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从高炉中“收获”质优价廉的904L耐腐蚀不锈钢管

来源:无锡森淼特钢 发布时间: 2014/11/6 8:34:14 【返回上一步】
本页关键词:904L耐腐蚀不锈钢管

从高炉中“收获”质优价廉的904L耐腐蚀不锈钢管

         镍是生产904L耐腐蚀不锈钢管的主要合金元素,是合金结构钢不可缺少的原料,也是各种镍合金中的基本原料和配料。随着易开采、镍品位高的硫化镍矿的减少以及镍价格等因素的影响,用红土镍矿提取镍金属正逐步成为世界提取镍金属的主流。结合我国高炉多、焦炭供应量大的实际,充分研究利用高炉为主要设备、使用焦炭为热源进行氧化镍矿的冶炼,从而冶炼出大批质优价廉的镍铬生铁,成为业界关注的热点。

         国内外红土镍矿处理工艺主要是湿法和火法两种。其中火法镍铁工艺路线主要有:回转窑-电炉流程(RKEF),生产高镍铁;高炉流程,生产中镍和低镍铁产品。

        在国内,近年来采取火法冶炼镍铁较为普遍,并出现了以炼铁高炉直接利用低镍高铁红土镍矿生产低镍铁的方法。该工艺以焦炭放热为冶炼热能,粗镍铁中的镍含量高低基本受限于入炉镍矿镍和铁的比值,主要生产步骤如下:红土镍矿→矿石+生石灰→脱水、烧结、造块→配入焦炭、溶剂→高炉冶炼→粗镍铁→精炼降Si、C、P、S→铸锭→镍铁。

        为使含镍生铁获得较好的经济效益,还必须对其进行炉外精炼。高炉冶炼的镍铁比电炉冶炼杂质成分稍多,故要控制好原料里Si、C、P等元素的含量,并采取适当的后续精炼手段。此外,在生产过程中焦炭不仅作为还原剂,还作为燃料使用,因此焦炭含硫量也要多加控制。

         目前,国外大部分利用湿法冶炼红土镍矿,鉴于矿石成分的不同,往往采用不同的方法流程,主要有还原焙烧-氨浸、高压酸浸、常压浸出、堆浸等。同时,国外现在也在积极研究高炉冶炼工艺。

           在红土镍矿冶炼中,渣型的控制非常重要。国内一般通过添加CaO和SiO2的方法将炉渣碱度调节至0。8~1。2范围内。国外冶炼厂控制渣中SiO2/MgO为1。5~2。0,炉渣温度控制在1500℃~1600℃。

          红土镍矿主要物相有赤铁矿、磁铁矿、磁赤铁矿、褐铁矿、石英和含镍蛇纹石等,主要成分由SiO2、CaO和FeO组成,将MgO计入CaO得三者成分分别为:37。2%、38。3%、24。5%,根据SiO2-CaO-FeO三元熔点相图及红土镍矿成分所在点,可知红土镍矿熔点为1600K~1700K。

         红土镍矿高炉法生产低镍生铁的工艺与传统高炉炼铁没有本质的区别,主要工序为:氧化镍矿的破碎筛分、配料烧结、烧结矿的配料冶炼。红土镍矿中有用元素Ni、Co、Fe、Cr等都以氧化物形式存在。由氧势图可知,氧化物稳定性的排列顺序为:CaO>MgO>SiO2>MnO>Cr2O3>P2O5>FeO>NiO。在高炉冶炼条件下,碳可以还原SiO2、MnO、Cr2O3、FeO、NiO等。

         在高炉冶炼条件下,以碳作还原剂,红土镍矿中的镍和钴的氧化物很容易被还原(450℃),铬和锰的氧化物较难被还原(1250℃、1450℃)。在高炉冶炼条件下,Ni、Cr、Fe、Mn等有用元素以及原燃料中的P几乎全部进人低镍铁水。综上所述,熔炼温度应控制在1500℃以上,但须尽可能避免温度过高。

         在高炉冶炼条件下,假设铁水含C为4.5%,Ni、Cr、Fe的收得率为95%,其余元素总量为1.5%,可以估算出低镍生铁的成分为:Ni4.79%、Fe82.04%、Cr7.18%、C4.50%、其他为1.5%。但由于红土镍矿原料供应渠道、成分和生产工艺的不稳定性,高炉法生产的低镍生铁成分波动较大,增加了904L耐腐蚀不锈钢管的应用难度。


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