[發明專利]含鎳鋼生產工藝

在審

• 申請號: 201410338958.1
• 申請日: 2014-07-17
• 公開（公告）號: CN105274419A
• 公開（公告）日: 2016-01-27
• 發明（設計）人: 劉振宇
• 申請（專利權）人: 劉振宇
• 主分類號: C22C33/04
• 分類號: C22C33/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種合金鋼冶煉方法，尤其涉及一種含鎳鋼生產工藝。

背景技術

目前，金屬鎳在鋼冶煉生產中普遍受到重視，尤其是不銹鋼和高級合金鋼的生產，其冶煉的工藝主要通過在煉鋼（鐵礦石→燒結→高爐煉鐵→鐵水脫硫→轉爐（或電爐）→加入合金→到LF爐或RH或其它精煉設備微調成份→連鑄→軋制→成品鋼材）的轉爐或電爐階段進行加入合金處理，即在轉爐或電爐中加入金屬鎳或鎳鐵合金來達到鋼種所需成份，在此工藝中，耗費了大量金屬鎳或鎳鐵合金，而有些含鎳鋼生產工藝則直接采用將電解鎳加入到煉鋼爐中進行冶煉的方式進行，其中，電解鎳雖然純度高，但生產工藝成本高，并且，現有工藝中以使用硫化鎳礦制備電解鎳及鎳鐵合金的居多，生產過程中對環境也造成較嚴重的污染，因此，對于含鎳鋼的冶煉需要從礦石原料源頭以及鋼冶煉中加入的含鎳物進行著重研究，在保障含鎳鋼品質的同時，優化生產工藝，充分降低生產成本，節能減耗，并有效減少環境污染物的排放。

現有技術中，發明專利ZL201210300692.2公開了一種轉爐內采用低鎳生鐵冶煉含鎳鋼的方法，屬于轉爐煉鋼技術領域。工藝中控制的技術參數為：低鎳生鐵配比量按照低鎳生鐵中的實際含鎳量及吸收率99%計算；爐料構成為：鐵水、廢鋼和低鎳生鐵，轉爐吹煉過程中整個吹煉過程供氧量上升2%-10%。該發明在一定程度上，利于含鎳量在0.10~0.50%的鋼種冶煉降低成本，較有效地減少了轉爐生產含鎳鋼時對電解鎳或鎳鐵等高價合金資源的依賴，但是，該發明在原料僅體現了對低鎳生鐵和廢鋼的再利用，在工藝上仍需吹氧、加白灰調堿度，未進行較好的優化，使其成本降低程度有限。

發明內容

本發明的目的是，針對現有技術存在的問題，提供一種含鎳鋼生產工藝，以優化的生產工藝節約大量原材料，保障含鎳鋼品質的同時，大幅降低生產的經濟成本，并有效減少環境污染物的排放。

本發明解決問題的技術方案是：一種含鎳鋼生產工藝，包括如下步驟：

（1）制備鐵水

在高爐中制備溫度為1400℃～1520℃的鐵水；

（2）轉移鐵水

將步驟（1）得到的鐵水加入到轉爐或者電爐中；

（3）加入含鎳礦物

向步驟（2）所述的轉爐或者電爐中加入含鎳礦物,使其與鐵水接觸；

（4）冶煉

將步驟（3）的鐵水與含鎳礦物進行加熱，升溫至1400℃～1600℃。

進一步地，在所述步驟（1）中，所得鐵水的組分的質量百分含量為：2.0%~3.4%的Si，3.6%~4.6%的C，余量為Fe，對于不可避免的雜質如S、P，其含量范圍為S≤0.3%、P≤0.13%；在高溫下，鐵水中的C、Si組分活性優于鎳，能夠使氧化鎳充分還原為金屬鎳

進一步地，在所述步驟（3）中，所述含鎳礦物為紅土鎳礦等含氧化鎳的鎳礦石；優選地，所述含鎳礦物的鎳含量為0.3%~3.0%；較佳地，所述含鎳礦物的粒徑為20mm~150mm。

進一步地，在所述步驟（3）中，加入的含鎳礦物為經過預還原處理的含鎳礦物；所述對含鎳礦物進行預還原處理的步驟為：（3.1）將含鎳礦物與還原劑混合，所得混合物的粒徑為20mm～150mm；（3.2）將所得混合物在550℃～750℃下焙燒；在步驟（3.1）中所述還原劑為含碳的物質。在此預還原處理步驟中，能夠使含鎳礦物所含的氧化鎳部分被還原、部分化學鍵處于不同程度的活化狀態，從而使其在步驟（4）中與高溫鐵水接觸后被碳等還原劑快速還原。

優選地，在所述步驟（3.1）中，所述還原劑為碳粉、石墨和煤中的一種或者幾種。

優選地，在所述步驟（3.1）中，所述還原劑中含碳的質量為含鎳礦物中鎳的質量的3%～15%。

優選地，在所述步驟（3.2）中，所述含鎳礦物與還原劑的混合物在600℃～700℃焙燒1~4h，其中，加熱混合物時的升溫速率以5~25°C/min為佳；具體焙燒保持的時間及升溫速率根據含鎳礦物與還原劑的混合物的粒度進行確定，例如，粒徑為80mm～150mm以4h為佳，粒徑為20mm～40mm以1h為佳，粒徑為60mm～100mm以3.5h為佳，粒徑為40mm～60mm，以2h為佳。

進一步地，在所述步驟（4）中，對含鎳礦物與鐵水混合物加熱的升溫速率為10~20°C/min。

進一步地，在所述步驟（4）中，含鎳礦物與鐵水的混合物在1400℃～1600℃保持8～15min，具體溫度和時間根據鐵水及待還原的鎳的量進行確定，以確保含鎳礦物中鎳被徹底還原同時避免反應時間過長影響含鎳鋼品質。