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從高爐中“收獲”質優價廉的904L耐腐蝕不銹鋼管

來源:無錫森淼特鋼 發布時間: 2014/11/6 8:34:14 【返回上一步】
本頁關鍵詞:904L耐腐蝕不銹鋼管

從高爐中“收獲”質優價廉的904L耐腐蝕不銹鋼管

         鎳是生產904L耐腐蝕不銹鋼管的主要合金元素,是合金結構鋼不可缺少的原料,也是各種鎳合金中的基本原料和配料。隨著易開采、鎳品位高的硫化鎳礦的減少以及鎳價格等因素的影響,用紅土鎳礦提取鎳金屬正逐步成為世界提取鎳金屬的主流。結合我國高爐多、焦炭供應量大的實際,充分研究利用高爐為主要設備、使用焦炭為熱源進行氧化鎳礦的冶煉,從而冶煉出大批質優價廉的鎳鉻生鐵,成為業界關注的熱點。

         國內外紅土鎳礦處理工藝主要是濕法和火法兩種。其中火法鎳鐵工藝路線主要有:回轉窯-電爐流程(RKEF),生產高鎳鐵;高爐流程,生產中鎳和低鎳鐵產品。

        在國內,近年來采取火法冶煉鎳鐵較為普遍,并出現了以煉鐵高爐直接利用低鎳高鐵紅土鎳礦生產低鎳鐵的方法。該工藝以焦炭放熱為冶煉熱能,粗鎳鐵中的鎳含量高低基本受限于入爐鎳礦鎳和鐵的比值,主要生產步驟如下:紅土鎳礦→礦石+生石灰→脫水、燒結、造塊→配入焦炭、溶劑→高爐冶煉→粗鎳鐵→精煉降Si、C、P、S→鑄錠→鎳鐵。

        為使含鎳生鐵獲得較好的經濟效益,還必須對其進行爐外精煉。高爐冶煉的鎳鐵比電爐冶煉雜質成分稍多,故要控制好原料里Si、C、P等元素的含量,并采取適當的后續精煉手段。此外,在生產過程中焦炭不僅作為還原劑,還作為燃料使用,因此焦炭含硫量也要多加控制。

         目前,國外大部分利用濕法冶煉紅土鎳礦,鑒于礦石成分的不同,往往采用不同的方法流程,主要有還原焙燒-氨浸、高壓酸浸、常壓浸出、堆浸等。同時,國外現在也在積極研究高爐冶煉工藝。

           在紅土鎳礦冶煉中,渣型的控制非常重要。國內一般通過添加CaO和SiO2的方法將爐渣堿度調節至0.8~1.2范圍內。國外冶煉廠控制渣中SiO2/MgO為1.5~2.0,爐渣溫度控制在1500℃~1600℃。

          紅土鎳礦主要物相有赤鐵礦、磁鐵礦、磁赤鐵礦、褐鐵礦、石英和含鎳蛇紋石等,主要成分由SiO2、CaO和FeO組成,將MgO計入CaO得三者成分分別為:37.2%、38.3%、24.5%,根據SiO2-CaO-FeO三元熔點相圖及紅土鎳礦成分所在點,可知紅土鎳礦熔點為1600K~1700K。

         紅土鎳礦高爐法生產低鎳生鐵的工藝與傳統高爐煉鐵沒有本質的區別,主要工序為:氧化鎳礦的破碎篩分、配料燒結、燒結礦的配料冶煉。紅土鎳礦中有用元素Ni、Co、Fe、Cr等都以氧化物形式存在。由氧勢圖可知,氧化物穩定性的排列順序為:CaO>MgO>SiO2>MnO>Cr2O3>P2O5>FeO>NiO。在高爐冶煉條件下,碳可以還原SiO2、MnO、Cr2O3、FeO、NiO等。

         在高爐冶煉條件下,以碳作還原劑,紅土鎳礦中的鎳和鈷的氧化物很容易被還原(450℃),鉻和錳的氧化物較難被還原(1250℃、1450℃)。在高爐冶煉條件下,Ni、Cr、Fe、Mn等有用元素以及原燃料中的P幾乎全部進人低鎳鐵水。綜上所述,熔煉溫度應控制在1500℃以上,但須盡可能避免溫度過高。

         在高爐冶煉條件下,假設鐵水含C為4.5%,Ni、Cr、Fe的收得率為95%,其余元素總量為1.5%,可以估算出低鎳生鐵的成分為:Ni4.79%、Fe82.04%、Cr7.18%、C4.50%、其他為1.5%。但由于紅土鎳礦原料供應渠道、成分和生產工藝的不穩定性,高爐法生產的低鎳生鐵成分波動較大,增加了904L耐腐蝕不銹鋼管的應用難度。


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