1神经病丶
范文一：低硅低硫生铁的冶炼
低硅低硫生铁的冶炼
?4?世界钢铁1993年第3期
LL一]
睢锹,
低硅低硫生铁的冶炼
[比利时]NicolasPonghis
“,肇
1FJ,
[摘要]通过着重分析影响铁水中硅,硫含量的有关参数,提出个l算法
用
以决定在特定高炉生产条件下生产的铁水的质量.计算的铁水成分
与实际生产分析
数据十分吻合.
1前言
现代高炉生产的铁水要求温度高,除碳
外的其它溶解元素含量低.对于诸如锰,磷,
铬等元素的含量可以通过调整它们在焦,矿
中的入炉总量加以控制,其它元素如硅,硫
的溶种各样高炉的铁水成分计算值与
实测值的一致性.此外,还对影响铁水质量
的较为重要的参数进行了讨论.
2算法
前提假设;
在炉缸中铁,渣和焦三者之问建立热力
学平衡式.某一元素与其氧化物的平衡式可
表达成:
(MeO)+[c]=[]+CO……(1)
式中:方括号表示铁水中元素;圆括号
表示渣中该元素的氧化物.
建立的平衡式(1)隐含如下关系;
{(日f)/(n%))一一LIG/RT
……
(2)
式中;a为x元素或化合物的活度;Pco
为体系中CO分压;?G.为反应的标准自由能
(吉布斯函数);R为气体常数;T为绝对温
高炉炉指数变化(70—80点)和生铁含硅
量表示的高炉炉况也得到很大的改善.
采用热风控制阀SAINT法进行圆周方
向均衡性控制已取得许多好效果.仍然需要
解决的问题有控制增益的方向性作用(东西
面和南北面间的偏差).目前,1989年开炉的
京浜1号高炉(4907m)所有的风口全部都
安上了热风控制阀一方面是解决上述问题,
另一方面也要进一步改进圆周方向均衡性控
制技术,使之达到更加完善的程度.
馀新华译自~SteelTechnologyInter
national》1993
刘建新校
世界钢铁
度.
碳的平衡式可假设为:
C一[c]
即溶解碳与焦炭中碳相平衡.
铁水中硫可假设为硫元素与渣中硫酸钙
相平衡.其活度可表达为:
O-z一Ex]……(3)
式中f为活度系数;X为铁水中被溶解
元素的百分数或者炉渣化台物的百分数.
对活度系数已有Wagner与Lupis在研
究台金时提出的带有一般性的表达式.在目
前的研究中,该表达式中二次项及高次方项
被省略了.炉渣也作了同样处理:
logfi=(/+6f)……(4)
式中:a和b均为常数.
就炉缸这个体系来说,CO分压被看成
与风压相等,这样就省略了流体静压及反应
中心处的压力.炉缸中物料平衡可写成:
10[‘Me-IMu,o/M.+QsL(MeO)/IO0
一
以……(5)
式中:——金属Me的分子量
——
氧化物的分子量
一
渣量(kg/t铁)
MeO——实际入炉料中的MeO
量,(kg/t铁)
本算法是通过调查和选择适当的热力学
值并最终比较计算值与实测值来建立起来
的.为此,使用了一个数据库,该数据库所
含的平均值来自大量高炉的长期生产实践
处理的基本原则是:熵,焓以及其相互
作用系数的数值取自专门文献,但在某些情
况下直接用这些数值时,会发现计算的与实
测的铁水成份出入很大.通过应用数理统计
方法建立起新的数值就克服了这个难点.
图1为该算法的流程图.由于有关函数
是隐式的,且考虑到元素间的相互作用,采
用迭代法来实现这个算法.在最新的算法中,
可算出铁水中碳,硅,锰,硫,钛等元素的
含量以及渣中氧化钾的含量
图1算法的流程图
*CaI计算值,tot总量
Y——可以.N——不可以
420
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广I
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图2Ic],Es1],[Mn]和Es]的计算值
与实测值的比较
?6?1993年第3期
3对算法的检验
以出铁的铁次为分析单元,对若干座高
炉的实测数据进行了检验.
图2为某特定高炉的碳,硅,锰和硫的
计算含量与相对应的实测值的比较.它说明
即使在极其不利的条件下,如炉凉时,计算
值仍能很好地跟随实测值.
图3中铁水的氮,钛含量有着惊人的一
致.它是另一座高炉在炉料中加入含钛炉料
进行试验时所获得的数据
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圈3各铁次的[T.],IN]t,[N]薄_的实
值与[T妇和[Nt的计算值的比较
图4是又一座高炉渣中氧化钾的计算值
与实测值的比较,同样表现出很好的一致性.
4应用
本算法可以有三项应用
I如上文所述,对渣铁温度与成分的相
关性进行实时监控.
2在设定的操作条件下,求算出将会产
生的铁水成分.下面举例详述.
图4渣中的KO台量的计算值与
实测值的比较
图5示出了已知炉渣化学成分时,铁水
温度,鼓风压力对铁水中硅,硫含量的影响.
这两个参数对硅含量的影响为:温度的影响
呈指数关系;鼓风压力的影响呈两次方关系.
例如在3.5bar(0.35MPa)的风压下,铁水
温度从1490?增至1500~,引起硅的含量相
应增加O.11.这个变化值随着风压提高而
减小.4.5bar(0.45MPa)时,同样的温度变
化范围对铁水的硅含量只引起0.07%的增
量
圜5炉渣化学成分相同,不同风压时,铁
水温度与轶水中硅,硫台量的关系
临
?
世界钢铁
图5还给出铁水成分的极限:当内压只
有2.8bar(0.25MPa),碱度又相对高(CaO/
si02一1.20)时,在高于1490=C的铁水温度
下,不可能产生出含硅低于1的铁水.与硅
情况正相反,硫的含量是随风压增加而增加,
随铁水温度降低而降低.但其变化幅度要小
得多.例如,在图5所示的特定情况下,当
铁水温度从1500?降到1490?,风压从
3.5bar(0.35MPa)升到4.8bar(0.45MPa)
时,硫的含量变化分别为0.002和
0.007.
图6示出风压不变下,当硅砂被石灰石
或白云石代替后碱度的变化.当高炉在铁水
温度1490?,碱度为1.10(CaO/si02)的情
况下操作时,该图表明相应的硅,硫含量分
别为0.66和0.034.在此条件下,渣中
氧化钾的含量为0.58.该例的渣量为
300kg/t铁,约合每吨铁排出1.74kg的氧化
钾.如果在同样的温度下,要求将硅含量降
到0.50以下,那么从图5可以看出碱度必
须提到1.20以上在这个新条件下,炉内的
脱硫将得到改善,铁水中硫会降到0.024.
渣中氧化钾也将低于0.45,这相当于每吨
铁排出1.35kg氧化钾.结果使炉内的钾循环
量有所增加.然后,将产生较高的钾蒸汽压,
渣中氧化钾含量也将增加,最终输入输出达
到平衡.然而,炉内聚积的碱金属量越高,操
作时的风险就越大.为了避免这个问题,要
么减少碱金属的入炉量,要么提高渣量(就
本例而言,渣量需从300kg/t铁提高到
387kg/t铁).
建立了算法等式后,发现MgO的性能
与caO的性能非常相似,特别是对硅而言,
更是如此.相反,如果用AL:O代替部分
SiOz,结果是铁水中硅和硫含量同时下降.
3可根据有效热量预测渣铁成份,这是
通过对炉顶煤气进行实时分析加以计算的.
该项应用将是本冶金研究中心更深一层的研
究课题.
5结论
为了评估在某一固定操作条件下能否生
产出具有预想成分的铁水,已经确立了一种
能进行碳溶解量的计算和各元素在渣铁间分
配系数计算的算法.
囤6CaO或MgO代替炉渣中SiO.时
a)对铁水中Si和S含量的影响
b)对炉渣中的KzO含量的影响
该算法得以成立的前提是,假定炉缸中
炉渣与铁水在热力学平衡方面构成一个封闭
体系.软件中限定等式所必需的系数既可从
文献中获得,也可由经过统计处理的高炉生
产数据所确定.
以铁次为分析单元,本软件已经经过许
多座高炉生产数据的检验.碳,硅,锰,硫
和钛等金属的实测值与计算值吻合很好.对
某一高炉甚至总的氮含量也吻合很好.此外,
亦可算出渣中氧化钾含量.本算法还能计算
在某一风压下,使用某种含碱金属炉料时生
产的铁水成分范围.而且,由于影响铁水成
份的各参数有不尽相同的作用趋势,尤其是
硅与硫,本算法还能审定对铁水成份进行优
化的各个参数条件.
李肇毅译自~SteelTechnologyInter-
national》,1993
温大威校
范文二：高纯生铁冶炼
高纯生铁磷、硫、钛等杂质元素含量低，用于铸造高品质铸件，市场紧俏。由于大高炉长期冶炼容易引起炉况波动，降低高炉效率，路况波动大，不易稳定生产出合格产品。一般高纯生铁冶炼选择设备为200-300m3小高炉。要点:
原料
冶炼高炉生铁，必须选择优质原燃料，要求入炉料焦炭和矿石中杂质硫、磷、锰、钛及其他微量元素达到冶炼高纯生铁要求。
冶炼
1)高炉炉缸工作均匀活跃，风口工作均匀，探尺下料均匀顺畅，炉缸渣铁热度充足，流动性好，成分前后基本一致。高炉煤气流分布合理。
2)高纯生铁Si含量在0.4-0.6%，因小高炉炉缸直径小，炉缸热储备少，路况变化快，要求做好高炉上下部调剂，炉外加强设备点检润滑，实行定修制，实现高炉稳定，减少炉内崩悬料。
3)适当提高炉渣碱度。炉渣二元监督控制在1.14-1.18，,s一般在35-40，能将生铁中硫控制在?0.02%。
4)冶炼低硅铁，有利于抑制Ti还原，高炉Si含量在0.4-0.6%，Ti在高炉内还原率35-38%。
5),在高炉内几乎全部还原，因此欲控制出铁含,量，需严格控制炉料带入的含,量。
3、煤气流控制
运用高炉上下部调剂手段，缩小风口面积，提高风速，来保持炉缸工作均匀活跃，控制气流合理分
布。
.4、提高风温
提高风温能使高温区下移，有利于冶炼高纯生铁，风温控制在1150?左右。
5、精准操作
实行标准化操作，要求Si偏差?0.013%，严格工艺制度，实现精准操作。
范文三：生铁冶炼技术
一般含碳量低于0.1%并含有少量杂质的铁碳合金，称为熟铁。含碳量超过
2.11%并有一定数量非铁杂质的铁碳合金，称为生铁。生铁冶炼技术分为：
1、高炉炼铁
高炉是一个逆向反应的竖炉。高炉炉体包括五个部分：炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸。从炉顶装入烧结球团、块矿、焦炭等炉料，炉料在高炉内向下运动。从风口鼓入热风、富氧空气、喷入煤粉，焦炭燃烧生成还原气体，向上运动，对炉料进行加热和还原。炉渣和液体铁水从炉缸流出。
目前我国生铁的生产95%以上以高炉炼铁为主。国内有1400多座高炉，其中大于1000m3d 大高炉有420多座。2012年，我国高炉生铁产量6.535亿t，占世界总产量的59.18%。
其他国家的高炉生铁占世界生铁产量的35.8%。
2、非高炉炼铁
非高炉炼铁技术指高炉炼铁之外的炼铁技术和方法，包括直接还原炼铁、熔融还原炼铁、粒铁法、生铁水泥法和电炉炼铁等。
直接还原技术有：竖炉直接还原技术、链篦机—回转窑直接还原技术等。熔融还原炼铁技术有COREX、FINX、HI-SMELT、Midex等。国内宝钢，2007年建成投产了年产能150万t的COREX-C3000，这是我国实现“零”的突破的非高炉炼铁项目。COREX包括预还原竖炉、熔融气炉等。煤和熔剂加入熔融气化炉，铁矿石（或氧化球团）由还原竖炉顶部的装料器加入到炉内，受到煤气加热及还原。还原竖炉排出的预还原矿石金属化率为95%，被加入熔融气化炉内在下降过程中被熔化还原为铁水。
2012年，全世界非高炉炼铁产量为0.55亿吨，占当年生铁产量的5.04%。主要分布在南非、印度、墨西哥、阿联酋等几个国家和地区。
范文四：生铁冶炼1
生铁冶炼
TFe63%的铁精矿配加 2%的澎润土进行造球,经烧结制 成酸性球团矿(要求铁精矿粒度要细,一般为 -200目占 70%以上,否则球团的抗压强度等指标很难达到要求)或碱性烧 结矿(要求铁精矿粒度稍粗,加石灰粉或白灰,增加烧结矿 强度, 制成高碱度烧结矿, 碱度 (CaO+MgO) /(SiO 2+Al2O 3) 为 1.7~1.8) , 一般要求:粒度 8~20mm , 转鼓指数大于 80%, 抗压强度大于 1300N/球。
铁精矿做球团矿或烧结矿,重量没有大的增减,只是含 铁品位略有下降,大概降低一个百分点。
入炉时, 球团矿或烧结矿配加焦碳, 一般为 500~600Kg/t生铁。 采用喷煤技术后, 可降低焦比, 酒钢目前焦比为 500Kg/t生铁左右,喷煤 120Kg/t生铁。
一般采用富氧炼铁,除喷煤外,还要吹氧助燃。
冶炼过程中, 要求炉温 1200~1300℃左右, 炉料含 SiO 2高,要求炉温高。同时,炉温高,可以多脱掉一部分硫 S , 生铁冶炼只脱硫 S 而不脱磷 P 。因此,炉料(矿石、焦碳等) 含硫 S 高,必然造成焦比升高。炉料含磷 P 高,则直接影响 生铁质量。
要求碱度在 1.2左右, 有利于脱渣, 渣的碱度一般在 1.1~ 1.2, CaO 高或 SiO 2高都不能使渣、铁很好分离,造成铁水
含渣高。通过添加剂调节酸碱度,增加流动性。一般 SiO 2高时,添加石灰石(CaO ) ; Al 2O 3高时,最好添加白云石 (MgO ) 。为了快速调节酸碱度,可以添加萤石(要求 CaF 2大于 70%) ,但对炉壁有较大的侵蚀作用。
入炉品位为 63%时,一般矿铁比为 1.6。
生铁含铁一般大于 95%,其余 5%为炭 C 、硅 Si 。 生铁分为炼钢生铁和铸造生铁, 炼钢生铁要求炭 C 小于 3.5%、硅 Si 小于 1.25%。
高炉利用系数 =日产生铁量 /(7.8×高炉容积) , 如 1000m 3高炉,日产生铁 19000t ,则高炉利用系数为 2.44。一般 40分钟出一次铁水。入炉品位高,有利于降低焦比,提高高炉 利用系数,增加产量。
范文五：红土矿冶炼镍生铁技术的发展
第22届全国铁合金学术研讨会论文集
红土矿冶炼镍生铁技术的发展
杨志忠
(中国钢研科技集团公司北京中国l00100) 点含水30,40,。前言一红土矿冶炼含镍基料生铁产业
1(2世界主要镍资源储量近亿万吨的分布 的发展概况
南太平洋热带亚热带新客里多尼亚(1 (1)八年前不锈钢快速发展，伦敦镍 400)，菲律宾(955)，澳大利亚(520)，印度尼西 价
亚(230)等:美洲加拿大(820)，古巴(320)美国 1(4万美元，吨、暴长到2007年5(2万美
元，吨。天价镍促使中国红土矿、小高炉 (270);欧洲的俄罗斯(800)希腊;中国镍资源 产低镍生铁生产启动;矿热炉冶炼镍生铁应 有限(约360)是新兴的镍消费大国。应着力
开展红土矿冶炼镍生铁及直接生产不锈钢 运而生并迅速形成规模。缓解了镍金属供应
矛盾，推动不锈钢在中国的快速发展。2012 的研究。 年镍生铁产量34万吨镍的实物
合金产量
510(12万吨，同比增长28,。 2红土矿冶炼的的前期预处理
(2)近年冶炼镍生铁技术提升，高炉
容积扩大;矿热炉冶炼，强化红土矿预处理， 2。1破碎与筛分 回转炉红土矿深度还
红土矿镍含量低且块度不均匀。粒度较 原一矿热炉冶炼的RKEF工艺初露锋芒;矿热炉含镍铁水， 细。也存在粒度超过100毫米大块。要考
虑设置圆锥、颚式破碎机或对辊粉碎机)和筛 AOD转炉成钢，连铸一连轧一退火酸洗一
板卷加工线受宠。不锈钢企业竟相采用的高 分设备，使入炉矿石等炉料符合使用技术要 效低耗技术路线。 求。
(3)镍含量低于18,的含镍生铁为原 2(2预千燥 料。已成为我国生产不锈
从印尼或菲律宾进口的红土矿通常含 钢、合金钢及含镍
铸铁，难以割舍的镍基料。以其为原料冶炼 有32,40,的水分。其中约20,的物理
要在120?下烘干2小时去除(使用矿热 水， 不锈钢，是最经济的技术路线。 炉、热风炉、回转炉热烟气干燥红土矿，高炉或 1 密闭矿热炉的煤气或以强化生产设备(7, 红土矿的资源及其特点
8,结晶水，400?、过半小时分解去除)。
2(3造块 1(1从镍矿石提取镍的方法 从镍矿石提取镍的方法取决
粉状红土矿使用烧结、成球、压块成型 于红土矿矿物结构及成分，方法一，是硫，酸浸出，电 料入炉，可提高炉料透气性，减少回转炉进行 炉料预还原时的结圈故障。为了避免烧结料 解提取镍的湿法冶金;方法二，是电炉还原
冶炼矿的技术。 的水量偏高，采用过量配入石灰(代替灰石)，
全球镍矿物资源主要有硫化镍矿、氧化 以吸收烧结料多余水分做法不当。因为过量
的配入石灰，会使烧结料料透气条件变坏; 镍矿和深海海底的锰结核3种。陆地镍资源
硫化镍矿占35,，氧化镍矿占65,。硫化镍 且需多配无烟煤燃烧放热以分解氢氧化钙、
脱除水分。不如用矿热炉热烟气或无烟煤燃 矿资源已日趋枯竭。氧化镍矿自上世纪后期
成为提取镍资源主体。分为褐铁矿型(成分 烧干燥红土矿经济上合算。(前期烧制石灰
及烧结过程中氢氧化钙分解的双重耗热，高 均匀、镍含量低、粒度较细)、镁质硅酸盐
型的腐泥矿层(矿物有硅镁镍矿和蛇纹石 于干燥红土矿的热量)。
2(4烧结矿物理热难利用等，镍含量较低)和中间型3类。氧化矿特
(刀7 第22届全国铁合金学术研讨会论文集
高炉冶炼镍生铁的生产效率非常高，与 矿热炉使用高温还原的球团矿，可改善电炉 其配套的造块设备，通常选择生产效率很高 炉料透气性，有利于炉况的顺行、降低冶炼
电能。 的烧结机。烧结机设备的投资相对较低、事 故率少、运行费用低，设备效率非常
不锈钢企业，热衷于用回转炉高温还原 高。但是由于高温烧结矿的破碎分级、储存吊运， 红土矿，并在密封保温条件下、将约
800?的红热的还原料，加入矿热炉冶700, 及高炉炉顶装备的限制，致难以实现高温烧结矿物理显热有效回收利用。 生铁，更看中镍铁水一步成钢。对于强化镍生 炼镍
山东玮烨镍业烧结矿，经过快速的破碎 铁的生产而言，回转炉高温还原红土矿属于 过筛，实现近150?的热矿入炉，很不容易。 原料的预处理。 2(5攀枝花泓兵钒镍公司的
压球工艺，
将小于5毫米红土矿(100,)、无烟煤 3高炉镍生铁的生产 粉(7,8,)、石灰石熔剂(10,)，与膨润 土粘结剂(6,稀液)混匀，采
3(1低镍铬合金的高炉冶用对辊压球 炼
机连续压制成球(含水15,18,)，生球59 北海诚德镍业冶炼不锈钢所需的低
铬合金，就是用高炉生产的。选择含铬镍 毫米高度跌落次数lO次以上，满足工艺要
铁矿石，经过通过高炉制取含镍、铬的镍的 求;湿球通过皮带机送到回转炉炉尾装入回转炉，利用炉尾300以上的尾气进行干燥。 水，冶炼不锈钢新200系不锈钢的生铁
(镍4(O,6(O,，铬17(O,18(O,，锰202牌号 能够在1小时内脱去物理水和结晶水。在回7(5,lO(o,，
转炉高温段进行直接还原。回转炉使用 氮c?O(25,，碳?0(15,)。并圈定了含铬、 红土矿的综合料球，强化还原、减少结圈。 镍的商铁矿(主矿)辅矿产地，成分: 表1 铬镍合金主矿的化学成分,
。 Ni S PFe203 1120 掰02 Mgo A|203
? 0(64 51(2 30(6 5 O(05 5(33 5(53 ?O(05
表2铬镍合金辅矿化学成分, Fe cr Ni Cao P S Si02 Mgo
1(19 O( 547 25(8l 15( 6 9( 8?0(05 ?0(05
北海诚德镍业原拟建设2台550立米 十年前高品位铁矿价格居高不下，高铁 的镍生铁高炉，并为其配备2台132平米烧 镍矿用高炉冶炼含镍生铁，当作生铁销
结机。计划年产烧结矿192万吨，设计的烧 不锈钢快速发展后，迅速转向新200售:
系不锈
结矿含铁42,，碱度1，8;矿热炉用矿条件， 钢生产。经济效益通常高于普通生铁。 90,烧结矿十10,块矿。镍铬合金含碳4(2,( 近年矿价在上涨、焦价却在回落，致镍 铬4,，镍1(4,，硅<><>< 生铁仍有效益空问。去年高炉生产的实体低="" 0(2,。="" 镍生铁产量有125万吨。冶炼低镍生铁使今年3月初获悉，诚德公司决定，已2="" 低镍高铁矿成分，通常含铁44,51,(镍="" 用="">
Ooo立 台冶炼镍铬合金的高炉容积，改为1 O(8,1(1,，水分33,34,，A1203与Si02
的方米。 含量相对较低。
3(2低镍高铁矿的高炉冶炼
第22届全国铁合金学术研讨会论文集 J
表3某高铁镍矿石的成分,
P Ni F色 S 水份Si02 A1203 Mgo
o‘9 0(05? O(05 ?45， 5(O I( 35，26 30(05 产量2,,2(5,。入炉矿每增加1,S囝2，要 3(3高炉镍生铁的生产一要注重矿石的冶
金价值 增加35千克，吨铁的炉渣和l,的焦比。
低成本是高炉最迫切要解决的核心闷 价格相近的情况下，镍生铁生产厂家。 题。直接涉及企业生存发展。根据高炉生产 选用应该优先选用高品位的镍和铁，低
技术的经验，冶炼镍生铁使用的红土矿，每增 的高铁镍矿，经济上更合算。 加l,的铁或Si02
镍的品位，要影响焦比1(5,和 表4不同品位铁矿石的冶金价值
l矿石品位， 综合燃料。_kg,t 渣铰比。kg,t 矿石价格，元,t 坞长价值(元)
45 1 290 2014 (25 —0( 5 50 1 063 1470 440 8(80 3(4褐铁矿型红土矿的高炉冶炼 表5褐铁矿性红土矿的类型与成分x
Fe>30NiFeCaOl类型 Si02 A1203 灼减 Mgo
B1 1(33 34(5 17( 613( 22(】 13( 2 5(9Siq>20
B2 Sio，>25 1(1S 31(O 31( 57( 53( O7( 59( 5
从典型的褐铁矿型红土矿的主要成分 东部沿海，尝试红土矿为原料、利用
200 l淞、 3006 可看出，‘镍和铁的含量都不高，酸性脉石成 k、rA小型矿热炉冶炼含镍3
生分偏高、炉渣粘稠、渣量很大。上升气流穿 铁。生产者没有经验，只能自己摸索;镍生 过炉身料层时会严重受阻，高炉炉况较难顺 铁效益非常好，不怕失败，只要能出铁。试验 行。但通过加大入炉矿、焦炭的块度，特别 生产发现，原电炉工作电压偏低，极心园和炉 是采用取消炉身砌砖的水冷炉壁挂渣技术， 膛直径太小;试验生产“学到了真本领，产业 大幅扩大炉膛截面积，使炉气能够顺利穿 获发展，钱也赚到手一; 过。炉膛面积增加
4(1(2镍生铁产能大增(2008—2009年) (炉容扩大)，炉况顺行。 人们惊悉生产镍生铁赢利颇丰后，近20 中国正常用高炉冶炼镍生铁，是对人类的最个省区大举快速兴建镍铁厂，或改造原电炉 大贡献!
冶炼镍生铁高炉的容积在扩大中，目前 转产镍生铁(仅内蒙古有近60余家)，多
12 500 k、，A电炉。按先行者的指导意为 多在200到450立方米，去年低镍生铁产量
超过125万吨。中国铁合金工业协会正在拟 矿热炉进行装备改造迅速形成生力军。见，对 定上书建议镍生铁高炉容积行业准入下限。 缓解了不锈钢生产中、镍的供需矛盾。 300很快
截至2009年镍基料产量猛增加到立方米。 11(29
万吨镍(产能约28万吨镍，实体金产能近
300万吨);其间每生产1吨镍生铁，可4矿热炉冶炼镍生铁基料
000元的收益:刺激镍生铁产能，获 得超3继续
4(1产业的发展历程概述 快速增长。
4(1( 14(1(3装备，工艺新探索(2009—2013年) 工业规模实验性生产(2006—2008
年) 从强占市场获得效益出发，少数新建装
??猡第22届全国铁合金学术研讨会论文集 新型装备工艺的快速发展。又会刺激镍 备仍在延续红土矿直接入炉工艺的;若干镍
生铁和不锈钢产能的增加。据有关装备兴建 铁一不锈钢产业新秀已经开始尝试选用回
项目的资料统计，2012年镍生铁基料产量约 转炉预还原及热装矿热炉的R髓 F工艺装36万吨镍;产能已接近70万吨镍，预计今 备。
新型工艺、装备，显示的良好的技术、 后还会继续增长。但是，增幅会有所放慢。
4(2国外RKEF技术冶炼镍生铁的装备与 经济成效，又会推动RJa髓工艺与后续不锈艺钢作业结合，形成一条流水生产线。以实现节 工
能、高产和增加效益的新目标。 图1 日本日向冶炼厂的工艺流程图 4(2(1冶炼镍生铁的工艺 隔热密封条件下的料罐、料仓、料管、分配 “砌匝F”技术，即回转炉(电熔炼炉冶 布料器分配，送入矿热炉进行熔炼、制得粗制 炼镍
镍铁水—铁水倒入AOD转炉(或感应炉加转 代铁、镍生铁的工艺技术。上世纪50年
炉)完成脱硅、降碳、除硫和磷杂质的精炼 问世以来，目前已有数十家在采用。 一制取的成品是镍铁，浇铸成锭或高碳镍铁生产工艺流程:包括矿石处理和还原剂的准
丸(日向冶炼厂);或是不锈钢锭或钢材(乌 备，经破碎、压块(日向冶炼厂)或中和混匀 克兰帕什不锈钢厂)。转炉精炼后的镍生 (帕什钢厂卜一装入回转炉升温还原煅烧，得
铁水，继续冶炼成钢、轧制成不锈钢材。 到被还原为金属态镍(95,)、铁(50,70,)4(2(2 Rl口(-生产镍铁(镍生铁)装备及有关的高温还原料一约700?的热还原料，通过
240 第22届全国铁合金学术研讨会论文集 技术条件 粗制镍铁含镍14,16,，生产单位镍生铁5 m x L40 m 500,5 日向镍铁厂的装备:C 力消耗3 500lcw?t铁、氧化镍矿电 石
11,12吨，t铁。干燥回转炉l台，40MvA矿热炉l台，c
5mx L105m还原回转炉2台，28MVA矿 4(3国内镍生铁产业的发展 热炉1
4(3(1镍生铁生产的技术工艺与装备 t，Il压球机l台等。氧化镍矿含镍台，20 三年前，泓兵钒镍公司借鉴国外有关信 2(5,，粗制镍铁产品含镍22(3,，产 息，建成“利用低品位镍矿直接还原一电炉熔 品镍回收率98,、铁回收率60,。
m X 90 m还 炼—-AOD精炼制备高品质镍铁合金工艺技 (2 帕什不锈钢厂装备，C4原回转炉2台，48 MVA密闭矿热炉2台，20 术的生产线”见工艺流程图。镍生铁冶炼加
工程序:吨精炼转炉2台。氧化镍矿含镍1(5,2(5,， 图2镍生铁冶炼工艺流程图 注:?到场的红土矿经过自然干燥脱水后直接配料、压制成球(配料比例为矿粉100，无烟煤粉7=8， x L82m石灰石10，粘结剂6)。湿球成球率高于85,，含水15,18,不经干燥直接加进口3(2,2(74m 温直接还原用的回转炉; 高 150?，镍接近全部还原，铁约60,还原，球?球团在炉内总还原时间3,4小时，炉内最高温读1
团 基本烧结且含有一定量的残碳;
500 ?回转炉排出的热还球团料，经封闭保温、600?装入12 kVA半封闭矿热炉。以煤代焦，制得粗 镍生铁水的冶炼电耗3 974 k州,吨。镍的回收率95,;
?矿热炉粗制镍生铁水经6吨AoD转炉深度精炼，制得符合国家标准)GB,T25049—2010镍铁质量要求 的精品镍铁，实现了产品质量的技术升级(通常的镍铁精炼是去除杂质)。
第22届全国铁合金学术研讨会论文 集 表6精炼前后的镍铁合金成分,
Ni C P S Si 品 种
粗制镍铁 8(45 2(48 O(16 0(24 4(32
精炼镍铁 27(32 0(64 0(009 0(006 0(49
4(0含碳镊铁 15(0,25(0 1(0,2( 5 0(03 0(40
AoD转炉精炼炉渣(表7)，保证得到 做到镍资源的有效回收，不影响镍的总回收 率。合格的镍铁合金。该炉渣可以返回矿热炉， 表7^oD转炉精炼妒渣的成分,
cElo 元素成分 Si氇 R灯 Ni 砖田
48,55 5(5,9( 514,18 22,32 O(12,2(24 含量 攀枝花泓兵钒镍公司，建成的“利用 实现了回转炉与矿热炉的配套建设;追求或
正在实现着，镍生铁与不锈钢的协调发展。 低品位镍矿直接还原一电炉熔炼—AoD精炼
M?,、33 M、，制备高品质镍铁合金工艺技术”已于2010 目前运行的多为25(5
A( 年12月通过四川省科技厅主持的技术鉴定。 36 MVA镍生铁矿炉，广东青山正在升级该公司实施的技术水准和装备的规模，与国 设60 M、，A的大型矿热炉。用他们开展具建
外生产存在巨大差距，也不如国内某些公司 创性的、冶炼镍生铁一不锈钢联合产业的发有 的最新的技术进展。但他们却开了个好头。 展、实现着产能的扩张和实力的壮大;鼎信 4(3( “眦F”镍生铁产业一精品化加工2 在使用25(5 MVA矩形炉冶炼镍生铁，西南
含镍l,15,的镍生铁，是生产不锈钢、 不锈钢不久将在防城港开启36 MvA矩形合金钢及合金铸铁的合金原料:金属镍及含 冶炼镍铬合金的试生产。 镍20,80,镍炉 行业内冶炼镍生铁的技术在进步发展 铁，是生产不锈钢、合金钢的
镍合金化剂。为保障钢材质量，要求降低镍 中，产能也在伴随着生产技术的提升，实现
手段降低杂质含量，使生铁杂质含量。合金企业有责任，采取技术 着产能的大幅扩张。
4(3( 4 “RKEF”镍生铁工艺一发展的新流 之达到质量规范的要求。 程
此前一些单纯生产镍生铁的企业，未搞 福建海和实业公司依靠国内技术和装 过精炼加工。再上新设备搞加工，担心投入 备，已建成2台(28米高的)高架式回转无法收回，不想搞精炼:而个别钢厂为了降 000kVA矿热炉的配套装置。去年一33 炉 其中低成本，情愿在本厂炼钢生产过程中，承担 一台套的高架式回转炉，将红土矿经过l 去除杂质任务。供需双方利益共享、开展合 150?的高温深度还原、850?红热的还原 作，保证产品质量，是最好的选择。 料、装进矿热炉。熔炼出的镍生铁水，曾创
出每吨镍生铁的冶炼电耗3 500 kwH的指新兴不锈钢企业谋求，不锈钢与镍生铁业。镍生铁、不锈溶为一体、配套发展的新型不锈钢联合企 标，为国内领先的佳绩。
矿热炉冶炼出的镍生铁水，可以装入 钢的精品化运作，更能确保产迅速发展、技术全面提升。 AOD转炉、进行精炼处理，还可以冶炼4(3( 3“RKEF”镍生铁产业,追求设备大 成 不锈钢。这就是以)“RKEF”工艺为技术 型化的产业发展 核心的冶炼不锈钢的短流程。
东南沿海各省，有发展实力作为的鼎 上述“RKEF”工艺发展的新流程，是 信、诚德镍业、广东青山、海和实业及西南 红土矿加工成钢材的最短的技术流程，也是
最节能的加工流程。北海诚德镍业新材料一 不锈钢等大型骨干企业，近年都在提升镍生“RKEF”工铁的生产技术和产业的发展规模 基本都 期项目，已安排到热轧带钢;
第22届全国铁合金学术研讨会论文集 艺发展的新流程已接近全程贯通。 充的打结料捣打修复成完整炉底。 4(3(5产业发展实践—特种(高标)密闭电极 长期使用这种打结炉底寿命长，耗用打 糊制各自焙电极技术 结料少，修复费用不高。成为镍生铁正常生
矿热炉生产镍铁的电能主要是通过自 产、普遍采用的成熟技术。能够保证职工的
电极焙电极传递(自焙电极的工作质量好或坏与生命安全。因此为镍铁电炉广泛采用。 糊的质量(材质和工艺)有密切关系(国 4(3(7产业发展实践氧化镍矿回转炉制
取粒状镍铁技术的开发 郑州市上街区中州内多数矿热炉生产镍生铁的企业都在使用 上世纪，在日本冶金工业公司大江山 碳素有限公司的高标密
闭糊，且大都实现了生产稳定运行。该公司 厂，首次开发成功回转炉直接还原氧化镍
矿、制取(1,20毫米)粒状镍铁的工艺技 集特种密闭糊研发、生产和销售为一体的技
术。并建立了一整套的从镍铁冶炼到成品不 术型企业，正随镍生铁产量的增长不断壮 锈钢的生产体系。大江山厂的生产能力l，3 大。因能有效满足镍铁电炉的生产需要，被
众多镍生铁企业亲切称呼为“镍铁电炉专用 万吨镍，川崎厂的30万吨的奥氏体不锈钢。 高标密闭糊”。 最近几年，国内也有公司在研究开发
000 权威专家根据其在33 kvA矿热炉 用氧化镍矿回转炉制取粒状镍铁技术实
并有专利问世。但卓有成效的工作，还践， 冶炼镍铁时、跟踪的研究结果(评价“特种未见到 密闭糊灰分低、强度高、比电阻小、导电导 报道。据我理解，此项工艺技术正常
热性好;有良好的耐急冷急热性能，有效防 关键，是能有效防止炉料结圈(特运转的 止电极软断、硬断、氧化蜂窝和掉块;炉矿粉料)。大江山厂的成功在于它别是使用 的原料预处稳定:事故少、吨铁耗用电极糊在10克左 理，镍矿、还原用无烟煤、溶剂等原料右，比使用标准糊节约成本，用户非常满 的粉碎研磨和压制成球团。其充分 意”。 经预热、干燥后才进入回转炉内经过从低温 后综合球团再 与使用标准糊吨耗(通常高于20克，吨， 到1 400?的脱水、还原、造渣以及稠渣中 虽
的金属凝聚成颗粒，形成几乎不含杂质的镍 高标密闭糊单价略高)相比，使用高标(特
种)密闭糊，总体经济效益更好。事故少、 铁。最后才是煅烧料块的淬水急冷，研磨、
跳汰和磁选分离回收粒状镍铁。科学的工艺 效益好，企业得实惠。企业产品主销地域在内蒙古、山东、江苏，市场占有率较高(如 技术和配料、回转炉的稳定运转和控制是关
键。该工艺技术制取镍铁的能耗，通常占不 在内蒙古地区，超过60,)。
4(3(6产业发展实践,镁质捣打料打结炉 锈钢生产的70,，新工艺中降到了5(6,; 底的技术。 镍铁品质极为优秀，且环保治理难度大幅减
少。该项产业的成功在于技术的精准开发， 矿热炉内用碳质还原剂还原氧化镍矿
时，如何选用耐火材料和砌筑很重要。还原 产生的镍与铁，常会与其次是原料的稳定。，
炉料中碳形成熔点低， 沈阳有色金属研究院及国内一些单位，
正在或准备“开展回转炉直接还原制取粒状 流动性好，密度大的液态合金。因其易蚀炉底
砖缝、沉入炉底，使底部砖浮起，会造成炉底 镍铁技术研发”工作，项目开发前景和技术 跑铁重大事故。这样的事件，彳艮令企业头疼。 成功的意义都非常巨大。预祝他们早日取得
成功1 上世纪90年代开始，镁质捣打干粉料 及其砌筑炉底技术问世后，该项技术
4(3(8镍生铁产能严重过剩的忧虑 时。广风行,2012年，我国不锈钢产量1 759万 泛用于高碳铬铁矿热炉和各种合金精
炼电弧炉。近年先后在鼎信、金广等一批镍 同比增长11(75,。形成的产能超过2 吨， 050万 吨，未来2年产能接近2 800万生铁生产厂家成功使用。该项技术实施的一
次投资较大。但之后每次炉底的修复，不是 年镍生铁产量近36万吨镍。吨。2012 的镍生铁的产能，约为70万将整个炉底全拆掉。在清理掉外面的渣皮、 已建设形成的 的产能在闲置。未来3年 吨镍，约有49, 见到新鲜砖面后的残余部分，才需要用新补 产能接近100万
??J?第22届全国铁合金学术研讨会论文集 损失及形象伤害。钱没少花、罪没少受，实 吨，已是严重过剩。镍生铁新建项目还在发
乃不该和可惜。 生。再盲目发展下去，面临很大风险。值得 警惕和严重关切(上月底Lh投资之巨大、建厂之混乱、费时之长、 匝镍价跌至1(5效果之差(令人费解(矿热炉砌筑炉底时，铬 万美元,吨，也是对镍生铁的存在造成不小镁砖质量和砌筑存在砖缝偏大等缺欠(要跑 的威胁)1
铁水的预言，被言中)为什么? 产业(代价不4(3(9发展实践一大集团办镍铁一不锈钢一个好项目，什么原因造成不该有的的 小损失，应该有所交代乌克兰帕什镍铁一不锈钢厂，上世纪末
1 形成1(7万吨镍的产量规模。该厂的模式为 中钢集团赏识，1998
5结语 年开始，同样规模企业， 在河北沧州黄桦港海边泥滩地填海建设。
M?, 鉴于国内镍生铁、不锈钢生产现场情中的失误和实施不力等，2台48
了解有限，发表的意见观点难免失实。密闭镍铁电炉直到2012年才勉强开炉试验 况 谅解并诚恳欢迎批评指正和感谢!对 请予 行。想到和没想到的问题接踵出现，至今未友的支持。表示谢意! 各位朋 能正常运转。给中钢集团造成难以挽回经济
