉的加入量，可使鐵的氧
化物部分還原為金屬，未完全還原的FeO與脈石進(jìn)
人爐渣，以調(diào)整爐渣的流動(dòng)性。
焙燒預(yù)還原后的高溫焙砂在電爐內(nèi)熔化反應(yīng)后
形成金屬液和爐渣，金屬液中含有硫磷等雜質(zhì)，為粗
制鎳鐵，不能直接用作不銹鋼的原料，需要后續(xù)進(jìn)一
步精煉。粗鎳鐵直接放人鐵水包，出鐵溫度為1 460 oC。
爐渣通過排渣孑L定期排出，通過溜槽流人因巴渣處
理系統(tǒng)，經(jīng)水淬后運(yùn)往渣場，放渣溫度為1 560℃。
2014年第2期 師曉輝：72 000 kVA礦熱電爐冶煉鎳鐵生產(chǎn)工藝
49 73．48 0．01 0．23 0．07 0．02 0．03 0．26
I質(zhì)量分?jǐn)?shù)l } l f I l I I I l
I精煉鎳鐵l中各成分 I25． I} l I I I l I I I
l o-加l l I l I I I
質(zhì)量分?jǐn)?shù)I I I l I I I I l l
電流模式，側(cè)墻渣線部分采用銅水套冷卻，提高電爐
壽命。為了得到滿足不銹鋼生產(chǎn)所需的合格鎳鐵原
料，有選擇地進(jìn)行脫硫、脫硅、脫碳和脫磷，采用鎳鐵
精煉新工藝對粗鎳鐵金屬液進(jìn)行噴吹和升溫。
參考文獻(xiàn)
[1]張飛龍．鎳鐵冶煉產(chǎn)業(yè)亟待二次蛻變[J]．中國有色金屬，2013，23：
· 54—55．
[2] 許保見．我國鎳鐵行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀[J]，中國金屬通報(bào)，201l，14：
2O一21．
[3] Moskalyk R R．Alfantazi A M．Nickel laterite processing and
electmwirmingpractice[J]．MineralsEngineering，2002，15(2o)：
593—605．
[4] 劉毅，李波，王濤．紅土礦鎳鐵冶煉技術(shù)進(jìn)展分析[J]I四川冶金。
2012。34(3)：1-5．
[5] 李艷軍，于海臣，王德全．紅土鎳礦資源現(xiàn)狀及加工工藝綜述[J]．
金屬礦山，2010，1l：5-10．
[6] 孫鎮(zhèn)，趙景富，鄭鵬紐土型鎳礦RKEF工藝冶煉鎳鐵實(shí)踐研究[J]．
有色礦冶，2013，29(3)：35—加．
[7] 吳殿臣，胡立夫，張烽，等．礦熱電爐紅土礦冶煉鎳鐵技術(shù)概論
[J]．鐵合金，2013(4)：43—48．
[8] 趙景富．RKEF工藝處理緬甸鎳紅土礦[J]．有色金屬(冶煉部
分)，2013(1)：8—11．
[9] 劉曉民，姜曉東，鹿寧，等．開發(fā)中國特色紅土鎳礦冶煉工藝建
設(shè)現(xiàn)代化鎳鐵廠[J]．鐵合金，2009(2)：6-12．
[1O] 秦麗娟，趙景富，孫鎮(zhèn)，等．鎳紅土礦RKEF法工藝進(jìn)展fJ]．有
色礦業(yè)，2012，28(2)：34—37．
[11] Ishii Kotaro．Development offen'o-nickel smelting from lmefite in
Japan[J]．International Journal of Mineral Processing，1985，
19(1—4)：15—24．
[12] 胡長松，賈彥忠，梁德蘭，等．紅土鎳礦還原焙燒的機(jī)理研究[J]．
中國有色冶金，2012(1)：72：75．
[13] 曹珂菲．72000KVA鎳鐵電爐的設(shè)計(jì)[J]．中國有色冶金，
2013(5)：61—64．
[14] 張友平，周渝生，李肇毅，等．紅土礦資源特點(diǎn)和火法冶金工藝
分析[J]．鐵合金，2007(6)：18—22．
(編輯：胡玉香)
Production Process of Ferronickel Smelting by 72 000 kVA Electric Furnace
Shi Xiaohui
(1．Taiyuan Iron＆Steel(Group)Co．，Ltd．，Taiyuan Shanxi 030003；
2．Taiyuan Ofice，CNMC Nickel(Burma)Co．，Ltd．，Taiyuan Shanxi 030008)
Abstract：Treatment of nickeliferous laterite by ro tary kiln electric furnace method (RKEn is the mainstream
technology of ferronickel production in the wodd．In this paper,the production process of ferronickel smelting is
investigated in detail by 72 000 kVA electric fumace．To obtain qualified nickel raw materials needed for production of
stainless steel，desulfurization，deearbonization，dephosphorizafion，and desilication ale carried out，using nickel
refining new process of crude iron nickel metal liquid blowing and heating．It will have a good application prospect．
Key words：ferroniekel，nickel laterite，electric fumace

網(wǎng)友評論 more

冶金安全論文最新內(nèi)容

01-25