中國(guó)有色冶金1989年03期Tetsuya Watanabe
1 鎳鐵的來(lái)歷、成分和消費(fèi)市場(chǎng)
我國(guó)不銹鋼和電池行業(yè)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)鎳產(chǎn)品供應(yīng)將面臨長(zhǎng)期短缺的局面。2005年以來(lái)國(guó)際市場(chǎng)鎳價(jià)非理性的不斷上漲對(duì)國(guó)內(nèi)鋼鐵業(yè)發(fā)展構(gòu)成了新的挑戰(zhàn)。我國(guó)民營(yíng)企業(yè)使用火法冶煉從菲律賓和印度尼西亞進(jìn)口的紅土鎳礦礦石，大量生產(chǎn)鎳鐵合金作為冶煉不銹鋼的配料，成功狙擊了國(guó)際市場(chǎng)的瘋狂炒作，鎳價(jià)大幅下降，市場(chǎng)將逐步恢復(fù)理性。
我國(guó)鎳金屬生產(chǎn)技術(shù)已有重大突破，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，紅土鎳礦經(jīng)高爐冶煉鎳鉻生鐵，生產(chǎn)出大批鎳生鐵的實(shí)際成效。技術(shù)變革及其快速進(jìn)入生產(chǎn)應(yīng)用領(lǐng)域，成功狙擊了國(guó)際市場(chǎng)的瘋狂炒作，2007年6月國(guó)際市場(chǎng)鎳價(jià)大幅下降。在市場(chǎng)高鎳價(jià)的情況下，2005年開(kāi)始，國(guó)內(nèi)民營(yíng)企業(yè)開(kāi)始利用煉鋼高爐轉(zhuǎn)產(chǎn)冶煉紅土鎳礦礦石生產(chǎn)鎳生鐵。
我國(guó)民營(yíng)企業(yè)開(kāi)始大規(guī)模利用從菲律賓和印度尼西亞進(jìn)口的紅土鎳礦礦石冶煉鎳生鐵，此后進(jìn)口礦石量逐月增加，到2007年底利用進(jìn)口礦石約300多萬(wàn)噸，產(chǎn)出鎳生鐵的含鎳量約3萬(wàn)噸。2007年全國(guó)生產(chǎn)鎳生鐵的中小企業(yè)達(dá)到100多家，l～9月進(jìn)口礦石1200萬(wàn)噸左右。
目前我國(guó)中小企業(yè)生產(chǎn)的鎳生鐵的含鎳量多在4%～8%，只能用作冶煉不銹鋼的配料，在冶煉不銹鋼時(shí)，尚需加入一定量的精煉純鎳。只有提高技術(shù)使鎳生鐵中的含鎳量達(dá)到10%～15%，才能在冶煉不銹鋼時(shí)完全替代純鎳。這就是產(chǎn)生礦石積壓在港口的原因，也是今后民營(yíng)企業(yè)需要攻克的技術(shù)難關(guān)。為攻克技術(shù)難關(guān)，朝陽(yáng)重型建材機(jī)械制造有限公司根據(jù)多年生產(chǎn)金屬化球團(tuán)生產(chǎn)線先進(jìn)技術(shù)及對(duì)日本冶金工業(yè)公司大江山廠用克魯帕—雷恩法(Krupp—Renn Procoss)的研究，成功并實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)出鎳含量10%以上的鎳生鐵了。
我國(guó)使用火法利用紅土鎳礦冶煉鎳生鐵，使不銹鋼生產(chǎn)原料構(gòu)成發(fā)生了重大變革，改變了全球不銹鋼生產(chǎn)原料鎳的供需格局，也改變了世界不銹鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)展的格局。低成本利用礦石質(zhì)量較差的紅土鎳礦資源，符合資源節(jié)約型的歷史發(fā)展趨勢(shì)，翻開(kāi)了我國(guó)不銹鋼生產(chǎn)史的新篇章。目前，高爐法的低品位產(chǎn)品市場(chǎng)容量已經(jīng)飽和，加快發(fā)展10%以上品位的回轉(zhuǎn)窯工藝，可以進(jìn)一步擴(kuò)大紅土礦火法鎳的市場(chǎng)容量。
2 火法生產(chǎn)鎳鐵的生產(chǎn)工藝方法及流程
2.1 電碳熱法：
紅土鎳礦—→預(yù)處理—→脫水—→造塊—→配入焦炭、熔劑—→
電爐冶煉—→粗鎳鐵—→降C、Si、P、S精煉—→鎳鐵。
2.2 電硅熱法：
紅土鎳礦—→預(yù)處理—→烘干—→破碎—→高溫脫水煅燒成塊—→
配入熔劑—→礦熱電爐熔化—→NiO熔體—→倒入反應(yīng)包—→
向反應(yīng)包加入45%硅鐵—→倒包反應(yīng)—→粗鎳鐵—→降P、Si精煉—→鎳鐵。
2.3 高爐熔煉法：
紅土鎳礦—→預(yù)處理—→脫水、燒結(jié)、造塊—→配入焦炭、熔劑—→
高爐冶煉—→粗鎳鐵—→精煉降Si、C、P、S—→鎳鐵。
2.4 回轉(zhuǎn)窯——礦熱電爐——轉(zhuǎn)爐(RKEF)熔煉法：
紅土鎳礦—→預(yù)處理—→篩分—→干燥—→回轉(zhuǎn)窯煅燒—→熱料裝入礦熱爐冶煉—→粗制鎳鐵爐外脫硫—→轉(zhuǎn)爐中脫除Si、P、C、S、Mn等雜質(zhì)—→鎳鐵鑄塊。
2.5 回轉(zhuǎn)窯直接還原法：
?、偃毡敬蠼交剞D(zhuǎn)窯直接還原法：
紅土鎳礦—→加水粉磨—→礦漿過(guò)濾—→加入石灰石、無(wú)煙煤混合—→棒磨機(jī)研磨—→壓團(tuán)—→鏈篦加熱機(jī)預(yù)熱—→回轉(zhuǎn)窯煅燒—→
水淬—→加水粉磨—→跳汰—→磁選—→過(guò)濾—→鎳鐵粉。
?、诔?yáng)重型建材機(jī)械回轉(zhuǎn)窯直接還原法：
紅土鎳礦—→粗破碎—→烘干—→破碎—→加入石灰石、煤粉混合—→壓球—→回轉(zhuǎn)窯煅燒—→水淬—→加水粉磨—→磁選—→過(guò)濾—→鎳鐵粉。
3.回轉(zhuǎn)窯直接還原法與高爐法、礦熱電爐法及回轉(zhuǎn)窯+礦熱電爐法等工藝相比有如下優(yōu)點(diǎn)：
(1)設(shè)備工藝簡(jiǎn)單，維修方便;
(2)投資少，見(jiàn)效快;
(3)能耗少，降低生產(chǎn)成本;
(4)生產(chǎn)成本低，投資回收期短;
(5)熔煉的主要能源為煤，而不是昂貴的電能。
(6)原料的自由選擇，可用東南亞的各種紅土鎳礦。
(7)所產(chǎn)高鎳鎳鐵質(zhì)量高(在原礦Ni=2%，F(xiàn)e=15%，回收率為90%時(shí)，鎳鐵含Ni=11.8%左右)，可直接用作不銹鋼的生產(chǎn)原料。
(8)由其是在嚴(yán)重缺電的國(guó)家首先此工藝。
4 紅土鎳礦用回轉(zhuǎn)窯直接還原法生產(chǎn)鎳鐵的工藝和技術(shù)
熔煉方法和工藝如下：
預(yù)處理步驟是將原料紅土鎳礦烘干后，與含碳物料和熔劑石灰石混合，制球后連續(xù)給入回轉(zhuǎn)窯。在回轉(zhuǎn)窯中，物料與煤燃燒所產(chǎn)生的熱氣流逆流運(yùn)動(dòng)，經(jīng)受所有熔煉步驟--干燥，脫水，還原和金屬成長(zhǎng)。金屬是在窯中半熔融條件下生成的。燒成的物料熔塊從回轉(zhuǎn)窯出來(lái)就將它急冷，磨細(xì)后，用磁選機(jī)將還原成的鎳鐵合金從排出的熔塊中分離出來(lái)。分離出來(lái)的鎳鐵呈直徑2~3毫米的沙狀顆粒， 并夾帶1~2%爐渣， 其化學(xué)組成為C=0.1%， Ni=11~14%， S=0.45%， P=0.015% 。此產(chǎn)品不管含硫多高均適用于煉鋼過(guò)程，因煉鋼時(shí)有很好的脫硫能力。沙狀顆粒在煉鋼過(guò)程中相當(dāng)有利于連續(xù)加料和作為冷卻劑物料快速溶解。
回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝鎳和鐵的回收率都很高，均在90%以上。
5 朝陽(yáng)重型建材機(jī)械制造有限公司技術(shù)改進(jìn)的歷程
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