电极糊矿热炉冶炼之镍铁合金

    随着中国不锈钢产业的迅速发展，中国镍资源贫乏的劣势进一步地暴露，中国蓬勃发展的不锈钢产业必须直面这两个问题：

    第一，镍市定价权不在中国，国内现货镍价格基本跟随LME镍波动；

    第二，全球硫化镍矿资源的逐渐减少和开采难度的增加势必推高电解镍生产成本，不锈钢冶炼成本难免水涨船高。

    镍铁当初作为电解镍的一个替代品而出现，在经历了08年金融风暴的“洗礼”后，面对中国不锈钢产业的继续发展和全球硫化镍矿资源急剧减少这样的客观局面，镍铁无疑正在迎来一个从单纯的电解镍替代品成长为制衡镍价的一种杠杆商品的机会。

    但是中国镍铁产业也面临着如下问题。

    第一，中国生产镍铁所用的红土镍矿主要依赖进口，随着有色金属价格持续高涨，许多矿业国家为了分享高价格带来的高收益，陆续出台了限制原矿出口或者增加原矿出口关税等政策及相关法律，如印尼、刚果、蒙古等。由于镍矿是整个镍产业链的最上游，没有资源控制权意味着没有定价权，这对中国整个镍产业以及包括不锈钢在内镍下游应用行业都是一种威胁，因此实施“走出去”战略，与国际主要镍矿供应商形成战略合作伙伴关系，积极投资当地镍矿开采，成为中国降低风险的必由之路。

    第二，中国镍铁冶炼的主要设备分别是高炉和矿热电炉，根据国务院出台的《钢铁产业调整和振兴规划》细则和今年4月7号《国务院关于进一步加强淘汰落后产能工作的通知》，在10年底前将淘汰300立方米及以下的高炉产能，在2011年底前将淘汰淘汰400立方米及以下的炼铁高炉，而据本网了解，中国镍铁冶炼高炉主要炉容以128立方米居多，达到300立方米以上的极少，一旦国务院关于淘汰落后产能的政策真能得到彻底的贯彻，对中国镍铁行业尤其是高炉镍铁的冲击无疑是巨大，而对不锈钢行业也将产生重大影响，但是由于小高炉冶炼效率较低，污染和耗能双高，冶炼工艺落后，从行业本身的健康发展来看优胜劣汰是必然遵循的生存法则，随着国家关于淘汰落后产能、转变经济发展方式决心的一步步地落实，中国镍铁生产的新格局或许也将由此催生。

    转炉作用

    转炉中构成一个炉室,以便用镁来处理铸铁熔料.转炉的炉壁构件的大小和形状对在转炉中处理铸铁熔料的效率,以及对获得剩余镁含量的精度均有决定性的影响.为了对这个影响进行最佳控制,炉壁构件的长度L按照公式L=600×T0.45×A来确定,而其高度H则按公式H=1.5L×A来确定.式中A是一个系数,它的数值介于0.5至1.5之间,其具体数值取决于硫的重量含量在0.01%至0.15%之间的取值.它还取决于转炉炉身中耐火材料衬料的厚度在40至150毫米之间的取值情况.

    首先，从矿热炉放出粗制镍铁水到铁水包中，在这里向铁水包内加入苏打灰，加入的比例是每吨镍铁水14kg，镍铁水中的硫可以降到0．015～0．08%。也可以向铁水包中喷入钝化的镁颗粒，这需要用特殊的蒸发器将颗粒镁喷入铁包内1．5m左右的深处。这种工艺可以将镍铁水中的硫含量降到0．015%以下（中国20多家钢铁公司从乌克兰引进这种工艺，应用于高炉铁水脱硫）。

    将脱硫处理后的镍铁水上面的渣子倒掉以后，兑入到一座用酸性耐火材料做炉衬的氧气顶吹转炉中。在酸性氧气顶吹转炉中，通过吹氧，硅被氧化，此时熔池的温度快速提高。为了控制合适的熔池温度，需要向炉内加入生产过程中产生的金属废弃物或者购入的含镍的废料。

    经过脱硅处理后的镍铁水再被装入到一座相同吨位的碱性氧气顶吹转炉中，通过顶吹氧气，去除镍铁水中的碳、磷及其它杂质。为了造碱性的炉渣和降温，向转炉内加入石灰石。在有充足的含镍废料时，可以用石灰代替石灰石。

    从碱性氧气顶吹转炉中出来的镍铁水中的杂质含量已经符合商品镍铁标准的要求，含镍量提高到20%左右，可以作为商品镍铁出售。

    因为硫可以在转炉中脱除，因此可以将铁水包脱硫和酸性转炉脱硅合并在一个转炉中进行。第一个转炉是酸性转炉，将其改造为顶底复合吹炼的碱性转炉，通过底吹氩气（氮气），在这个转炉中可以实现在还原性气氛下脱硅和脱硫。

    从第一个转炉出来的镍铁水再进入第二个转炉内脱磷，在冶炼过程中要向炉内加入石灰石，保证合适的冶炼温度。在这个转炉中冶炼合格的镍铁水送到铸造车间铸成块，其含镍金属的量为20%。

电能的消耗占镍铁总成本的30%～33%。每吨商品镍铁的电力消耗与矿石的镍含量相关，在矿石镍含量为1．5%时，电能消耗约为600kWh/t干矿石。在矿石的镍含量为2．5%时，每吨镍铁的电能消耗降到400kWh。

    国外购入的含镍1．5%～2．0%的氧化镍矿石，其消耗量大致是12t/t镍铁。还原剂（无烟煤的煤粉）大约占矿石数量的8%；各种燃料的重量是50kg/t镍铁；氧气80m3/t镍铁；石灰5kg/t焙烧前的矿石.

    荣鑫碳素生产的高标密闭电极糊是专用于镍铁矿热炉的电极糊产品。高标密闭电极糊具有灰分低、电阻小强度高的特点。是国内内蒙古、印尼诸多镍铁合金厂广泛使用的产品。