[發明專利]高硫粗鎳鐵的脫硫精煉工藝

有效

• 申請號: 201110009305.5
• 申請日: 2011-01-17
• 公開（公告）號: CN102061358A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發明（設計）人: 梁帥表;李曰榮;黎敏
• 申請（專利權）人: 中國恩菲工程技術有限公司
• 主分類號: C21C7/064
• 分類號: C21C7/064;C22C35/00;C22C38/08;C22C33/04
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 賈玉

技術領域

本發明涉及冶金生產技術領域，特別涉及一種高硫粗鎳鐵的脫硫精煉工藝。

背景技術

眾所周知，鎳是冶金行業中重要的合金元素，由于鎳金屬具有獨特的性能，在生產不銹鋼、特殊合金鋼以及應用于鍍鎳、陶瓷制品、電池催化劑等眾多領域都有非常廣泛的應用，鎳合金材料在國民經濟建設和國防軍事建設中都占有十分重要的地位。

隨著全球不銹鋼和特殊鋼的廣泛應用，造成冶金不銹鋼和特殊鋼的最主要元素-鎳金屬供應短缺，引起價格飛漲。目前，世界上鎳產品60％以上是來自硫化礦，而世界鎳資源的60％以上都存在于紅土鎳礦中。用高爐或電爐還原熔煉處理紅土鎳礦得到的鎳鐵，經過精煉后既可以作為電解鎳的替代品用于生產不銹鋼。

在高爐或電爐還原冶煉紅土鎳礦得到的鎳鐵中，含有硫、磷、碳、硅等雜質。目前國內外大型鎳鐵冶煉廠采用的鎳鐵精煉中一般采用電爐法(LF爐)、攪拌法(類似KR法)脫硫。總的來說，對于鎳鐵進行脫硫所采用的工藝，在硫含量不高時采用KR法較多，在硫含量偏高時則采用電爐法較多，這是由于當硫含量偏高時通過現有的脫硫法在脫硫過程中需要消耗大量的熱，而電爐能有效地補充熱能。

其中電爐法脫硫具有工藝性能穩定和脫硫效率高的優點，但是需要完全靠電能補充在脫硫過程中損失的熱量，因此能耗較高。

攪拌法/KR法也具有良好的脫硫動力學條件，目前為幾個大型冶煉廠所采用。但是KR法脫硫不僅造成溫度的大副降低，且也需要后續的脫硅、脫磷設備，因此能耗較高、工藝流程較長。

申請號為200810058796.0的專利申請中公開了一種高硫粗鎳鐵脫硫的方法，在中頻感應爐內向熔融高硫粗鎳鐵中加入按粗鎳鐵質量3-10％的脫硫劑純堿或/和CaO以及按粗鎳鐵質量0-2％的熔劑CaF₂，在溫度為1330-1630℃的條件下通過電磁攪拌，使粗鎳鐵中的硫與純堿或CaO發生反應而造渣，精煉5-20分鐘后扒除渣。然而，該工藝也屬于電爐脫硫范圍，且需要倒罐，因此能耗較大。

發明內容

本發明的目的旨在至少解決上述技術缺陷之一，特別是提出一種既能脫除高含量的硫又能減少電能消耗的高硫粗鎳鐵的脫硫精煉工藝。

為了達到上述目的，本發明一方面提出了一種高硫粗鎳鐵的脫硫精煉工藝，包括以下步驟：1)提供初始溫度為1450℃以上的高硫粗鎳鐵的熔體；2)向所述高硫粗鎳鐵的熔體中加入復合脫硫劑以脫硫并由底部通入高壓氣體進行攪拌；3)檢測所述熔體的含硫量，當所述熔體的含硫量為預定值以下時停止脫硫，當所述熔體的含硫量高于預定值時檢測所述熔體的溫度，當溫度為1350℃以下時進行扒渣并使所述熔體升溫后重復步驟2)直至含硫量為預定值以下時為止，當溫度為1350℃以上時重復步驟2)直至含硫量為預定值以下時為止，扒渣后得到精煉后鎳鐵合金熔體；以及4)將精煉后鎳鐵合金熔體進行澆鑄并冷卻脫模，得到精制鎳鐵合金。

根據本發明上述實施例的高硫粗鎳鐵的脫硫精煉工藝，能夠高效地實現高硫粗鎳鐵的脫硫精煉，且電能消耗小、工藝簡單、可簡單地調整工藝步驟以適應不同含硫量粗鎳鐵的精煉。且能對鎳鐵含硫量高達0.58％以上的粗鎳鐵進行脫硫精煉，處理后含硫量達到0.02％以下，滿足不銹鋼廠標準。

另外，本發明上述實施例的高硫粗鎳鐵的脫硫精煉工藝，還可以具有如下附加技術特征：

根據本發明的一個實施例，所述高硫粗鎳鐵的熔體為由電爐冶煉得到的高硫粗鎳鐵的熔體。由此，可以減少倒罐的過程，縮短操作時間，降低熱量損耗。

根據本發明的一個實施例，所述高硫粗鎳鐵的含硫量為0.25wt％以上。

根據本發明的一個實施例，所述復合脫硫劑中含有82wt％～92wt％的CaO(在本說明書中有時也稱作活性石灰)、2wt％～10wt％的CaF₂(在本說明書中有時也稱作螢石)以及3wt％～7wt％的CaCO₃(在本說明書中有時也稱作石灰石)。所使用的復合脫硫劑成本較低、運輸方便。

根據本發明的一個實施例，所述造渣劑中還含有1～10wt％的Al粉(在本說明書中有時也稱作鋁粉)和/或1～10wt％的C粉(在本說明書中有時也稱作碳粉)。

根據本發明的一個實施例，所述復合脫硫劑的粒徑為75μm以下。

根據本發明的一個實施例，所述復合脫硫劑以壓縮氣體為載體通過頂部噴吹的方式加入。

根據本發明的一個實施例，在步驟3)中使所述熔體升溫通過向所述熔體內通入氧氣和Al粉來實現。由此，能夠解決脫硫過程中的溫降問題，從而在保證精煉后產品的品質的同時無需使用電爐等對熱能進行補償。