回轉(zhuǎn)窯工藝生產(chǎn)鎳鐵簡介:
回轉(zhuǎn)窯直接還原熔煉工藝幾乎稱得上是一項古老的工藝,日本采用該工藝生產(chǎn)鎳鐵(粒狀鎳鐵,直接用于冶煉不銹鋼)已有60余年的歷史,被公認(rèn)是能耗和成本最低的生產(chǎn)方法。朝鮮由于缺少焦炭,幾十年來也一直在用回轉(zhuǎn)窯和普通煤煉鐵(粒鐵,粒狀生鐵,直接用于煉鋼)。
回轉(zhuǎn)窯兩步法生產(chǎn)鎳鐵工藝
一、原料
原料為紅土鎳。鎳品位在1.0-2.0%。
三、 主要輔助材料
分別紅土礦混合粉,返還料,煤末,石灰,汽油等。煤末和石灰在印尼有豐富的資源,輔助材料成本低于國內(nèi)成本。
第三節(jié) 工藝流程
回轉(zhuǎn)窯兩步生產(chǎn)含鎳生鐵的方法。步驟如下:
1、預(yù)處理步驟:
A、加干燥劑:在紅土鎳濕礦中按原礦的重量根據(jù)含水量不同加入3-6%干燥劑;干燥、脫水:混合干燥、脫水;磨細(xì)、過篩:脫水后的混全料磨細(xì)到5mm 左右,過篩得到5mm以下的礦粉。干燥劑主要成本是石灰石及堿性調(diào)節(jié)劑,對紅土鎳礦起到干燥及調(diào)整混合料的PH 值,使混全料的PH 值控制在0.8 左右。
B、加碳物質(zhì):在礦粉中按混合料的含鐵量不同加入45-50%的碳物質(zhì)。碳物質(zhì)主要是煤粉及鎳鐵還原催化劑,起到鎳鐵在一次回轉(zhuǎn)窯中快速還原及防止粘窯的作用。
2、一次回轉(zhuǎn)窯還原熔煉步驟:
A、預(yù)還原:將添加了碳物質(zhì)的原料直接送入一次回轉(zhuǎn)窯中預(yù)還原。溫度在控制在900-1100℃,還原時間為4-5 小時,在窯中,原料與煤燃燒所產(chǎn)生的熱氣流逆流運(yùn)動,原料在中窯中半熔融條件下生成金屬,金屬生長為50-60%的Fe、Ni;
B、還原:溫度控制在1200-1250℃,還原時間3 小時,還原熔煉完成,金屬生長為90%以上,燒成的物料熔塊金屬為液態(tài)Fe、Ni 混合物;
C、一次回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的置換還原出來的CO 做為燃?xì)獍l(fā)電機(jī)的燃料,及經(jīng)送風(fēng)機(jī)給原礦風(fēng)干脫水使用。
3、二次冷卻回轉(zhuǎn)窯冷卻步驟:二次冷卻回轉(zhuǎn)窯窯壁內(nèi)沒有耐火材料,熔融的液態(tài)物料從一次回轉(zhuǎn)窯直接送入,在二次回轉(zhuǎn)窯外壁加水將它冷卻水淬成黑色的生鎳鐵,生鎳鐵溫度在
160-200℃左右。
4、破碎:從二次回轉(zhuǎn)窯中水淬后的生鎳鐵送到破碎機(jī)上破碎,將生鎳鐵破碎細(xì)磨成1-3mm 左右。
5、干磁選:將破碎后的生鎳鐵粉用重選和干磁選機(jī)將鎳鐵合金從礦粉中分離出來。分離出來的鎳鐵呈直徑1-3mm 的沙狀顆粒,并夾帶1-2%的爐渣。得到含鎳為8-18%的生鎳鐵。
第五節(jié) 工藝說明
1、紅土礦自由水分和結(jié)晶水高達(dá)34-40%,紅土礦自由水分在料塊內(nèi)部達(dá)100℃時開始蒸發(fā),在300℃時,可成全蒸發(fā),在800℃-1000℃時,完成結(jié)晶水的分解過程。這一過程均在微負(fù)壓的窯中及豎式預(yù)熱器內(nèi)發(fā)生。預(yù)熱器出口廢氣經(jīng)過電除塵器凈化后達(dá)標(biāo)排入大氣。
2、回轉(zhuǎn)窯設(shè)備分為兩個獨(dú)立的轉(zhuǎn)動部分,它能以徹底解決預(yù)熱段與高溫段相互制約的問題。根據(jù)工藝要求,高溫段需要較小的斜度和較低的轉(zhuǎn)速;預(yù)熱段段需要較大的斜度和較高的轉(zhuǎn)速。兩個獨(dú)立的回轉(zhuǎn)窯可使高溫煅燒與低溫預(yù)熱在操作上隨心所欲,得心應(yīng)手。
3、窯頭設(shè)高低兩個煤粉燃燒器。可設(shè)一大一小,大的用于正常煅燒,小的用于輔助煅燒。
4、增加窯襯厚度提高保溫效果。高溫段直應(yīng)放大,一般襯抖厚度為:高溫段300mm;予熱段200mm。高溫段材料采用鎂質(zhì)耐火磚,預(yù)熱段采用高鋁質(zhì)耐火磚。
5、回轉(zhuǎn)窯分為兩個回轉(zhuǎn)部分后,窯體不必加長,按正常的長度比即可。另外根據(jù)該產(chǎn)品煅燒的特點,卸料高溫液體設(shè)在高溫區(qū)域前末段,直接卸入窯體下水池。窯體設(shè)計要滿足要求,窯體強(qiáng)度要滿足之要求。
6、回轉(zhuǎn)窯設(shè)計斜度: 高溫窯1.5%; 預(yù)熱窯4%。
7、由于原料的水分較高,應(yīng)采用先預(yù)烘干,解決配料、計量及輸送問題。
8、盡量降低原料入窯粒度,提高窯的熱交換效率。