降低爐渣氧化鎂含量的高爐冶煉紅土鎳礦方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于紅土鎳礦冶煉不銹鋼領(lǐng)域，具體涉及一種降低爐渣氧化鎂含量的高爐 冶煉紅土鎳礦方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，占鎳用途65%的不銹鋼需求持續(xù)增長。由于我國鎳資源 的貧乏，國內(nèi)鋼鐵企業(yè)大量從國外進(jìn)口低品位的紅土鎳礦冶煉鎳鐵用于不銹鋼生產(chǎn)。紅土 鎳礦的高爐冶煉由原料的破碎、燒結(jié)和冶煉幾部分組成，由于紅土礦的成分和物理特征不 同于一般的鐵礦，紅土礦的燒結(jié)配料和高爐冶煉配料具有自身的特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在燒結(jié)礦 堿度、高爐焦比及輔料等方面；對于冶煉鐵水，生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明含鎳鐵水熔點(diǎn)在1200°C左右， 與普通生鐵相當(dāng)。
[0003] 由于原料限制，低品位紅土鎳礦中的MgO含量偏高，直接導(dǎo)致高爐爐渣MgO含量過 高，會造成高爐爐渣融化溫度和粘度上升，導(dǎo)致高爐爐況波動(dòng)較大，懸料、滑料和管道時(shí)有 發(fā)生，嚴(yán)重影響了高爐順行，與此同時(shí)，高的MgO含量爐渣會導(dǎo)致高爐渣中Cr 2O3及FeO含量 較高，不僅降低了礦渣價(jià)值，還造成了金屬的流失，影響合金的收得率，同時(shí)渣中FeO高，會 對脫硫效果造成影響，使得后工序加工成本升高。
[0004] 紅土鎳礦高爐冶煉產(chǎn)生大量高爐渣，一般通過水淬處理制備水淬渣。水淬渣具有 潛在的水硬膠凝性能，在水泥熟料、石灰、石膏等激發(fā)劑作用下，可以作為優(yōu)質(zhì)的水泥原料， 制成礦渣硅酸鹽水泥、石膏礦渣水泥、石灰礦渣水泥等。所以，水淬渣的無公害處理主要通 過微粉處理后用于生產(chǎn)礦渣水泥。
[0005] 由于水淬渣中MgO含量較高，嚴(yán)重制約了水淬渣在水泥行業(yè)的消化使用，礦渣利 用價(jià)值大打折扣，甚至由于MgO含量過高，加入量極度受限，微粉廠家使用礦渣不具備成本 優(yōu)勢而放棄使用，在給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)，亦會對周邊環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。
[0006] 為保證高爐順行，降低生產(chǎn)成本，提高金屬收得率，減輕環(huán)保壓力，優(yōu)化高爐渣型， 降低爐渣中MgO含量，增加爐渣在水泥制造中的使用比例是亟需解決技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是降低高爐冶煉紅土鎳礦中爐渣的氧化鎂含量，從而 避免由于氧化鎂含量高造成的爐況不穩(wěn)定、金屬流失嚴(yán)重、生產(chǎn)成本高等問題，提高高爐渣 在水泥行業(yè)的用量，減輕高爐渣產(chǎn)生的環(huán)保壓力。
[0008] 本發(fā)明通過分析CaO-MgO-SiO2-Al2O 3四元相圖，綜合考慮爐渣黏度、熔點(diǎn)、硫 容、流動(dòng)性及穩(wěn)定性，低品位紅土鎳礦高爐冶煉爐渣應(yīng)具備以下條件：爐渣二元堿度為在 0. 8-0. 9之間，爐渣中Al2O3含量控制在20%以內(nèi)，爐渣的化學(xué)穩(wěn)定性要好，同時(shí)要求MgO控 制在8-10%之間，使?fàn)t渣礦相維持在黃長石、鎂薔薇輝石區(qū)域內(nèi)，以保證爐渣熔點(diǎn)與成分變 化波動(dòng)最小，并盡量少配入熔劑，達(dá)到少渣量的要求。
[0009] 在操作上，對紅土鎳礦原料采取了合理篩選，對低品位塊礦進(jìn)行特殊處理，通過改 變了原料拌料、燒結(jié)配料及高爐裝料制度確保MgO含量控制在8% -10%左右。同時(shí)在高爐 出渣過程中進(jìn)行二次爐外成渣反應(yīng)，添加低MgO,高CaO、自然粉化粒度細(xì)的煉鋼轉(zhuǎn)爐精煉 還原渣，精煉還原渣與高爐渣混合比例不大于1:12,二次成渣反應(yīng)迅速，效果良好。
[0010] 經(jīng)上述操作，有效地將高爐爐渣MgO的含量由原來的16-20%降至10%以下，爐渣 中Cr2O3由原來的2% -3%降低至1% -1.5%，有效地降低了爐渣中FeO含量，提高了高爐 脫硫效果，為煉鋼生產(chǎn)節(jié)約石灰，降低了冶金流程的生產(chǎn)成本，保證鋼水質(zhì)量，為后續(xù)生產(chǎn) 的各項(xiàng)指標(biāo)、消耗改善提供了原料基礎(chǔ)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。爐渣MgO的含量降低，顯著增加高 爐爐渣在水泥制造業(yè)中的使用量，對爐渣利用價(jià)值的提升、高爐指標(biāo)改善及合金收得率的 提高起到重要作用。
[0011] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：降低爐渣氧化鎂含量的高爐冶煉紅 土鎳礦方法，包括原料紅土鎳礦破碎、燒結(jié)和高爐冶煉的工序，原料紅土鎳礦破碎后進(jìn)行篩 分，粒度小于25mm的紅土鎳礦進(jìn)入燒結(jié)工序。
[0012] 其中本發(fā)明所述的紅土鎳礦主要是指低品位的紅土鎳礦，品位在0. 8~1. 5%。
[0013] 其中本發(fā)明在燒結(jié)工序的紅土鎳礦中不再拌入輕燒白云石。
[0014] 其中，上述方法中，先將原料紅土鎳礦用25mm篩進(jìn)行篩分，篩上物再進(jìn)行破碎和 用25mm篩進(jìn)行篩分，兩部分篩下物、即粒度小于25mm的紅土鎳礦進(jìn)入燒結(jié)工序。
[0015] 其中，上述方法中，燒結(jié)工序得到的燒結(jié)礦中，MgO含量2~3%。
[0016] 其中，上述方法高爐冶煉出渣過程中，向高爐渣中噴入煉鋼轉(zhuǎn)爐精煉還原渣（即 不銹鋼冶煉AOD爐渣）進(jìn)行二次成渣，煉鋼轉(zhuǎn)爐精煉還原渣的噴入量小于高爐渣質(zhì)量的 1/12〇
[0017] 其中，上述方法中，高爐冶煉后得到的高爐渣中，MgO含量8~10%。
[0018] 其中，上述方法中，高爐冶煉后得到的高爐渣二元堿度0. 8~0. 9,爐渣中Al2O3含 量在20%以內(nèi)。
[0019] 其中，上述方法中，所述煉鋼轉(zhuǎn)爐精煉還原渣MgO含量小于8%，CaO質(zhì)量含量 45 ~55%。
[0020] 其中本發(fā)明所指的MgO、A1203、CaO含量均為質(zhì)量含量。
[0021] 本發(fā)明的有益效果是：發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，低品位的紅土鎳礦在篩選和破碎過程中存在 部分塊礦，這些塊礦難以破碎，并且紅土鎳礦中大部分MgO集中在這些塊礦中，塊礦中MgO、 Si02、Al2O3含量在20%~30%，甚至達(dá)30%以上，這些塊礦在申請人原工藝中都是經(jīng)破碎 獲得一定粒度后拌入燒結(jié)原料中，由此對高爐渣成分影響較大，不利于高爐的順行，由此申 請人將難以破碎的塊礦篩分除去，降低高爐渣的MgO含量。另外，本發(fā)明進(jìn)行的爐外二次成 渣反應(yīng)，能夠充分利用高爐渣的熱量，添加一定比例的低MgO、高CaO、自然粉化粒度細(xì)、具 有良好成渣反應(yīng)界面的煉鋼轉(zhuǎn)爐精煉還原渣，能夠降低高爐渣熔點(diǎn)、提高其流動(dòng)性，化渣良 好，融化迅速，并且進(jìn)一步的降低了高爐渣中氧化鎂含量。經(jīng)過上述措施，本發(fā)明有效地將 高爐爐渣MgO的含量由原來的16~20%降至10%以下，爐渣中Cr 2O3由原來的2~3%降 低至1~1. 5%，有效地降低了爐渣中FeO含量，提高了高爐脫硫效果，為煉鋼生產(chǎn)節(jié)約石 灰，降低了冶金流程的生產(chǎn)成本，保證鋼水質(zhì)量，為后續(xù)生產(chǎn)的各項(xiàng)指標(biāo)、消耗改善提供了 原料基礎(chǔ)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。爐渣MgO的含量降低，顯著增加高爐爐渣在水泥制造業(yè)中的使用 量，對爐渣利用價(jià)值的提升、高爐指標(biāo)改善及合金收得率的提高起到重要作用，也解決了部 分精煉還原渣堆放困難、揚(yáng)塵嚴(yán)重的環(huán)保問題。
【附圖說明】
[0022] 圖1為實(shí)施例高爐渣中MgO及Cr2O3含量變化曲線；
[0023] 圖 2 為 Al2O3含量 20% 的 CaO-MgO-SiO 2-Al203四元相圖；
[0024] 圖 3 為 MgO 含量 5%、10%及 15%的 CaO-MgO-SiO2-Al2O3相圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 技術(shù)原理：
[0026] 如圖2所示的CaO-MgO-SiO2-Al2O 3四元系中，Al 203含量為20%時(shí)，隨著二元堿度 升高，液相線溫度升高；MgO含量在5 %~20 %區(qū)間，隨著MgO升高，1400°C液相線區(qū)間先增 大后減小，當(dāng)MgO含量大于13%后，爐渣熔點(diǎn)大于1500°C，將對冶煉順行帶來影響。
[0027] 如圖3所示的CaO-MgO-SiO2-Al2O 3四元系中，爐渣中MgO由5 %增加到10 %， 1500°C液相區(qū)增大，表明爐渣熔點(diǎn)有所上升，但MgO繼續(xù)增大到15%時(shí)液相區(qū)縮小，1600°C 液相區(qū)增大，爐渣熔點(diǎn)上升明顯，因此MgO在高爐終渣中起良好作用的區(qū)間約在5 %~15 % 之間。
[0028] MgO的加入主要是對爐渣的粘度產(chǎn)生影響，隨著Al2O3達(dá)到一定含量時(shí)，MgO的存在 能與Al 2O3, SiO2，硅酸鹽反應(yīng)生成一系列低熔點(diǎn)化合物，使粘度有一定下降，渣中保證一定 量的MgO對爐渣的冶金性能提升提供動(dòng)力學(xué)條