不锈钢基料的生产(荟萃内容)

焙砂收得率低 除尘困难
我国实际装备水平 节能降耗 粉矿、块矿特点
镍铁合金及 不锈钢基料 生产工艺流程
特制应用/
15
——
为以 辅烧 的结 工机 艺 流 程电 图炉
为 主 、 回 转 窑
——
电 炉
特制应用/
16
——
回 转 窑 电 炉 工 艺 流 程 图
特制应用/
17
不锈钢基料产品质量标准
化学成分/% 类型 牌号
Ni–25 <1.5 <2 ≥10 ≥15 ≤0.03 ≤0.03 铸铁粒铁
P含量：0.070%
0.050%以下
特制应用/
18
低硅、高硅镍铁水的精炼
粗镍铁水
石灰
吹氧
转炉
粗镍铁水 复合脱磷剂 精炼电炉
炉渣
精炼镍铁水
铸锭
粒铁
低硅镍铁水精炼流程图
炉渣
精炼镍铁水
铸锭
粒铁
高硅镍铁水精炼流程图
特制应用/
19
含Ni10%Cr18%的不锈钢基料生产工艺设计
纯镍
低硅镍铁水 中碳铬铁
石灰
转炉
纯镍
高硅镍铁水 土耳其铬精矿 精炼电炉
镍铬铁水
镍铬铁水
铸锭
粒铁
铸锭
粒铁
以低硅镍铁水为主原料的 不锈钢基料生产工艺流程
以高硅镍铁水为主原料的 不锈钢基料生产工艺流程
特制应用/
20
两种不锈钢基料冶炼成本的比较
名称
粗镍铁水 石灰 萤石 氧气
SiCaBa 中碳铬铁
铬精矿 纯镍 共计
C Si Ni Cr P
ZNi–3 ≥3 3～5 ≥10 <2 ≤0.05
镍铁合金
ZNi–1 <1.0 ≥10 ≥10
≤0.05
S ≤0.03 ≤0.05
备注 铸铁 铸铁
Ni–10 <2 <3 ≥10 不锈
≤0.03 ≤0.03 铸铁粒铁
钢 Ni–15 <1.5 <1.5 ≥15 基料
≤0.025 ≤0.03 铸铁粒铁
20世纪 2005年 50年代
2012年
从红土矿中提取镍金属量
回转窑——电炉法（REKF）
特制应用/
3
国内镍铁合金生产状况
2006年 3.2万t（镍金属量） 2007年 8.5万t（镍金属量）
红土镍矿
配矿烧结
高炉 冶炼
铁水 预处理
转炉 冶炼
矿热炉 冶炼
烧结机——高炉法
电炉 冶炼
连铸或铸 造面包铁
烧结机——电炉法
特制应用/
石灰(t) 煤气(Nm3)
2007年 2008年
11
4. 镍铁合金及不锈钢基料生产工艺流程
节约能源和资源 矿料性质和特点 产品质量指标 基建投资费用和经营管理费用 环境效应 均衡生产
特制应用/
12
红土矿原料特点
矿物组成：
含水镍镁硅酸盐(xNiO, yMgO)2SiO2nH2O， 以及针铁矿Fe2O3·H2O、 赤铁矿Fe2O3和磁铁矿Fe3O4
名称
Ni
Fe
Si
C
镍铁水 11.9 83.3 1.8
3.0
特制应用/
P（设定值） S（设定值）
0.045～0.070
0.030～ 0.035
9
3. 镍铁合金吨产品生产成本分析
2007、2008年成本比例比较
名称
消耗量
单价（元） 金额（元）
红土矿(t) 粉煤(t)
焦炭(t)
石灰(t) 电耗(kwh) 煤气(Nm3)
矿石形态：粉矿(80%)、块矿（20%）
矿石代表性成分：
名称 Ni TFe
粉矿 1.94 15.63 块矿 1.28 6.73
MgO
17.44 31.46
SiO2 30.26 32.82
CaO
2.90 3.00
P
0.006 0.005
S
0.027 0.021
MgO/ SiO2 0.58
0.96
特制应用/
百分比（%） 2007年 2008年
63.2
37.29
3.5
5.98
3.8
6.53
1.1
27.6 0.8 100.0
1.89
46.93 1.38 100
特制应用/
10
镍铁合金生产成本中各原料比例
比例（%）
70 60 50 40 30 20 10 0
红土矿(t) 电耗(kwh) 粉煤(t) 焦炭(t) 原料组成
特制应用/
4
2.镍铁合金吨产品生产成本的理论计算
计算原理：
生成物
Ni, Fe, Si CO
SiO2,MgO,CaO
T≥1500℃
镍铁水 炉气 炉渣
△H
△H2
反应物
镍烧结矿
△H1
Ni, Fe, Si
焦炭
△H =△H1+ △H2
CO SiO2,MgO,CaO
T=25 ℃
特制应用/
T=25 ℃
5
物料平衡和热平衡项目
不锈钢基料的生产
特制应用/
1
报告提纲
1. 国外、国内镍铁合金生产状况 2. 镍铁合金吨产品生产成本的理论计算 3. 镍铁合金吨产品生产成本分析 4. 铁合金及不锈钢基料生产工艺流程 5. 镍铁矿热炉设计原则 6. 镍铁生产的节电与节能
特制应用/
2
1. 国外镍铁合金生产状况
51% 45%
10% 51万t
பைடு நூலகம்
收入项
支出项
镍烧结矿 焦炭
电能 成渣反应热 金属溶解热
镍铁水、炉渣 挥发份、炉气
矿 热 炉
金属还原热 镍铁水、炉渣物理热
炉气物理热 热损失
特制应用/
6
物料平衡
物料支出项目
炉气
挥发份
炉渣
镍铁水
0
10 20 30 40 50 60 70 80
比例（%）
特制应用/
7
热平衡表
元素还原热 30.3%
镍铁水物理热 8.3%
以低硅镍铁水为主原料 以高硅镍铁水为主原料
消耗量 /kg
金额/元
百分比 /%
消耗量 /kg
金额/元
百分比 /%
0.73 0.08
/ 0.05
/ 0.31
/ 0.013 1.18
6855.8 41.0
15.2 0.1
炉渣物理热 43.0%
炉气物理热 8.4%
热损失
10.0%
特制应用/
8
镍铁合金吨产品理论电耗计算结果
1吨烧结矿理论电耗：725.0kwh
名称
Ni/NiO Fe/ Fe2O3 CaO MgO SiO2 灰分
P
S
镍烧结矿 2.0/2.5 20/28.6
12
20
35
1.5
0.01
0.02
1吨镍铁理论电耗：4313.8kwh
合计
5.95×1.33=7.91
5.95×93/1000= 0.55
476.0/1000=0.4 8
5.95×93/1000= 0.55 4313.8
5.95×16=95.2
/
750/260 600
750
190 0.60 0.80
/
5 932.5 330
360
104.5 2 588.3
76.2 9 391.5
13
红土矿理化性质
38.8 ℃ 245.3 ℃ 549.8 ℃ 829.8 ℃ 86.0 ℃ 283.9 ℃ 622.1 ℃ 808.0 ℃
红土粉矿DTA曲线
57.4 ℃ 83.2 ℃
550.5 ℃ 826.0 ℃ 648.8 ℃ 811.8 ℃
红土块矿DTA曲线
特制应用/
14
粉矿结晶水 分解
大量矿粉 进入炉气