镍铁

在炼钢工业中作为合元素添加剂,可提高钢的抗弯强度和硬度,在铸铁中可使其结构均匀,密度提高,也可用作含镍或含镍铸铁轧辊及其他铸造合金加入剂。

外观特征

锯齿状断口,此矿物不常见,以块,粒状集合体产出.铁灰,深灰或黑色,条痕铁灰色.不透明,新鲜面呈金属光泽.

 

镍铁冶炼

化矿可以用火冶法熔炼,经还原、熔化精炼得到镍。还原时要争取使氧化镍完全变为金属镍。熔化时镍铁将同较轻的渣分开。镍铁的含镍量取决于部分还原过程的选择能力。采用焦炭还原剂,也可采用硅铁作还原剂。为了除去粗镍铁中的杂质和铬,必须进行精炼。

 

在电炉中用碳直接部分还原炼制镍铁

 

矿热炉中采用碳热法将矿石还原成镍铁,随后进行精炼。

 

镍铁分类

镍铁一般按照品味即镍含量进行分类,国内比较流行的分类方法是根据冶炼的设备将镍铁分为高炉镍铁和电炉镍铁,其中高炉镍铁品味一般较低,大多含镍8%以下,而电炉镍铁一般含镍8%以上。

 

镍铁用途

镍铁最大的用途为用于不锈钢炉料,作为镍的替代品,一般情况下,200系列不锈钢直接可以用低品味的镍铁,300系列不锈钢则用品味在8%以上的镍铁。

 

镍铁质量

镍铁质量不但取决于其含镍的高低,即通常所说的品味的高低,而且还取决于其含有害杂质量的大小,在镍铁中,不论是高炉冶炼还是电炉冶炼,均会产生S、P、SI、C这些杂质,有些由于用矿的不同也会含等杂质,由于镍铁用途主要用于不锈钢冶炼,因此杂质的高低会影响不锈钢的性能和质量水平。一般情况下,杂质越低越好,但如果要得到优质的镍铁,则必须经过精炼。

 

转炉在镍铁烧结中的作用

转炉中构成一个炉室,以便用来处理铸铁熔料.转炉的炉壁构件的大小和形状对在转炉中处理铸铁熔料的效率,以及对获得剩余镁含量的精度均有决定性的影响.为了对这个影响进行最佳控制,炉壁构件的长度L按照公式L=600×T0.45×A来确定,而其高度H则按公式H=1.5L×A来确定.式中A是一个系数,它的数值介于0.5至1.5之间,其具体数值取决于硫的重量含量在0.01%至0.15%之间的取值.它还取决于转炉炉身中耐火材料衬料的厚度在40至150毫米之间的取值情况.

 

精炼镍铁

首先,从矿热炉放出粗制镍铁水到铁水包中,在这里向铁水包内加入苏打灰,加入的比例是每吨镍铁水14kg,镍铁水中的硫可以降到0.015~0.08%。也可以向铁水包中喷入钝化的镁颗粒,这需要用特殊的蒸发器将颗粒镁喷入铁包内1.5m左右的深处。这种工艺可以将镍铁水中的硫含量降到0.015%以下(近年来中国20多家钢铁公司从乌克兰引进这种工艺,应用于高炉铁水脱硫)。

 

将脱硫处理后的镍铁水上面的渣子倒掉以后,兑入到一座用酸性耐火材料做炉衬氧气顶吹转炉中。在酸性氧气顶吹转炉中,通过吹氧,硅被氧化,此时熔池的温度快速提高。为了控制合适的熔池温度,需要向炉内加入生产过程中产生的金属废弃物或者购入的含镍的废料。

 

经过脱硅处理后的镍铁水再被装入到一座相同吨位的碱性氧气顶吹转炉中,通过顶吹氧气,去除镍铁水中的碳、磷及其它杂质。为了造碱性的炉渣和降温,向转炉内加入石灰石。在有充足的含镍废料时,可以用石灰代替石灰石。

 

从碱性氧气顶吹转炉中出来的镍铁水中的杂质含量已经符合商品镍铁标准的要求,含镍量提高到20%左右,可以作为商品镍铁出售。

 

因为硫可以在转炉中脱除,因此可以将铁水包脱硫和酸性转炉脱硅合并在一个转炉中进行。第一个转炉是酸性转炉,将其改造为顶底复合吹炼的碱性转炉,通过底吹气(气),在这个转炉中可以实现在还原性气氛下脱硅和脱硫。

 

从第一个转炉出来的镍铁水再进入第二个转炉内脱磷,在冶炼过程中要向炉内加入石灰石,保证合适的冶炼温度。在这个转炉中冶炼合格的镍铁水送到铸造车间铸成块,其含镍金属的量为20%。

 

主要的消耗指标

电能的消耗占镍铁总成本的30%~33%。每吨商品镍铁的电力消耗与矿石的镍含量相关,在矿石镍含量为1.5%时,电能消耗约为600kWh/t干矿石。在矿石的镍含量为2.5%时,每吨镍铁的电能消耗降到400kWh。

 

国外购入的含镍1.5%~2.0%的氧化镍矿石,其消耗量大致是12t/t镍铁。还原剂(无烟煤的煤粉)大约占矿石数量的8%;各种燃料的重量是50kg/t镍铁;氧气80m3/t镍铁;石灰5kg/t焙烧前的矿石。

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