鎳鐵

鎳鐵

鎳鐵:英文名:Ferronickel,在煉鋼工業中作為合金元素添加劑,可提高鋼的抗彎強度和硬度,在鑄鐵中可使其結構均勻,密度提高,也可用作含鎳或含鎳鉻鑄鐵軋輥及其他鑄造合金加入劑。

基本信息

鎳鐵鎳鐵

外觀特徵

鋸齒狀斷口,此礦物不常見,以塊,粒狀集合體產出.鐵灰,深灰或黑色,條痕鐵灰色.不透明,新鮮面呈金屬光澤.

鎳鐵冶煉

矽酸氧化礦可以用火冶法熔煉,經還原、熔化和精煉得到鎳。還原時要爭取使氧化鎳完全變為金屬。熔化時鎳鐵將同較輕的渣分開。鎳鐵的含鎳量取決於部分還原過程的選擇能力。採用焦炭作還原劑,也可採用矽鐵作還原劑。為了除去粗鎳鐵中的雜質和鉻,必須進行精煉。
在電爐中用碳直接部分還原煉製鎳鐵
在礦熱爐中採用碳熱法將礦石還原成鎳鐵,隨後進行精煉。

鎳鐵分類

鎳鐵一般按照品味即鎳含量進行分類,國內比較流行的分類方法是根據冶煉的設備將鎳鐵分為高爐鎳鐵電爐鎳鐵,其中高爐鎳鐵品味一般較低,大多含鎳8%以下,而電爐鎳鐵一般含鎳8%以上。

鎳鐵用途

鎳鐵最大的用途為用於不鏽鋼爐料,作為鎳的替代品,一般情況下,200系列不鏽鋼直接可以用低品味的鎳鐵,300系列不鏽鋼則用品味在8%以上的鎳鐵。

鎳鐵質量

鎳鐵質量不但取決於其含鎳的高低,即通常所說的品味的高低,而且還取決於其含有害雜質量的大小,在鎳鐵中,不論是高爐冶煉還是電爐冶煉,均會產生S、P、SI、C這些雜質,有些由於用礦的不同也會含等雜質,由於鎳鐵用途主要用於不鏽鋼冶煉,因此雜質的高低會影響不鏽鋼的性能和質量水平。一般情況下,雜質越低越好,但如果要得到優質的鎳鐵,則必須經過精煉。

轉爐在鎳鐵燒結中的作用

轉爐中構成一個爐室,以便用鎂來處理鑄鐵熔料.轉爐的爐壁構件的大小和形狀對在轉爐中處理鑄鐵熔料的效率,以及對獲得剩餘鎂含量的精度均有決定性的影響.為了對這個影響進行最佳控制,爐壁構件的長度L按照公式L=600×T0.45×A來確定,而其高度H則按公式H=1.5L×A來確定.式中A是一個係數,它的數值介於0.5至1.5之間,其具體數值取決於硫的重量含量在0.01%至0.15%之間的取值.它還取決於轉爐爐身中耐火材料襯料的厚度在40至150毫米之間的取值情況.

精煉鎳鐵

首先,從礦熱爐放出粗製鎳鐵水到鐵水包中,在這裡向鐵水包內加入蘇打灰,加入的比例是每噸鎳鐵水14kg,鎳鐵水中的硫可以降到0.015~0.08%。也可以向鐵水包中噴入鈍化的鎂顆粒,這需要用特殊的蒸發器將顆粒鎂噴入鐵包內1.5m左右的深處。這種工藝可以將鎳鐵水中的硫含量降到0.015%以下(近年來中國20多家鋼鐵公司從烏克蘭引進這種工藝,套用於高爐鐵水脫硫)。

將脫硫處理後的鎳鐵水上面的渣子倒掉以後,兌入到一座用酸性耐火材料做爐襯的氧氣頂吹轉爐中。在酸性氧氣頂吹轉爐中,通過吹氧,矽被氧化,此時熔池的溫度快速提高。為了控制合適的熔池溫度,需要向爐內加入生產過程中產生的金屬廢棄物或者購入的含鎳的廢料。

經過脫矽處理後的鎳鐵水再被裝入到一座相同噸位的鹼性氧氣頂吹轉爐中,通過頂吹氧氣,去除鎳鐵水中的碳、磷及其它雜質。為了造鹼性的爐渣和降溫,向轉爐內加入石灰石。在有充足的含鎳廢料時,可以用石灰代替石灰石。

從鹼性氧氣頂吹轉爐中出來的鎳鐵水中的雜質含量已經符合商品鎳鐵標準的要求,含鎳量提高到20%左右,可以作為商品鎳鐵出售。

因為硫可以在轉爐中脫除,因此可以將鐵水包脫硫和酸性轉爐脫矽合併在一個轉爐中進行。第一個轉爐是酸性轉爐,將其改造為頂底複合吹煉的鹼性轉爐,通過底吹氬氣(氮氣),在這個轉爐中可以實現在還原性氣氛下脫矽和脫硫。

從第一個轉爐出來的鎳鐵水再進入第二個轉爐內脫磷,在冶煉過程中要向爐內加入石灰石,保證合適的冶煉溫度。在這個轉爐中冶煉合格的鎳鐵水送到鑄造車間鑄成塊,其含鎳金屬的量為20%。

主要的消耗指標

電能的消耗占鎳鐵總成本的30%~33%。每噸商品鎳鐵的電力消耗與礦石的鎳含量相關,在礦石鎳含量為1.5%時,電能消耗約為600kWh/t乾礦石。在礦石的鎳含量為2.5%時,每噸鎳鐵的電能消耗降到400kWh。

國外購入的含鎳1.5%~2.0%的氧化鎳礦石,其消耗量大致是12t/t鎳鐵。還原劑(無煙煤的煤粉)大約占礦石數量的8%;各種燃料的重量是50kg/t鎳鐵;氧氣80m3/t鎳鐵;石灰5kg/t焙燒前的礦石。

鎳鐵形狀

一般鎳鐵冶煉企業將鎳鐵鑄成麵包狀或塊狀,圖片如下

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