[发明专利]镍矿石还原熔炼方法

说明书

本发明涉及镍矿石还原熔炼，更具体地涉及一种镍矿石的还原熔炼方法，其中采用了转炉型的还原熔炼炉，并且防止因产渣量较多而造成的溅溢现象。

不锈钢以前一直是通过在电炉中熔化废钢、铬铁和镍铁或电解镍而炼出来的。也就是，不锈钢中的主要成分铬、镍以前一直是通过在电炉中熔化已予先还原出的铁合金而得到的。与这种现有技术不一样，现在考虑到节能和降低生产成本而对还原熔炼法赋予了注意，其中具有高含铬量的金属液是直接从作为铬的来源的铬矿石而得到的。

对于成分铬来说，已经尝试通过在如上所述的转炉型的还原熔炼炉中直接还原铬矿石来炼出不锈钢。但是还没尝试用直接还原镍矿石来炼不锈钢。其原因在于，由于在镍矿石中只含有约2至3%的Ni，如果通过直接还原镍矿石来炼不锈钢必须用大量的镍矿石，使吹炉的操作很困难。例如，在炼含8%Ni的不锈钢时，要用三至四吨的镍矿石才能炼出一吨不锈钢。因此，在还原熔炼镍矿石时，由于产生大量渣而造成溅溢，会使操作中断，损坏设备和减少镍的实收率。另一方面，在通过多次从炉中排渣以避免发生溅溢时，可能由于排渣而带出金属液造成镍的实收率过分地下降并使工作效率下降。

本发明是要解决上述现有技术中的问题。本发明的目的是提供一种还原熔炼镍矿石的方法，在产生大量渣的情况下，它仍能保证操作的稳定并且也使镍的实收率不下降。

为完成本发明的上述目的，提供了一种还原熔炼镍矿石的方法，包括把镍矿石和碳素物装入带有底吹风口及顶吹管的转炉型的还原熔炼中，所述的还原熔炼炉装着金属液;从所述的顶吹管把氧气及从所述的底吹风口把搅拌气体吹入所述的炉中，和排渣，使得下面公式所表示的关系V₀＞0.4W_S+1.0能满足，其中V₀（m³/吨金属液）为每吨金属液所述熔化还原炉的比容，而W_S（吨/吨金属液）为每吨金属液渣的比重。

通过附图及下面的详细说明可对本发明的上述目的及其它目的和优点更明白。

图1是示出了本发明一个实例的还原熔炼炉的垂直截面图;

图2表示了装入还原熔炼炉中镍矿石量和在还原熔炼炉中渣厚度之间的关系图;

图3是表明在熔化还原熔炼炉中渣的比重及比容之间的关系图。

下面将参照附图说明本发明的一个实例。图1是该实例的还原熔炼炉10。图中，标号21表示一顶吹管，标号22表示一底吹风口，12表示渣层，23是装镍矿石碳素物或熔剂类材料用的料斗，而标号24是把搅拌气体送到底吹风口22的送风管。

下面将说明使用有上述构造的还原熔炼炉炼出含有预定量镍的金属液的方法。开始，把铁水装入还原熔炼炉中，接着装入碳素物，在吹入氧气并且金属液的温度上升到1500℃后，开始把镍矿石装入到还原熔炼炉10中。在反复进行操作的情况下，用预先装入的含镍的金属液来补偿金属液。

在把金属液装入还原熔炼炉的同时，开始从底吹风口22把搅拌气体吹入还原熔炼炉中，由于有这般搅拌气体使风口22不致于被堵住。如果需要的话，可增加所述的搅拌气体的鼓入量。在金属液中，装入的镍矿石被碳还原。通过碳素物与氧反应，也就是C→CO及CO→CO₂的反应的燃烧过程给熔炼镍矿石提供了热能。

在通常使用的镍矿石中的铁和镍的氧化物含量约为30%。其它70%的成分是SiO₂，MgO，结晶水和其它矿渣成分。在镍矿石中镍含量约为2-3%。在镍矿石的还原熔炼中渣是由镍矿石及碳素物产生的渣形成的。渣的重量占镍矿石重量的80%。因此，当要炼出含8%（重量）镍的金属液，每吨金属液要产出2-3吨渣，不过每吨金属液产出的渣根据镍矿石中镍含量及在金属中预定的镍含量而变化。由于在还原熔炼中渣的松密度约为1.5，渣的体积可为金属液体积的15倍。结果由于渣的溅溢，会使操作中断和使设备损坏，使操作不能稳定地进行并降低了镍的实收率。另外，由于在还原熔炼镍矿石时要增加排渣量以防止由于大量渣而产生的溅溢，也溢出了金属液而大大地降低了镍的实收率。