專利名稱：用低鎳物料冶煉鎳鐵及含鎳鐵水工藝及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有色金屬冶金領(lǐng)域，特備是涉及一種用低含鎳物料冶煉鎳鐵及含鎳鐵水工藝， 以及實(shí)現(xiàn)這種工藝的設(shè)備。
背景技術(shù)：
鎳是一種重要的戰(zhàn)略金屬，是優(yōu)良的耐腐蝕材料，鎳不僅是制造鎳合金的基礎(chǔ)材料，更 是其它合金(鐵、銅、鋁基等合金)中的合金元素。鎳主要用于冶金行業(yè)，是生產(chǎn)不銹鋼，特 種鋼，高溫合金、精密合金和耐熱合金等的重要合金元素。鎳在電鍍、磁性材料、電子、電 器及電磁和傳感器、儲(chǔ)氧合金、形態(tài)記憶合金及國防和航空、航天、火箭技術(shù)等領(lǐng)域中也有 著廣泛的應(yīng)用，如將超級(jí)的鎳或鎳合金用作高溫結(jié)構(gòu)材料，鎳及其合金用于特殊用途的零部 件、儀器制造、機(jī)器制造，火箭技術(shù)裝備，原子反應(yīng)堆中；鎳在化學(xué)工業(yè)中也有著特殊的價(jià) 值，用于生產(chǎn)堿性蓄電池，多孔過濾器，催化劑，顏料，染料等；大型工廠經(jīng)常使用鎳包復(fù) 鋼，此鎳包復(fù)層由熱軋或焊接而成；鎳用于制作腐蝕性化工產(chǎn)品的生產(chǎn)部件。目前，全世界鎳 的消費(fèi)量僅次于銅、鋁、鉛、鋅而居有色金屬第五位，被視為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要戰(zhàn)略物質(zhì)， 其資源的有效開發(fā)和綜合利用一直為各國所重視。
目前全球約2/3的鎳用于不銹鋼的生產(chǎn)。我國將是一個(gè)極具發(fā)展?jié)摿Φ逆嚰安讳P鋼消費(fèi) 市場，鎳行業(yè)發(fā)展蘊(yùn)藏著巨大潛力。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國2007年不銹鋼的產(chǎn)量約為720余萬噸，占 全世界不銹鋼產(chǎn)量的25%,已成為世界第一不銹鋼生產(chǎn)大國，但2007年我國不銹鋼的進(jìn)口量 仍然達(dá)到169萬噸，按照我國的不銹鋼消費(fèi)量和現(xiàn)有的生產(chǎn)能力，預(yù)計(jì)2 3年內(nèi)我國不銹鋼 行業(yè)仍會(huì)快速發(fā)展，年產(chǎn)量有望突破IOOO萬噸，國內(nèi)有限的鎳資源已無法滿足，已成為影響 不銹鋼產(chǎn)業(yè)的發(fā)展瓶頸。
隨著不銹鋼產(chǎn)量的大幅度增長，以及鎳基耐熱合金的大規(guī)模發(fā)展和應(yīng)用，對金屬鎳的需 求也與日俱增。但是，就鎳礦資源現(xiàn)狀而言，我國的含鎳物資主要集中在金川的硫化物共生 礦，其產(chǎn)量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的需要。我國鎳產(chǎn)量與鎳消耗量之間存在著極 大的差距，為此，我國年都要消耗巨額外匯從菲律賓、巴西、哥倫比亞、澳大利亞、加拿大 等國大量進(jìn)口鎳鐵合金或者進(jìn)口紅土鎳礦、蛇紋石鎳礦來生產(chǎn)冶煉鎳鐵，而進(jìn)口的紅土鎳礦 和蛇紋石鎳礦都是以氧化鎳為主的含鎳礦物，它是含鎳橄欖巖在熱帶或亞熱帶地區(qū)經(jīng)過大規(guī) 模的長期風(fēng)化淋濾變質(zhì)而成的，是由鐵、鋁、硅等含水氧化物組成的疏松的粘土狀礦石，由 于鐵的氧化，巖石呈紅色，所以被稱為紅土鎳礦，其鎳的含量根據(jù)所開采的層次而不同，褐 鐵礦層Ni的含量約為0.8 1.5%，過渡層Ni的含量約為1.5 1.8%，腐植土層Ni的含量約 為1.8 3.0%，由于含鎳量較低使其提取鎳的工藝成本高、工藝復(fù)雜、產(chǎn)量低、污染嚴(yán)重，因 而致使該礦藏長期以來沒有得到大規(guī)模的開發(fā)利用。針對這種低品位鎳物料，目前我國生產(chǎn) 鎳鐵的工藝主要有二種 一為高爐冶煉鎳鐵，該工藝的特點(diǎn)是產(chǎn)量大，但耗資巨大，(128立方米高爐需耗資3000萬左右)，生產(chǎn)成本高(焦比高，約為還原法的一倍)，且對高爐損壞嚴(yán) 重，如我國專利申請?zhí)?00510102985.X和200510102984.5均為將紅土鎳礦破碎篩分后與焦 粉、生石灰石混合配料進(jìn)行燒結(jié)后得到燒結(jié)塊，然后將燒結(jié)塊再與焦炭、石灰/生石灰、白云 石和螢石混合配比后進(jìn)行高爐冶煉得到鎳鐵。該工藝是在鎳價(jià)格較高的情況下，國內(nèi)部分地 區(qū)提出的采用紅土鎳礦作原料，利用高爐(大部分為國家已要求淘汰的小高爐)冶煉制造含 鎳鐵水的方法，經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐表明，該方法具有明顯的不足(l)渣量較大(大于1120Kg/t);(2) 爐渣堿度低，不利于脫硫；(3)焦炭比高，大于1000Kg/t; (4)需配加螢石調(diào)整爐渣粘度； (5)高爐利用系數(shù)低，產(chǎn)量低(6)所生產(chǎn)的鎳鐵質(zhì)量差，含硫、磷量較高，含硅量較高， 不利于爐外脫磷；(7)該工藝為傳統(tǒng)高爐流程，該工藝所生產(chǎn)的鎳鐵存在加工成本高，環(huán)境 污染大，工序多等缺陷；二為電爐冶煉鎳鐵(也稱熔融法冶煉)，其工藝同上，所不同點(diǎn)僅是 將高爐改成礦熱爐或電弧爐，該工藝耗能高，生產(chǎn)成本高。為降低成本，提高質(zhì)量，我國開 展了利用紅土礦生產(chǎn)鎳鐵的制備工藝和設(shè)備研究，如我國專利申請?zhí)?00610163832.0號(hào)公開 了一種采用轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)含鎳鐵精礦球團(tuán)的工藝，該工藝雖然與傳流濕法浸出方法相比，具有 工藝流程短，操作簡單，溫度可控，反應(yīng)速度快，還原時(shí)間短，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，但該工 藝中普遍存在產(chǎn)品的含硫量高，不能滿足電爐煉鋼的要求，且同時(shí)存在著海綿鐵的再氧化問 題，降低了產(chǎn)品的金屬化率，且設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，操作技術(shù)難度大；我國專利申請?zhí)?200710072147.1號(hào)公開了一種以紅土鎳礦為原料用隧道窯直接還原鎳鐵的方法，該工藝可以 解決采用高爐冶煉鎳鐵及采用電爐冶煉鎳鐵所存在的投資大，生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)出的鎳鐵含 碳高的問題，但由于采用隧道窯工藝，其單位產(chǎn)量低，占地面積大，且由于隧道窯需要大量 的耐火材料制造的反應(yīng)罐，這些反應(yīng)罐需反復(fù)加熱和冷卻，即大量的消耗能源，也增加了反 應(yīng)時(shí)間，降低了反應(yīng)罐的壽命，增加了消耗，并需專門設(shè)置裝、出罐的場地，導(dǎo)致占地面積 大，勞動(dòng)強(qiáng)度大，成本高，機(jī)械化程度低，熱效率低，影響了經(jīng)濟(jì)效益。
在含鎳原料中，除紅土鎳礦和蛇紋石鎳礦外，在不銹鋼生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的煙道灰、層泥、鐵 磷等廢棄物內(nèi)，均含有大約1 4%的0203、 NiO、 FeO及Ti、 Mn、 Mo、 Cu、 Nb等貴重金 屬和金屬氧化物，由于受回收工藝的限制而大量堆積拋棄。據(jù)測算，我國冶煉1噸不銹鋼平 均產(chǎn)生除塵灰約為36.4公斤，其中含有40 60%的金屬和貴重金屬，這些廢棄物不但占用大 量的場地，而且會(huì)帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染，同時(shí)造成資源的巨大浪費(fèi)。為此，國內(nèi)除開展采用 含鎳鐵礦生產(chǎn)鎳鐵的研究外，近幾年同時(shí)開展了采用不銹鋼鐵磷，不銹鋼冶煉中的煙道灰， 層泥、粉塵等含鎳的合金廢棄物生產(chǎn)鎳鐵的工藝研究，其生產(chǎn)工藝大多采用隧道法還原，如 中國專利申請?zhí)?00410092402.5號(hào)，該工藝雖然解決了鎳資源的回收利用，但由于采用隧道 窯工藝，其優(yōu)缺點(diǎn)同上所述。因此，研究開發(fā)一種新型低成本、高效率、可以廣泛使用各種 廉價(jià)資源生產(chǎn)含鎳鐵合金的制備工藝和設(shè)備對促進(jìn)我國鎳鐵發(fā)展具有一定的實(shí)際意義。
在還原設(shè)備上，除以上所述的各種還原設(shè)備外，國內(nèi)外還大量使用豎爐法進(jìn)行還原，豎 爐法還原是以對流的方式工作，礦石從爐頂加入，固態(tài)爐料自上向下移動(dòng)，還原氣自還原帶 下部加入并向上移動(dòng)，并與爐料形成對流，爐料鐵礦石與還原氣體都是逆向運(yùn)動(dòng)和移動(dòng)的反應(yīng)過程，其反應(yīng)過程與高爐h部間接還原帶相似，是一個(gè)不出現(xiàn)熔化現(xiàn)象的還原冶煉過程。 入爐料與還原氣分布均勻，豎爐內(nèi)固體爐料向下運(yùn)動(dòng)時(shí)與上升的還原氣體間的傳質(zhì)進(jìn)行熱交 換(還原)，是個(gè)接近理想狀態(tài)的氣-固逆流反應(yīng)過程，還原完畢的海綿鐵從爐底排出。該設(shè) 備結(jié)構(gòu)簡單，自動(dòng)化程度高，產(chǎn)量大，但目前國內(nèi)外的豎爐均采用外部加熱還原，由于料層 高，阻力大，爐料中心和邊緣氣流不均勻，溫差大，造成能耗高，產(chǎn)量和質(zhì)量均不穩(wěn)定。同 時(shí)，由于采用外部加熱，使?fàn)t體結(jié)構(gòu)和風(fēng)量配置不夠理想，使得球團(tuán)中心氧化亞鐵未得到充 分還原而形成低熔點(diǎn)混合物，造成爐膛結(jié)瘤和大塊導(dǎo)致使停爐，影響生產(chǎn)的進(jìn)行。
為消除上述豎爐的弊端，我國ZL96205053.9號(hào)專利中公布了一種直接還原生產(chǎn)海綿鐵的 罐式爐裝置。該裝置是在爐底基礎(chǔ)上砌筑爐體、燃燒室、火道、空氣道、煙道、反應(yīng)罐、爐 架及檢測、控制裝置?；鸬朗欠纸M、分層、水平交錯(cuò)排列的并且環(huán)繞在反應(yīng)罐的周圍；反應(yīng) 罐可以是結(jié)構(gòu)相同的若干組；火道、燃燒室與反應(yīng)罐的組數(shù)相對應(yīng)。反應(yīng)罐位于爐體內(nèi)部的 部分是由耐火材料砌筑的，位于爐體外部的部分是金屬結(jié)構(gòu)的水套，該水套下部安裝有排料 器。由于采用了結(jié)構(gòu)緊湊的爐體結(jié)構(gòu)，使得該設(shè)備占地面積小，是同等產(chǎn)量隧道窯的1/10以 下，由于火道采用多層水平、交錯(cuò)排列結(jié)構(gòu)，使得火道里的熱效率提高，燃耗降低，使用該 裝置生產(chǎn)海綿鐵，可使反應(yīng)罐始終處于工作溫度狀態(tài)，不必反復(fù)加熱冷卻，所以與隧道窯相 比降低30%的能耗，成本也相應(yīng)的降低，同時(shí)，該裝置采用的是若干組相對獨(dú)立的反應(yīng)罐， 每個(gè)反應(yīng)罐可根據(jù)還原工況隨時(shí)單獨(dú)調(diào)整爐料配比、還原冷卻時(shí)間等參數(shù)，可使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn) 定可靠。其生產(chǎn)工藝為將鐵精粉與一定量還原劑、脫硫劑混合或制成球團(tuán)，由進(jìn)料器間歇 或連續(xù)加入反應(yīng)罐，反應(yīng)罐由環(huán)繞它的若干組的火道加熱，熱量由燃燒室提供，罐內(nèi)爐料靠 自重緩慢下移，先在預(yù)熱段升溫至80(TC左右，然后在80(TC 115(TC內(nèi)還原一定時(shí)間后成為 海綿鐵，繼續(xù)下移，先后進(jìn)入空冷段與水冷段、海綿鐵溫度降至IO(TC左右，由排料器控制， 間歇或連續(xù)排出，然后通過磁選裝置將海綿鐵與殘?jiān)蛛x。該裝置雖然具有生產(chǎn)效率高，適 合大批量生產(chǎn)，但由于仍然采用罐外加熱工藝，因而熱效率低，還原速度慢，煤耗大，成本 高，使生產(chǎn)應(yīng)用得到限制。
為改變外加熱式豎爐的不足，我國ZL200720032603.5號(hào)專利中公布了另一種內(nèi)置式煤基 海綿鐵豎爐，該爐采用在豎爐內(nèi)部設(shè)置有內(nèi)置爐膽，爐膽壁上設(shè)有氣體流通孔，爐膽下部與 氣化爐上端形成調(diào)溫室，繞爐膽外周自上而下設(shè)有2 10條進(jìn)料槽道，該進(jìn)料槽道成嫘旋形， 由于該爐體設(shè)有內(nèi)置式爐膽及嫘旋槽道，能夠?qū)€原爐內(nèi)各部分的溫度加以控制，同時(shí)也使 爐內(nèi)的鐵礦石與煤同時(shí)自上向下緩緩地圍繞內(nèi)置式爐膽運(yùn)動(dòng)，并與爐體內(nèi)的上升溫度及還原 氣逆向充分接觸，提高熱效率和還原率。由于該工藝采用內(nèi)置爐膽加熱，比外部加熱的豎爐 熱效率有所提高，但由于采用單面加熱，仍然達(dá)不到高效率加熱的目的。同時(shí)該爐由于采用 多條嫘旋形進(jìn)料結(jié)構(gòu)，影響了爐內(nèi)生產(chǎn)空間的利用率，并對氣流的上升產(chǎn)生阻礙，且螺旋狀 的幾何形狀復(fù)雜，龐大的螺旋體加工起來非常困難，由于螺旋體長期處于高溫工況下，對螺 旋體材料的要求較高，所用金屬材料造價(jià)高，壽命短。在爐料下移過程中，還存在很大的問 題， 一旦礦石燒結(jié)成塊，堵塞住螺旋槽道，將會(huì)造成停工通爐的事故。上述研究一定程度上提高了紅土鎳礦的使用量，降低了生產(chǎn)成本，但仍沒有能夠從根本 上解決紅土鎳礦的使用，且存在冶金強(qiáng)度低，不易還原，生產(chǎn)成本高，環(huán)境污染大，電耗高， 還原溫度高，能耗大，生產(chǎn)效率低，技術(shù)復(fù)雜等不足，限制了上述各種鎳鐵生產(chǎn)工藝的推廣 應(yīng)用，使其至今未能走向工業(yè)化生產(chǎn)。而且上述的各種含鎳球團(tuán)制備工藝均屬于原料預(yù)處理 范疇，如生產(chǎn)鎳鐵合金或不銹鋼含鎳鐵水時(shí)，需將其再二次加熱冶煉，造成能源消耗量大， 工序多。為能夠直接生產(chǎn)鎳鐵合金和含鎳鐵水，國內(nèi)外同樣進(jìn)行了大量的研究開發(fā)工作，中 國專利申請?zhí)?00710066019.6號(hào)公開了一種從紅土礦中提取鎳鐵合金的方法，該方法將紅土 礦干燥脫水后加入焦粉進(jìn)行800。C 120(TC燒結(jié)得到燒結(jié)料，再將燒結(jié)料與熔劑以及還原劑 進(jìn)行二次配比后燒結(jié)，然后將燒結(jié)好的爐料加入電弧爐埋弧熔煉；中國專利申請?zhí)?200610163834.X號(hào)公開了一種轉(zhuǎn)底爐一電爐聯(lián)合法處理紅土鎳礦生產(chǎn)鎳鐵方法，工藝步驟包 括紅土鎳礦經(jīng)破磨、加入一定比例的碳質(zhì)還原劑和復(fù)合添加劑與紅土鎳礦混磨，用球蛋成型 機(jī)制成球團(tuán)，在200。C 40(TC干燥4 6小時(shí)，采用轉(zhuǎn)底爐在95(TC 130(TC， 10 40min進(jìn) 行快速還原。還原焙燒后，采用電爐熔分，得到高品位的鎳鐵，上述二種該方法均存在著工 藝繁多，冶煉時(shí)由于燒結(jié)料中的渣量大，因而耗電量大，生產(chǎn)時(shí)間長，產(chǎn)品中硫、磷含量大， 夾雜物多，質(zhì)量差，使不銹鋼和含鎳鑄件產(chǎn)生熱脆、冷脆等質(zhì)量問題，因而需要在后續(xù)的工
序中脫除上述雜質(zhì)，提升鎳鐵品位和質(zhì)量。目前使用精煉的方法主要有以下幾種1、用堿性
渣在電爐中脫硫，通過吹氧氧化其它雜質(zhì)。2、將粗鎳熔液倒入鋼包中使用蘇打灰脫硫，脫硫 后的鎳鐵液在L-D型轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行吹氧冶煉，造堿性渣除去硅、碳和磷等雜質(zhì)。3、將粗鎳鐵 水倒入搖包中加入碳化鈣、石灰進(jìn)行脫硫，然后倒入轉(zhuǎn)爐中吹氧精煉。上述各種方法存在著 脫硫、脫磷、脫硅和脫除其它雜質(zhì)速度慢，工序多，鎳鐵的收得率低。
由上述可見，我國目前主要的生產(chǎn)工藝仍然是采用傳統(tǒng)的火法冶煉工藝進(jìn)行生產(chǎn)鎳鐵， 所生產(chǎn)的鎳鐵的含鎳量可達(dá)6 15%，可直接將其用于制造不銹鋼和低含鎳量的合金等產(chǎn)品， 可以降低生產(chǎn)成本，而含鎳海綿鐵(也稱直接還原鎳鐵〉可以直接代替不銹鋼廢鋼使用，并 己成為不銹鋼及含鎳合金鋼生產(chǎn)的主要原料。上述研究一定程度上提高了低含鎳氧化鎳礦的 使用量和低含鎳冶金廢棄物的開發(fā)利用，降低了生產(chǎn)成本，但仍沒有能夠從根本上解決紅土 鎳礦的使用，且存在冶金強(qiáng)度低，不易還原，生產(chǎn)成本高，環(huán)境污染大，電耗高，還原溫度 高，能耗大，生產(chǎn)效率低，技術(shù)復(fù)雜等不足，限制了上述各種鎳鐵生產(chǎn)工藝的推廣應(yīng)用，使 其至今未能走向工業(yè)化生產(chǎn)。
因此，開發(fā)研究還原溫度低，速度快，成本低，冶煉能耗少，質(zhì)量好，環(huán)境污染少，可 以廣泛使用各種廉價(jià)資源的低含鎳氧化物礦、含鎳粉塵、煙道灰、層泥、鐵磷冶金廢棄物冶 煉鎳鐵合金的工藝和設(shè)備，減少對硫化物鎳礦資源和純鎳的依賴，從而為不銹鋼生產(chǎn)和鎳鐵 合金應(yīng)用行業(yè)提高優(yōu)質(zhì)低價(jià)原料，是降低鎳鐵合金和不銹鋼冶煉成本，提高鋼鐵產(chǎn)品和鎳鐵 合金競爭能力的一個(gè)重要發(fā)展方向，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
在上述各文獻(xiàn)中用于生產(chǎn)含鎳和鎳鉻的海綿鐵的礦粉和還原劑、脫硫劑的粒度均為200 目以上的顆粒，由于所用原料的顆粒較粗，使還原反應(yīng)需在115(TC 130(TC的高溫下進(jìn)行，能源消耗量人，還原速度慢，還原反應(yīng)時(shí)間長，能量利用效率低，環(huán)境污染嚴(yán)重。為此，國 內(nèi)外近年來開展了氧化鐵粉低溫還原的研究。文獻(xiàn)《中國冶金》雜志(2007年第8期第23~~28 頁)中報(bào)道了"微納米氧化鐵粉低溫還原特性的研究"，報(bào)導(dǎo)屮公開了一種用微納米氧化鐵粉
(粒度為61um 16um)在28(TC 40(TC內(nèi)在氫氣氣氛下經(jīng)3 20min對鐵粉進(jìn)行還原的研究 成果。但是，H2的制備成本昂貴，且H2的一次利用率僅為25。/。左右，噸鐵能耗較高，而且
目前工業(yè)卜-大批量制備微納米粉體尚有難度，且制備成本高，該成果在目前條件下尚還不具 備工業(yè)化應(yīng)用，且該成果僅用于鐵的還原，尚未有用于鎳鐵的還原。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種還原溫度低、還原速度快、能源消耗少、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn) 成本低、設(shè)備投資小，機(jī)械化程度高，環(huán)境污染小的可使用低品位的氧化鎳礦、氧化鎳鉻礦 或含鎳、含鎳鉻的冶金廢棄物還原后直接冶煉鎳鐵及含鎳鐵水工藝及設(shè)備。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題的設(shè)備方案是
該設(shè)備由還原設(shè)備和冶煉設(shè)備兩套系統(tǒng)組成。其中還原設(shè)備采用豎爐爐體結(jié)構(gòu)，還原設(shè) 備包括有爐底座(12)、上爐體、下爐體、上爐罩、烘干床爐箅子(25〉、密封下料裝置(1)、 凈化裝置和和余熱循環(huán)裝置，在爐底座的上方連接有上爐體，在爐底座的下方連接有下爐體， 在上爐體的上端連接有上爐罩，烘干床爐箅子位于上爐體內(nèi)上端，凈化裝置通過管道與上爐 體和下爐體連接，余熱循環(huán)裝置與下爐體連接。
冶煉設(shè)備由電渣爐、電渣爐供電系統(tǒng)、電極升降裝置、氣體吹入系統(tǒng)、電極和密封罩組 成，電渣爐根據(jù)冶煉要求不同，采用有襯電渣爐、半有襯電渣爐進(jìn)行冶煉。
所述的還原設(shè)備中的上爐體包括內(nèi)加熱罐(2)、還原氣出口 (3)、外加熱還原罐(4)、 加熱進(jìn)氣孔(5)、煤氣管(6)、耐火磚(7)、燃?xì)鈬娮?8)、耐火纖維(9)、還原爐外殼(10)、 內(nèi)外加熱罐進(jìn)氣孔(11)、內(nèi)加熱煤氣管(20)、內(nèi)加熱燃?xì)鈬娮?21)、加熱室(39)、焙燒 還原區(qū)(43)，還原爐外殼、耐火磚層、外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐依次套裝，還原爐外殼位于 最外層，內(nèi)加熱罐位于最內(nèi)層，在內(nèi)加熱罐中心有內(nèi)加熱煤氣管，內(nèi)加熱煤氣管的端部連接 有內(nèi)加熱燃?xì)鈬娮欤谶€原爐外殼與耐火磚層之間有耐火纖維，在耐火磚層內(nèi)為加熱室，有 煤氣管穿過還原爐外殼、耐火纖維和耐火磚層，煤氣管端部連接有燃?xì)鈬娮?，燃?xì)鈬娮煳挥?加熱室內(nèi)，內(nèi)加熱罐與外加熱還原罐之間為焙燒還原區(qū)，在內(nèi)加熱罐上的上段有還原氣出口、 在下段有內(nèi)外加熱罐進(jìn)氣孔，在外加熱還原罐h有加熱進(jìn)氣孔；上爐體伸入保護(hù)罩的部分為
v字型結(jié)構(gòu)，外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐體的中部向下設(shè)有多條斜形氣流通道，兩個(gè)罐體的斜 形氣流通道呈V字型布置，在兩個(gè)罐體中部向上均開有多個(gè)與罐體平行的氣流孔。
或者所述的上爐體包括內(nèi)加熱罐(2)、還原氣出口 (3)、外加熱還原罐(4)、加熱進(jìn)氣 孔(5)、耐火磚(7)、耐火纖維(9)、還原爐外殼(10)、內(nèi)外加熱罐進(jìn)氣孔(11)、燃煤燃 燒室(33)、出渣室(34)、內(nèi)加熱火道(38)、加熱室(39)、焙燒還原區(qū)(43)，還原爐外殼、 耐火磚層、外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐依次套裝，還原爐外殼位于最外層，內(nèi)加熱罐位于最內(nèi) 層，燃煤燃燒室(33)、出渣室(34)位于上爐體的下端，內(nèi)加熱火道(38)位于內(nèi)加熱罐(2)和外加熱還原罐(4)的下端，在還原爐外殼與耐火磚層之間有耐火纖維，在耐火磚層 內(nèi)為加熱室，內(nèi)加熱罐與外加熱還原罐之間為焙燒還原區(qū)，在內(nèi)加熱罐上的上段有還原氣出 口、在下段有內(nèi)外加熱罐進(jìn)氣孔，在外加熱還原罐上有加熱進(jìn)氣孔；上爐體伸入保護(hù)罩的部 分為V字型結(jié)構(gòu)，外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐體的中部向下設(shè)有多條斜形氣流通道，兩個(gè)罐體 的斜形氣流通道呈V字型布置，在兩個(gè)罐體中部向上均開有多個(gè)與罐體平行的氣流孔；
所述的上爐體為單孔一通道爐體結(jié)構(gòu)，或者上爐體為多孔一通道爐體結(jié)構(gòu)；爐體的布置 形式為單排一通道，或者爐體的布置形式為多排一通道；外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐在上爐體 內(nèi)分布有l(wèi)-50個(gè)，在外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐的罐體的中下部開有10-50個(gè)與罐體垂直線呈 斜形進(jìn)出氣孔，在罐體的中上部開有與罐體平行布置的進(jìn)出氣孔，其進(jìn)出氣孔在罐體上均勻 分布；外加熱還原罐的形狀為圓形或者為矩形；外加熱還原罐使用材質(zhì)為SiC或者耐火磚材 料制成，或者采用二種材料共同制造。 .
所述的下爐體包括冷卻過渡段(13)、螺旋出料機(jī)(18)、出料口 (29)、爐體支撐(31)、 內(nèi)外加熱罐支撐(32)，燃煤燃燒室(33)，冷卻過渡段位于內(nèi)加熱罐和外加熱還原罐的下部， 燃煤燃燒室與上爐體的焙燒還原區(qū)相連通，爐體支撐位于外側(cè)，內(nèi)外加熱罐支撐位于中心， 在冷卻過渡段的底部連接有螺旋出料機(jī)，在螺旋出料機(jī)的一端有出料口 。
所述的上爐罩包括爐罩(27)、煙囪(28)、除塵器(44)，煙囪位于爐罩的上端，除塵器 連接在煙囪上。
所述的凈化裝置包括余熱輸送管(19)、中余熱回收管(22)、上余熱回收管(26)、軸流 風(fēng)機(jī)(30)、右冷卻風(fēng)管(36)、右冷卻風(fēng)機(jī)(41)，在凈化裝置的上端通過上余熱回收管與上 爐罩連接，在凈化裝置的中間部位通過中余熱回收管連接在上爐體上端，上余熱回收管(26) 和中余熱回收管均通入至焙燒還原區(qū)，在凈化裝置的底部通過余熱輸送管通入至下爐體的燃 煤燃燒室內(nèi)，在余熱輸送管上連接有軸流風(fēng)機(jī)，在軸流風(fēng)機(jī)下方的余熱輸送管上連接有右冷 卻風(fēng)管，在右冷卻風(fēng)管上連接有右冷卻風(fēng)機(jī)。
所述的余熱循環(huán)裝置包括左余熱輸送管(14)、出水口 (15)、冷卻筒(16)、迸水口 (17)、 左冷卻風(fēng)管(35)、左冷卻風(fēng)機(jī)(42)，在下爐體外有冷卻筒，在冷卻筒上有進(jìn)水口和出水口， 左余熱輸送管通入至下爐體的燃煤燃燒室內(nèi)，在左余熱輸送管上連接有左軸流風(fēng)機(jī)，在左軸 流風(fēng)機(jī)下方的左余熱輸送管上連接有左冷卻風(fēng)管(35)，左冷卻風(fēng)管上連接有左冷卻風(fēng)機(jī)(42)。
所述的冶煉設(shè)備中的電渣爐根據(jù)冶煉方式的不同，分為有襯電渣爐、半有襯電渣爐兩種 爐體。其中有襯電渣爐由有襯電渣爐爐體(54)、密封罩(49)、電極升降系統(tǒng)(47)和供電電源部 分、氣體吹入系統(tǒng)組成，有襯電渣爐爐體(54)座落在有襯電渣爐爐體傾翻機(jī)構(gòu)(53)上，在有 襯電渣爐爐體(54)的底部連接有底電極(57)，通過電極升降裝置(47)將電極(46)插入有襯電渣 爐內(nèi)，在電極(46)上連接有電源(48)、電源開關(guān)(50)、底電源(51)，底電源(51)連接在底電極(57) 上與電極(46)組成供電回路，在有襯電渣爐爐體(54)的底部底電極(57)的一側(cè)安裝有氧氣透氣 磚(55)，在氧氣透氣磚(55)上連接有氧氣管(56),在底部底電極(57)的另一側(cè)安裝有氬氣透氣 磚(59)，在氬氣透氣磚(59)上連接有氬氣管(58)，有襯電渣爐內(nèi)有液態(tài)熔渣(52)和金屬熔液(60)，在有襯電渣爐的上部連接有導(dǎo)流槽(61)和球團(tuán)輸送機(jī)(63)，在有襯電渣爐的外部安裝有密封罩 (49),在密封罩(49)的上部連接有氣休回收管(45),氣體回收管(45)與連接在豎爐冷卻過渡段 (13)下部的余熱循環(huán)系統(tǒng)管道相連接，有襯電渣爐爐體傾翻機(jī)構(gòu)(53)安裝在爐體支架(64)上。
所述的半有襯電渣爐爐體根據(jù)電源的連接方式不同而分為電極加熱和導(dǎo)電環(huán)加熱兩種設(shè) 備結(jié)構(gòu)。其中電極加熱半有襯電渣爐由耐火材料爐體(65)、水冷結(jié)晶器(70)、抽定裝置(68) 和電源系統(tǒng)、電極升降裝置、吹氣系統(tǒng)、密封罩組成，耐火材料爐體(65)連接在水冷結(jié)晶 器(70)的上面，在水冷結(jié)晶器(70) —側(cè)的底部連接有進(jìn)水管69，在水冷結(jié)晶器(70)另 一側(cè)的上部連接有進(jìn)水管74，在耐火材料爐體(65)下面的一側(cè)安裝有氧氣透氣磚(55)，在 氧氣透氣磚(55)上連接有氧氣管(56)，在底部底電極(57)的另一側(cè)安裝有氬氣透氣磚(59)，在 氬氣透氣磚(59)上連接有氬氣管(58)，水冷結(jié)晶器(70)的下面連接有底水箱(71)，抽定裝 置(68)連接在底水箱(71)的下面，電極(46)通過電極升降裝置(47)插入半有襯電渣 爐的耐火材料爐體(65)內(nèi)，在電極(46)上連接有電源(48)、電源開關(guān)(50)、底電源(51)， 底電源(51)連接在底水箱(71)上與電極(48)組成供電回路，半有襯電渣爐內(nèi)有液態(tài)熔 渣(52)和金屬熔液(60),在半有襯電渣爐的上部連接有導(dǎo)流槽(61)和球團(tuán)輸送機(jī)(63)， 在有襯電渣爐的外部安裝有密封罩(49)，在密封罩(49)的上部連接有氣體回收管(45)， 氣體回收管(45)與連接在豎爐冷卻過渡段(13)下部的余熱循環(huán)系統(tǒng)管道相連接，半有襯 電渣爐爐體安裝在爐體支架(64)上；
所述的導(dǎo)電環(huán)加熱半有襯電渣爐由耐火材料爐體(65)、水冷結(jié)晶器(70)、抽定裝置(68) 和電源系統(tǒng)、電極升降裝置、吹氣系統(tǒng)、密封罩組成，耐火材料爐體(65)的下面安裝有導(dǎo) 電環(huán)(73)，在導(dǎo)電環(huán)底部(73) —側(cè)的底部連接有皿管72，在導(dǎo)電環(huán)底部(73)另一側(cè) 的上部連接有進(jìn)水管74，在導(dǎo)電環(huán)(73)下面的一側(cè)安裝有氧氣透氣磚(55),在氧氣透氣磚(55) 上連接有氧氣管(56)，在導(dǎo)電環(huán)(73)的另一倒安裝有氬氣透氣磚(59)，在氬氣透氣磚(59)上 連接有氬氣管(58)，在氧氣透氣磚(55)和氬氣透氣磚(59)的下面連接有水冷結(jié)晶器(70)，在水 冷結(jié)晶器(70) —側(cè)的底部連接有進(jìn)水管69，在水冷結(jié)晶器(70)另一側(cè)的上部連接有進(jìn)水 管74，在水冷結(jié)晶器(70)的下面連接有底水箱71，抽定裝置(68)連接在底水箱(71)的 下面，電源(48)連接在導(dǎo)電環(huán)(73)上，與電源開關(guān)(50)、底電源(51)和底水箱(71) 組成供電回路。
其余設(shè)備和結(jié)構(gòu)于電極加熱半有襯電渣爐相同，略。
所述的有襯電渣爐中的有襯爐爐體(54)是由耐高溫、耐渣蝕的耐火材料搗打或由耐火 磚砌鑄而成，其幾何形狀為即可為橢圓，亦可以為圓形、矩形、方形。
所述的有襯電渣爐、半有襯電渣爐的電源(48)為三相低電壓、大電流電源，亦可以為單 相低電壓、大電流電源，優(yōu)選三相電源。
所述的有襯電渣爐、半有襯電渣爐的電極(46)材料為石墨電極，亦可以為金屬材料自耗 電極或耐髙溫的導(dǎo)電陶瓷材料。所述的有襯電渣爐、半有襯電渣爐的電極升降裝置(47)具有電極夾持、電極上下升降、 電極旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
所述的導(dǎo)電環(huán)(72)為循環(huán)水冷結(jié)構(gòu)，材質(zhì)為導(dǎo)電的銅材、無磁鋼、不銹鋼或低碳鋼，在 導(dǎo)電環(huán)(72)的底部連接有導(dǎo)電環(huán)進(jìn)水管(71)，在導(dǎo)電環(huán)的上部連接有導(dǎo)電環(huán)出水管(73)。 解決其技術(shù)問題的工藝方案是
將含鎳鐵原料與還原劑、熔劑、催化添加劑混合，經(jīng)混合后粉碎到200目以下，制成混 合料；然后將混合料加入到球磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行球磨，制備成超細(xì)粉，對超細(xì)粉進(jìn)行鈍化；在催化 添加劑中加水溶化，得到水溶液，將超細(xì)粉、水溶液和粘結(jié)劑共同混合，混合均勻后造成球 團(tuán)物料；點(diǎn)燃豎式還原爐中的內(nèi)外加熱器中的燃料，將所制好的球團(tuán)物料經(jīng)過螺旋送料器送 入到還原爐內(nèi)，均勻松散地排布到烘干床爐箅子上，對球團(tuán)物料進(jìn)行烘干，球團(tuán)物料經(jīng)過干 燥后進(jìn)行焙燒，在焙燒區(qū)內(nèi)與燃?xì)庵械腃O、 112和揮發(fā)分中的碳?xì)浠衔锓磻?yīng)，球團(tuán)物料在 50(TC-110(TC的還原溫度下和催化劑的共同作用下，經(jīng)15-180分鐘的還原反應(yīng)后，得到金屬 化率達(dá)到90-95%的鎳鐵金屬化球團(tuán)(含鎳海綿鐵)、鎳鉻鐵金屬化球團(tuán)(含鎳鉻海綿鐵)，鎳 鐵金屬化球團(tuán)或鎳鉻鐵金屬化球團(tuán)進(jìn)入冷卻過渡段；余熱回收裝置將反應(yīng)后上升的熱氣作為 助燃風(fēng)與冷卻風(fēng)混合后一同對金屬化球團(tuán)進(jìn)行冷卻，吹入的冷卻風(fēng)吸收金屬化球團(tuán)的熱量， 在到達(dá)焙燒區(qū)時(shí)形成含氧的高溫氣體，對還原爐內(nèi)的燃?xì)膺M(jìn)行助燃，如此依次循環(huán)，剩余的 廢氣經(jīng)除塵后由煙囪排入大氣，預(yù)冷卻后的含鎳金屬化球團(tuán)在冷卻過渡段的下方進(jìn)入冷卻筒 內(nèi)，通過調(diào)節(jié)水冷強(qiáng)度和冷卻段冷卻風(fēng)量來調(diào)節(jié)出爐金屬化球的冷卻溫度，使其在500 90(TC 范圍內(nèi)通過螺旋出料機(jī)排出冷卻筒，將排出冷卻筒的高溫含鎳金屬化球團(tuán)不經(jīng)冷卻直接進(jìn)入 破碎機(jī)進(jìn)行熱破碎，破碎后的熱含鎳鐵物料直接進(jìn)行篩分，然后進(jìn)行磁選，使含鎳鐵物料與 殘煤和脈石分離，得到高品位的鎳鐵合金或鎳鉻鐵合金，打開有襯電渣爐電源開關(guān)，啟動(dòng)電 極升降裝置，將電極送入有襯電渣爐內(nèi)，將已加入到爐內(nèi)的固態(tài)電渣料通電熔化成液態(tài)熔渣， 或?qū)⒐虘B(tài)熔渣在爐外熔化后倒入有襯電渣爐內(nèi)，啟動(dòng)電極或?qū)щ姯h(huán)對所熔化的液態(tài)熔渣進(jìn)行 加熱到所需的165(TC 180(TC范圍內(nèi)，將經(jīng)磁選后得到的高品位鎳鐵合金或鎳鉻鐵合金通過 輸送機(jī)輸送到導(dǎo)流槽內(nèi)直接導(dǎo)入有襯電渣爐或半有襯電渣爐內(nèi)進(jìn)行熔化冶煉，或?qū)⑴懦隼鋮s 筒的高溫含鎳金屬化球團(tuán)，不經(jīng)破碎機(jī)熱破碎和磁選直接通過輸送機(jī)輸送到導(dǎo)流槽內(nèi)導(dǎo)入有 襯電渣爐或半有襯電渣爐內(nèi)進(jìn)行熔化冶煉，金屬化球團(tuán)中的A1203、 MgO、 Si02、 CaO可以 作為電渣爐渣料，然后根據(jù)冶煉產(chǎn)品質(zhì)量要求，配入適量的CaF2 、 A1203、 CaO、 Ti02 、 MnO、 Si02、 RE、 RexOy、 Na2B407、 Na20、 SiCa、 K20、 Al中的一種或多種物質(zhì)，以對球團(tuán)中的 脈石成分進(jìn)行調(diào)整，使其達(dá)到電渣冶金所需渣料成分要求，球團(tuán)中未燃燒完的煤炭進(jìn)入高溫 渣池內(nèi)繼續(xù)燃燒，既可以起到節(jié)約電能的作用，又可以起到脫氧的作用，同時(shí)，煤炭燃燒后 所產(chǎn)生的CO氣體還可以進(jìn)一步促進(jìn)球團(tuán)的還原，在熔化過程中，根據(jù)冶煉產(chǎn)品的質(zhì)量要求， 通過氧氣管和透氣磚吹入適量的氧氣對所熔化的含鎳金屬液進(jìn)行脫碳，使所冶煉的鎳鐵合金 或含鎳鐵水達(dá)到所需含碳量，通過氬氣管和透氣磚吹入適量的氬氣對金屬熔池進(jìn)行攪拌，使 所冶煉的鎳鐵合金或含鎳鐵水達(dá)到所需純凈度要求，制造出所需質(zhì)量要求的含高、中、低、微碳量的高質(zhì)量鎳鐵合金或含鎳鐵水，所冶煉好的鎳鐵合金或含鎳鐵水可以通過安裝在爐體 支架上的有襯爐傾翻裝置倒入鋼水包進(jìn)行模鑄，制造成所需尺寸的鎳鐵合金，或通過水冷結(jié) 晶器結(jié)晶后通過抽定裝置從水冷結(jié)品器內(nèi)抽出后切斷成所需長度的產(chǎn)品。冶煉過程中所產(chǎn)生 的CO氣體在密封罩內(nèi)通過氣體回收管與從豎爐中回收的余熱和冷卻風(fēng)混合后一同進(jìn)入冷卻 過渡段的下部對含鎳金屬化球團(tuán)進(jìn)行冷卻和還原。
對經(jīng)過豎爐還原好的含鎳金屬化球團(tuán)，也可根據(jù)需要通過調(diào)整冷卻筒冷卻水流量，使含
鎳金屬化球團(tuán)在冷卻筒內(nèi)快速冷卻到ioo'c以下通過螺旋出料機(jī)排出冷卻筒，經(jīng)破碎和振動(dòng)
篩分后進(jìn)行磁選，與殘煤和脈石分離后進(jìn)行壓塊，得到高品位的鎳鐵合金或鎳鉻鐵合金產(chǎn)品 直接進(jìn)行銷售。
所述的鎳鐵原料為氧化鎳礦、氧化鎳鉻礦或含鎳的鐵磷、含鎳鉻的鐵磷、煙道灰、層
泥中的任意一種或?qū)⑵渲械亩N或二種以上的含鎳鐵原料按照一定的比例配比后的混合物； 所述的超細(xì)粉為粒度為75um-5um，其中顆粒度為10um-35um的粉體占85%以上。 所述的催化添加劑的物料配比(重量百分比)是由熔化劑10-50%、氧化劑10-30%、催
化助燃劑10-30%、成孔劑5-15%、晶核強(qiáng)化劑5-20%、助熔劑15-30%、自由基引發(fā)劑5-10%
所組成；其中(以下均為重量百分比)；
所述的熔化劑由含硼鐵精礦粉50-70%、四硼酸鈉(NaB4O7'10H2O) 10-30%、皂土 10-20%
組成，或者為其中的任意一種；
所述的氧化劑由硝酸鈉(NaN03) 50%、硝酸鉀(KN03) 50%組成，或者為硝酸鈉、硝
酸鉀中的任意一種；
所述的催化助燃劑為氯化鈉(NaCl)、氯化鉀(KC1)的任意一種，或者為其混合物，混 合比例不限；
所述的助熔劑為螢石(CaF2) 50%、三氧化二釔(Y203) 50%組成； 所述的晶核強(qiáng)化劑為二氧化鈰(Ce02)、硝酸(NaN03)的任意一種；或者為其混合物， 混合比例不限；
所述的自由基引發(fā)劑為烷氧基胺或芳基碳金屬鹽的任意一種；或者自由基引發(fā)劑為其混 合物，混合比例不限；
所述的成孔劑為聚氯乙烯、蛭石、珍珠巖、碳酸鈣的任意一種，或者為其混合物，混合 比例不限。
所述還原劑為固定碳大于65wf/n,灰分小于15wty。，揮發(fā)分為20 30wtyn的無煙煤、低
硫低灰分煙煤、焦煤、焦粉中的任意一種，或二種以上的混合物； 所述的熔劑為石灰、消石灰、白云石、石灰石中的任意一種。
所述的粘接劑為膨潤土、水玻璃、粘土、皂土、紙漿廢液中的任意一種；或者為二種以 上的混合物，混合比例不限。
所述的鎳鐵金屬化球團(tuán)物料成分配比(重量％)為含鎳鐵粉體70-90%、還原劑3-10%、 熔劑3-10%、粘結(jié)劑1-10%、催化添加劑0.1-5%組成，球團(tuán)粉體的顆粒粒度為5um-75um，其中10-35um的粒度占球團(tuán)所用物料總量的85。/。，還原反應(yīng)溫度為500"C'-110CTC，還原反應(yīng)時(shí) 間為15-190分鐘。
所述的磁選工藝為先將金屬化球團(tuán)破碎后進(jìn)入弱磁選機(jī)分離金屬化球團(tuán)中的煤灰、添 加劑和部分脈石，然后將經(jīng)過磁選后的粉體進(jìn)行濕法球磨到-200目后，采用搖床進(jìn)行重選， 重選后得到的鎳精礦粉采用2800-5500高斯的磁選機(jī)進(jìn)行磁選，得到含Cr量30 60%，含C 量在1-7%的鉻精礦粉，鉻收率為90 95%，將所得的鉻精礦粉進(jìn)行壓塊后制成鉻鐵合金或鉻 鎳鐵合金；
所述的燃料為煤氣、或者為煙煤、或者為無煙煤。
所述的電渣爐的渣料為CaF2 、Al203、CaO、Ti02 、MnO、Si02、RE、RexOy、Na2B 407、K2 a Na20、 SiCa、 Al中的二種或三種以上物質(zhì)所組成的多元渣系，堿度為1.2 1.8的高堿度渣； 所述的透氣磚透氣率為26 30%，吹氧氣、吹氬氣壓力為6 8Kg/cm2。 所述的脫碳工藝為包括通過透氣磚向熔池和渣池中吹入氧氣脫碳、吹入氬氣攪拌，或吹 入氬氣和氧氣的混合氣體進(jìn)行脫碳，或通過在熔渣中加入20%的赤鐵礦，20%的鐵磷配制成 氧化性熔渣進(jìn)行脫碳，還可以利用硅所具有的脫碳和還原雙層作用，通過在渣料中加入一定
比例的&02、以Si02取代部分碳進(jìn)行還原和脫碳，達(dá)到生產(chǎn)中、低含碳量的含鎳鐵水。
所述的有襯電渣爐的精煉工藝還包括通過透氣磚向熔池和渣'瓶中吹入采用吹氬進(jìn)行攪拌 精煉。
所述的有襯電渣爐也可以不使用密封罩進(jìn)行冶煉。 采用本發(fā)明工藝制備鎳鐵金屬化球團(tuán)，所用設(shè)備并不限于僅用本發(fā)明的內(nèi)外加熱豎式還 原爐生產(chǎn)，尚可采用隧道窯、回轉(zhuǎn)窯、轉(zhuǎn)爐、管式爐、豎爐、倒焰爐。
有益效果，由于釆用了上述方案，在本發(fā)明中采用超細(xì)粉體還原鎳鐵金屬化球團(tuán)，由于
超細(xì)粉在細(xì)化過程中發(fā)生畸變位錯(cuò)，產(chǎn)生一定的晶格畸變能，當(dāng)晶粒尺寸小于100nm后，產(chǎn) 生大量位錯(cuò)，從而形成許多活化中心，具有較高的活性，尺寸越小，比表面積越大，活性越 高，可以顯著降低反應(yīng)活化能，可在比普通鐵粉低得多的溫度下進(jìn)行還原，且氧化鐵粉體越
細(xì)，還原溫度越低，反應(yīng)速率越快，還原率越高?，F(xiàn)代材料學(xué)研究證明在氫氣氣氛下，當(dāng)
平均粒度為0.35um的氧化鐵粉在280'C的還原率可達(dá)51.3%，在4(XTC， 20分鐘條件下還原 率可達(dá)97.1%，幾乎完全還原。所以采用超細(xì)鐵粉進(jìn)行還原既縮短了反應(yīng)時(shí)間，又降低了還 原溫度，極大地降低反應(yīng)過程中的能耗、物耗，節(jié)約了人力、物力和還原成本。由于納米粉 體制備成本較高，生產(chǎn)效率低，考慮到納米粉體制備技術(shù)、牛產(chǎn)效率和制備成本，在目前的 技術(shù)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)尚有一定難度的現(xiàn)實(shí)。本發(fā)明將粉體粒度限定在10um-75um范圍 內(nèi)，其中10um-35um粒度的占90M，該粒度的粉體既可以充分利用現(xiàn)有粉體制備技術(shù)實(shí)現(xiàn)大 規(guī)模超細(xì)粉體生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)低成本，高效率生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鎳鐵金屬化球團(tuán)。
現(xiàn)代材料學(xué)研究證明，晶粒納米化程度越高，氧化鐵粉的反應(yīng)速度越快，但是納米粉體 的制備成本昂貴，生產(chǎn)效率低，本發(fā)明將催化劑技術(shù)應(yīng)用于本發(fā)明的制備工藝，在催化劑的 作用下，極大的改善了反應(yīng)動(dòng)力學(xué)條件，能夠更大幅度降低活化能，降低還原反應(yīng)溫度，提高還原反應(yīng)速度，實(shí)現(xiàn)低溫快速反應(yīng)，提高生產(chǎn)效率。
采用內(nèi)外加熱豎式還原爐，由于采用罐外加熱和罐內(nèi)中心加熱的雙向加熱技術(shù)，克服了 傳統(tǒng)豎爐的不足，使?fàn)t料在爐內(nèi)受內(nèi)外加熱，且反應(yīng)氣體在爐內(nèi)二次燃燒助熱節(jié)能，熱效率 高，能耗低，火焰穿透力強(qiáng)，溫度分布均勻，可控，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單可靠，可一爐多孔同一通 道，提高熱效率，操作方便，提高丫還原速度，實(shí)現(xiàn)快速還原，產(chǎn)量高，質(zhì)量穩(wěn)定，可以大 型化生產(chǎn)。
采用了豎爐法制備鎳鐵金屬化球團(tuán)的物料自上而下的連接運(yùn)行方式，但不同T豎爐的加 熱和還原方式，采用了隧道窯法的隔焰加熱方式，但不同于隧道窯中反應(yīng)罐的單體外部加熱 方式和罐體反復(fù)加熱、冷卻的運(yùn)行方式。本發(fā)明取其所長，避其所短，采用罐內(nèi)和罐外同時(shí) 加熱的新型豎式爐結(jié)構(gòu)，球團(tuán)采用爐體上部連續(xù)自上加入，還原后的鎳鐵金屬化球團(tuán)自爐底 流出，可使反應(yīng)罐始終處于工作溫度狀態(tài)，不必反復(fù)加熱冷卻。解決了隧道窯還原法還原時(shí) 間長，還原時(shí)還原罐需反復(fù)加熱和冷卻而造成的大量能源浪費(fèi)，耐火材料浪費(fèi)大，能耗高， 自動(dòng)化程度低的弊端，簡化了生產(chǎn)工序，提高了生產(chǎn)效率，降低了能源消耗，生產(chǎn)過程中無 耐火材料消耗，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化裝出料，改善了勞動(dòng)環(huán)境，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，無粘結(jié)、懸料、
結(jié)瘤、大塊故障，設(shè)備運(yùn)行可靠，與隧道窯相比降低能耗40%左右，實(shí)現(xiàn)了高度機(jī)械化生產(chǎn) 高質(zhì)量鎳鐵金屬化球團(tuán)。
采用一組或者幾組相對獨(dú)立的反應(yīng)罐生產(chǎn)，對于多組反應(yīng)罐，每個(gè)反應(yīng)罐可根據(jù)還原工 況隨時(shí)單獨(dú)調(diào)整爐料配比，還原冷卻時(shí)間等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)一爐多品種生產(chǎn)，可使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定 可靠，燃料適應(yīng)范圍廣，即可適用煤氣、天然氣、也可使用煤炭直接加熱。
采用煤基還原工藝，還原中采用煙煤、無煙煤作為直接還原劑，不使用焦碳，消除了焦 碳生產(chǎn)過程所造成的環(huán)境污染，由于采用低溫快速還原工藝，并在還原生產(chǎn)中采用余熱回收
二次使用，從而減少了煤的用量，降低了煙塵排放量，有利T環(huán)境保護(hù)。
采用資源相對豐富的低品位的氧化鎳礦、氧化鎳鉻礦作為鎳鐵的原料，其原料來源相對 廣泛，對原料的成分沒有要求，可以使用各種成分的含鎳或含鎳鉻原料，采用本發(fā)明的新型 內(nèi)外加熱式豎爐直接還原得到高品位的還原鎳鐵合金，原料適用性強(qiáng)，燃料來源廣泛，鎳和 鎳鉻的回收率高，生產(chǎn)成本低，由于還原反應(yīng)溫度在脈石的軟熔溫度以下固態(tài)還原，還原過 程中不產(chǎn)生熔化反應(yīng)，還原料中的有害元素P、 s等主要保留在渣相中，從而使所生產(chǎn)出的還 原鎳鐵合金的P、 S含量低、質(zhì)量好。同時(shí)，由于還原溫度低，使C02、 SO、 NO等有害氣 體量大幅度下降，環(huán)境友好。本制備丁藝和設(shè)備可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的礦熱爐和高爐冶煉方法，與 其它工藝相比生產(chǎn)成本降低50%，所制備的還原鎳鐵可以直接用于冶煉不銹鋼，為不銹鋼的 冶煉生產(chǎn)提供了低成本的鎳鐵合金或鎳鉻鐵合金，可以大量使用低品位的氧化鎳礦、氧化鎳 鉻礦或含鎳、含鎳鉻的冶金廢棄物或其混合體直接冶煉鎳鐵，減少對硫化物鎳礦資源和純鎳 的依賴，完全可以替代廢不銹鋼，成為不銹鋼的主要原料，從而為不銹鋼生產(chǎn)和鎳鐵合金應(yīng) 用行業(yè)提高優(yōu)質(zhì)低價(jià)原料，從而降低不銹鋼的生產(chǎn)成本。
采用鋼鐵工業(yè)廢棄物作為含鎳鐵或鎳鉻鐵原料生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鎳鐵合金或鎳鉻鐵合金，即減少了環(huán)境污染，又增加了鎳鐵原料的資源，節(jié)省了礦石資源消耗，降低了原料成本。
本發(fā)明生產(chǎn)鎳鐵合金的工藝和設(shè)備提高了產(chǎn)品的金屬化率，降低了產(chǎn)品的熔點(diǎn)，改善了 料層透氣性能，具冇催化助燃，抑制燒結(jié)過程屮的不良晶型轉(zhuǎn)變，促進(jìn)燒結(jié)過程SFEA形成 和抑制低溫還原粉化，強(qiáng)化燒結(jié)工藝過程，降低了產(chǎn)品的熔點(diǎn)和還原溫度，加快了還原速度， 縮短了還原時(shí)間，減弱了高溫還原過程中的二次氧化，可降低燃料消耗和電耗10%以上，改 善了鎳鐵合金的冶金性能，提高了產(chǎn)品的金屬化率，降低了廢氣中有害氣體的排放，減輕對 環(huán)境的污染。
本發(fā)明的還原工藝和設(shè)備使鎳鐵金屬化球團(tuán)的生產(chǎn)還原溫度低、還原速度快、能源消耗 少、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低、機(jī)械化程度高，達(dá)到本發(fā)明的目的。
采用有襯電渣爐冶煉鎳鐵或含鎳鐵水，是把電渣冶金原理和電弧爐結(jié)構(gòu)統(tǒng)一起來的特種 設(shè)備，它是將電能通過電極導(dǎo)入熔渣層并在熔渣層中形成電回路。當(dāng)電流通過熔渣層時(shí)由于 溶澄層具有一定的電阻而產(chǎn)生焦耳熱，從而將電能轉(zhuǎn)換為熱能。這種焦耳熱使熔渣加熱可達(dá)
到180(TC的高溫，具有比電弧爐溫度高的高溫熔渣和比電弧爐大上百倍的鋼渣界面比兩個(gè)特 點(diǎn)，熔渣的溫度高于鋼水溫度，冶煉的熱量來自熔渣，是高溫熔濟(jì)把熱量傳遞給鋼水以維持 鋼水溫度，它不同于電弧爐依靠電弧放出的熱量加熱鋼水。這個(gè)特點(diǎn)為爐渣內(nèi)進(jìn)行的物理化 學(xué)反應(yīng)創(chuàng)造了有利條件，為精煉和脫碳創(chuàng)造了良好的有利條件，金屬通過高溫渣池熔化，鋼 水以熔滴的形式進(jìn)入渣層，在熔滴通過渣層時(shí)被高溫活潑的熔渣所精煉。本發(fā)明采用改進(jìn)的 有襯電渣爐對還原后高溫鎳鐵金屬化球團(tuán)直接進(jìn)行電渣冶煉和精煉，金屬化球團(tuán)中的脈石直 接用作電渣渣料，減少了電渣漁料用量，節(jié)約了非金屬礦物的消耗，減少了生產(chǎn)工序，或?qū)?還原后金屬化球團(tuán)經(jīng)熱破、熱篩和磁選后直接進(jìn)入有襯電渣爐中進(jìn)行冶煉和電渣精煉，即減 少了環(huán)境污染，又降低了電耗。利用有襯電渣爐獨(dú)特的冶金特性，減少/合金燒損量，通過 高溫渣池提高了含鎳鋼水溫度，增加了含鎳鋼水的流動(dòng)性，使鋼水純度高質(zhì)量好，S、 P含量 低，生產(chǎn)效率高，適應(yīng)性強(qiáng)，靈活性高，設(shè)備投資少，設(shè)備和生產(chǎn)工藝簡單，可控參數(shù)少， 合金回收率高，可以冶煉含碳量^).03%的鎳鐵合金和不銹鋼，可以連續(xù)生產(chǎn)，亦可以間斷性 生產(chǎn)，開爐與停爐都比較方便。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1、還原溫度低、能耗低。2、反應(yīng)速度快，生產(chǎn)效率高。3、先進(jìn)
的內(nèi)外加熱設(shè)備，提高了加熱效率，確保了含鎳金屬化球團(tuán)質(zhì)量的均勻性。4、工藝流程短、 操作工藝簡單，設(shè)備投資少，機(jī)械化程度高，產(chǎn)量大。5、減少燃料消耗，降低環(huán)境污染。6、 原料適用性強(qiáng)、燃料來源廣泛，鎳和鎳鉻的回收率高。7、廢棄資源循環(huán)利用，節(jié)約了資源消 耗。8、產(chǎn)品S、 P含量低，非金屬夾雜物含量少，金屬材質(zhì)內(nèi)的純凈度高質(zhì)量好，冶煉合金 損耗小，能耗低，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低，適應(yīng)性強(qiáng)，靈活性高。
因而，本發(fā)明為處理各種不同類型的氧化鎳礦和含鎳冶金廢棄物作為主要含鎳鐵原料， 生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鎳鐵合金提供了一種新的工藝和設(shè)備，可以有效緩解我國不銹鋼行業(yè)鎳資源嚴(yán)重短 缺的困境，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益、環(huán)境效益顯著，具有良好的應(yīng)用和推廣前景。


圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的工藝流程圖 圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例的第一設(shè)備結(jié)構(gòu)圖 圖3為本發(fā)明第三實(shí)施例的第二設(shè)備結(jié)構(gòu)圖 圖4為本發(fā)明第四實(shí)施例的第二設(shè)備結(jié)構(gòu)圖 圖5為本發(fā)明第五實(shí)施例的第四設(shè)備結(jié)構(gòu)圖 圖6為本發(fā)明第六實(shí)施例的第五設(shè)備結(jié)構(gòu)圖 圖7為本發(fā)明第七實(shí)施例的第六設(shè)備結(jié)構(gòu)圖 圖8為本發(fā)明第八實(shí)施例的第一設(shè)備布置圖 圖9為本發(fā)明第九實(shí)施例的第二設(shè)備布置圖 圖IO為本發(fā)明第十實(shí)施例的第三設(shè)備布置圖 圖11為本發(fā)明第十一實(shí)施例的第四設(shè)備布置圖
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步的解釋說明，下列實(shí)施例并不限制本發(fā)明的保護(hù)范 圍，所有基于本發(fā)明的思想做的修改和調(diào)整都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例l:圖1為本發(fā)明的工藝流程圖，在圖1中，解決其技術(shù)問題的工藝方案是 將含鎳鐵原料與還原劑、熔劑、催化添加劑混合，經(jīng)混合后粉碎到200目以下，制成混 合料；然后將混合料加入到球磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行球磨，制備成超細(xì)粉，對超細(xì)粉進(jìn)行鈍化；在催化 添加劑中加水溶化，得到水溶液，將超細(xì)粉、水溶液和粘結(jié)劑共同混合，混合均勻后造成球 團(tuán)物料；點(diǎn)燃豎式還原爐中的內(nèi)外加熱器中的燃料，將所制好的球團(tuán)物料經(jīng)過螺旋送料器送 入到還原爐內(nèi)，均勻松散地排布到烘下床爐箅子匕對球閉物料進(jìn)行烘干，球團(tuán)物料經(jīng)過干 燥后進(jìn)行焙燒，在焙燒區(qū)內(nèi)與燃?xì)庵械腃O、 H2和揮發(fā)分中的碳?xì)浠衔锓磻?yīng)，球團(tuán)物料在 50(TC-ll(XrC的還原溫度下和催化劑的共同作用下，經(jīng)15-180分鐘的還原反應(yīng)后，得到金屬 化率達(dá)到90-95%的鎳鐵金屬化球團(tuán)(含鎳海綿鐵)、鎳鉻鐵金屬化球團(tuán)(含鎳海綿鐵)，鎳鐵 金屬化球團(tuán)或鎳鉻鐵金屬化球團(tuán)進(jìn)入冷卻過渡段；余熱回收裝置將反應(yīng)后上升的熱氣作為助 燃風(fēng)與冷卻風(fēng)混合后一同對金屬化球團(tuán)進(jìn)行冷卻，吹入的冷卻風(fēng)吸收金屬化球團(tuán)的熱量，在 到達(dá)焙燒區(qū)時(shí)形成含氧的高溫氣體，對還原爐內(nèi)的燃?xì)膺M(jìn)行助燃，如此依次循環(huán)，剩余的廢 氣經(jīng)除塵后由煙囪排入大氣，預(yù)冷卻后的含鎳金屬化球團(tuán)在冷卻過渡段的下方進(jìn)入冷卻筒內(nèi)， 通過調(diào)節(jié)水冷強(qiáng)度和冷卻段冷卻風(fēng)量來調(diào)節(jié)出爐金屬化球的冷卻溫度，使其在500 90(TC范 圍內(nèi)通過螺旋出料機(jī)排出冷卻筒，將排出冷卻筒的高溫含鎳金屬化球團(tuán)不經(jīng)冷卻直接進(jìn)入破 碎機(jī)進(jìn)行熱破碎，破碎后的熱含鎳鐵物料直接進(jìn)行篩分，然后進(jìn)行磁選，使含鎳鐵物料與殘 煤和脈石分離，得到高品位的含鎳的鎳鐵合金或含鎳鉻的鎳鉻鐵合金，打開有襯電渣爐電源 開關(guān)，啟動(dòng)電極升降裝置，將電極送入有襯電渣爐內(nèi)，將已加入到爐內(nèi)的固態(tài)電渣料通電熔 化成液態(tài)熔渣，或?qū)⒐虘B(tài)熔渣在爐外熔化后倒入有襯電渣爐內(nèi)，啟動(dòng)電極或?qū)щ姯h(huán)對所熔化 的液態(tài)熔渣進(jìn)行加熱到所需的1650"C 180(TC范圍內(nèi)，將經(jīng)磁選后得到的高品位鎳鐵合金或 鎳鉻鐵合金通過輸送機(jī)輸送到導(dǎo)流槽內(nèi)直接導(dǎo)入有襯電渣爐或半有襯電渣爐內(nèi)進(jìn)行熔化冶煉，或?qū)⑴懦隼鋮s筒的高溫含鎳金屬化球團(tuán)，不經(jīng)破碎機(jī)進(jìn)行熱破碎和磁選直接通過輸送機(jī) 輸送到導(dǎo)流槽內(nèi)導(dǎo)入有襯電渣爐或半有襯電渣爐內(nèi)進(jìn)行熔化冶煉，金屬化球團(tuán)中的A1203、 MgO、SK)2、CaO可以作為電渣爐渣料，然后根據(jù)冶煉產(chǎn)品質(zhì)量要求，配入適量的CaF2 、A1203、 CaO、 Ti02 、 MnO、 Si02、 RE、 RexOy、 Na2B407、 Na20、 SiCa、 K20、 Al中的一種或多種 物質(zhì)，以對球團(tuán)中的脈石成分進(jìn)行調(diào)整，使其達(dá)到電渣冶金所需渣料成分要求，球團(tuán)中未燃 燒完的煤炭進(jìn)入高溫渣池內(nèi)繼續(xù)燃燒，既可以起到節(jié)約電能的作用，乂可以起到脫氧的作用， 同時(shí)，煤炭燃燒后所產(chǎn)生的CO氣體還可以進(jìn)一步促進(jìn)球團(tuán)的還原，在熔化過程中，根據(jù)冶 煉產(chǎn)品的質(zhì)量要求，通過氧氣管和透氣磚吹入適量的氧氣對所熔化的含鎳金屬液進(jìn)行脫碳， 使所冶煉的鎳鐵合金或含鎳鐵水達(dá)到所需含碳量，通過氬氣管和透氣磚吹入適量的氬氣對金 屬熔池進(jìn)行攪拌，使所冶煉的鎳鐵合金或含鎳鐵水達(dá)到所需純凈度要求，制造出所需質(zhì)量要 求的含高、中、低、微碳量的高質(zhì)量鎳鐵合金或含鎳鐵水，所冶煉好的鎳鐵合金或含鎳鐵水
可以通過安裝在爐體支架上的有襯爐傾翻裝置倒入鋼水包進(jìn)行模鑄，制造成所需尺寸的鎳鐵 合金或通過水冷結(jié)晶器結(jié)晶后通過抽定裝置從水冷結(jié)晶器內(nèi)抽出后切斷成所需長度的產(chǎn)品。
冶煉過程中所產(chǎn)生的CO氣體在密封罩內(nèi)通過氣體回收管與從豎爐中回收的余熱和冷卻風(fēng)混
合后一同進(jìn)入冷卻過渡段的下部對含鎳金屬化球團(tuán)進(jìn)行冷卻和還原。
所述的鎳鐵原料為氧化鎳礦、氧化鎳鉻礦或含鎳的鐵磷、含鎳鉻的鐵磷、煙道灰、層
泥中的任意一種或?qū)⑵渲械亩N或二種以上的含鎳鐵原料按照一定的比例配比后的混合物； 所述的超細(xì)粉為粒度為75um-5um，其中顆粒度為10um-35um的粉體占85%以上。 所述的催化添加劑的物料配比(重量百分比)是由熔化劑10-50%、氧化劑10-30%、催
化助燃劑10-30%、成孔劑5-15%、晶核強(qiáng)化劑5-20%、助熔劑15-30%、自由基引發(fā)劑5-10%
所組成；其中(以下均為重量百分比)；
所述的熔化劑由含硼鐵精礦粉50-70%、四硼酸鈉(NaB4O7'10H2O) 10-30%、皂土 10-20%
組成，或者為其中的任意一種；
所述的氧化劑由硝酸鈉(NaN03) 50%、硝酸鉀(KN03) 50%組成，或者為硝酸鈉、硝
酸鉀屮的任意一種；
所述的催化助燃劑為氯化鈉(NaCl)、氯化鉀(KC1)的任意一種，或者為其混合物，混 合比例不限；
所述的助熔劑為螢石(CaF2) 50%、三氧化二釔(Y203) 50%組成; 所述的晶核強(qiáng)化劑為二氧化鈰(Ce02)、硝酸(NaN03)的任意一種；或者為其混合物， 混合比例不限；
所述的自由基引發(fā)劑為烷氧基胺或芳基碳金屬鹽的任意一種；或者自由基引發(fā)劑為其混 合物，混合比例不限；
所述的成孔劑為聚氯乙烯、蛭石、珍珠巖、碳酸鈣的任意一種，或者為其混合物，混合 比例不限。
本發(fā)明中的催化添加劑提高了產(chǎn)品的金屬化率，降低了產(chǎn)品的熔點(diǎn)，改善了料層透氣性能，具有催化助燃，抑制燒結(jié)過程中的不良晶型轉(zhuǎn)變，促進(jìn)燒結(jié)過程SFEA形成和抑制低溫 還原粉化，強(qiáng)化燒結(jié)工藝過程，降低了產(chǎn)品的熔點(diǎn)和還原溫度，加快了還原速度，縮短了還 原時(shí)間，減弱了髙溫還原過程中的二次氧化，可降低燃料消耗和電耗10%以上，改善了海綿 鐵的冶金性能，提高了產(chǎn)品的金屬化率，可降低廢氣中有害氣體的排放，減輕對環(huán)境的污染。
所述還原劑為固定碳大于65wt。/。，灰分小f 15wt%，揮發(fā)分為20 30wt。/。的無煙煤、低 硫低灰分煙煤、焦煤、焦粉中的仟意一種，或二種以上的混合物；
所述的熔劑為石灰、消石灰、白K石、石灰石中的任意一種。
所述的粘接劑為膨潤土、水玻璃、粘土、皂土、紙漿廢液中的任意一種；或者為二種以 上的混合物，混合比例不限。
所述的鎳鐵金屬化球團(tuán)物料成分配比(重量％)為含鎳鐵粉體70-90%、還原劑3-10%、 熔劑3-10%、粘結(jié)劑1-10%、催化添加劑0.1-5%組成，球團(tuán)粉體的顆粒粒度為5um-75um，其 中10-35um的粒度占球團(tuán)所用物料總量的85%，還原反應(yīng)溫度為50(TC-1 l(XTC，還原反應(yīng)時(shí) 間為15-190分鐘。
所述的燃料為煤氣、或者為煙煤、或者為無煙煤。
所述的電渣爐的渣料為CaF2 、Al203、CaO、Ti02 、MnO、Si02、RE、RexOy、Na2B407、K2 a Na20、 SiCa、 Al中的二種或三種以上物質(zhì)所組成的多元渣系，堿度為1.2 1.8的高堿度渣； 所述的透氣磚透氣率為26 30%，吹氧氣、吹氬氣壓力為6 8Kg/cm2。 所述的脫碳工藝為包括通過透氣磚向熔池和渣池屮吹入氧氣脫碳、吹入氬氣攪拌，或吹 入氬氣和氧氣的混合氣體進(jìn)行脫碳，通過在熔渣中加入20%的赤鐵礦，20%的鐵磷配制成氧 化性熔渣進(jìn)行脫碳，還可以利用硅所具有的脫碳和還原雙層作用，通過在渣料巾加入一定比
例的Si02、以Si02取代部分碳進(jìn)行還原和脫碳，達(dá)到生產(chǎn)中、低含碳量的含鎳鐵水。
所述的有襯電渣爐的精煉工藝還包括通過透氣磚向熔池和渣池中吹入采用吹氬進(jìn)行攪拌 精煉。
實(shí)施例2:圖2為本發(fā)明的第一設(shè)備結(jié)構(gòu)圖，在圖2中，本發(fā)明解決其技術(shù)問題的設(shè)備 方案是
本設(shè)備由還原設(shè)備和冶煉設(shè)備兩套系統(tǒng)組成。其中還原設(shè)備采用豎爐爐體結(jié)構(gòu)，還原設(shè) 備包括有爐底座(12)、上爐體、下爐體、上爐罩、烘干床爐箅子(25)、密封下料裝置U)、 凈化裝置和和金熱循環(huán)裝置，在爐底座的上方連接有上爐體，在爐底座的下方連接有下爐體， 在上爐體的上端連接有上爐罩，烘干床爐箅子位于上爐體內(nèi)上端，凈化裝置通過管道與上爐 體和下爐體連接，余熱循環(huán)裝置與下爐體連接。
冶煉設(shè)備由有襯電渣爐、電渣爐供電系統(tǒng)、電極升降裝置、氣體吹入系統(tǒng)、電極和密封 罩組成。
所述的還原設(shè)備中的上爐體包括內(nèi)加熱罐(2)、還原氣出口 (3)、外加熱還原罐(4)、 加熱進(jìn)氣孔(5)、煤氣管(6)、耐火磚(7)、燃?xì)鈬娮?8)、耐火纖維(9)、還原爐外殼(10)、 內(nèi)外加熱罐進(jìn)氣孔(11)、內(nèi)加熱煤氣管(20)、內(nèi)加熱燃?xì)鈬娮?21)、加熱室(39)、焙燒還原區(qū)(43)，還原爐外殼、耐火磚層、外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐依次套裝，還原爐外殼位于 最外層，內(nèi)加熱罐位于最內(nèi)層，在內(nèi)加熱罐中心有內(nèi)加熱煤氣管，內(nèi)加熱煤氣管的端部連接 有內(nèi)加熱燃?xì)鈬娮?，在還原爐外殼與耐火磚層之間有耐火纖維，在耐火磚層內(nèi)為加熱室，有 煤氣管穿過還原爐外殼、耐火纖維和耐火磚層，煤氣管端部連接有燃?xì)鈬娮欤細(xì)鈬娮煳挥?加熱室內(nèi)，內(nèi)加熱罐與外加熱還原罐之間為焙燒還原區(qū)，在內(nèi)加熱罐上的上段有還原氣出口、 在下段有內(nèi)外加熱罐進(jìn)氣孔，在外加熱還原罐上有加熱進(jìn)氣孔；上爐體伸入保護(hù)罩的部分為 V字型結(jié)構(gòu)，外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐體的中部向下設(shè)有多條斜形氣流通道，兩個(gè)罐體的斜 形氣流通道呈V字型布置，在兩個(gè)罐體中部向上均開有多個(gè)與罐體平行的氣流孔。
所述的上爐體為單孔一通道爐體結(jié)構(gòu)，或者上爐體為多孔一通道爐體結(jié)構(gòu)；爐體的布置
形式為單排一通道，或者爐體的布置形式為多排一通道；外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐在上爐體 內(nèi)分布有1-50個(gè)，在外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐的罐體的中下部開有10-50個(gè)與罐體垂直線呈 斜形進(jìn)出氣孔，在罐體的中上部開有與罐體平行布置的進(jìn)出氣孔，其進(jìn)出氣孔在罐體上均勻 分布；外加熱還原罐的形狀為圓形或者為矩形；外加熱還原罐使用材質(zhì)為SiC或者耐火磚材 料制成，或者采用二種材料共同制造。
所述的下爐體包括冷卻過渡段(3)、螺旋出料機(jī)(18)、出料口 (29)、爐體支撐(31)、 內(nèi)外加熱罐支撐(32)，燃煤燃燒室(33)，冷卻過渡段位于內(nèi)加熱罐和外加熱還原罐的下部， 燃煤燃燒室與上爐體的焙燒還原區(qū)相連通，爐體支撐位于外側(cè)，內(nèi)外加熱罐支撐位于中心， 在冷卻過渡段的底部連接有嫘旋出料機(jī)，在螺旋出料機(jī)的一端有出料口 。
所述的上爐罩包括爐罩(27)、煙囪(28)、除塵器(44)，煙囪位于爐罩的上端，除塵器 連接在煙囪上。
所述的凈化裝置包括余熱輸送管(19)、中余熱[Hl收管(22)、上余熱回收管(26)、軸流 風(fēng)機(jī)(30)、右冷卻風(fēng)管(36)、右冷卻風(fēng)機(jī)(41)，在凈化裝置的上端通過上余熱回收管與上 爐罩連接，在凈化裝置的中間部位通過中余熱回收管連接在上爐體上端，上佘熱回收管(26) 和中余熱回收管均通入至焙燒還原區(qū)，在凈化裝置的底部通過余熱輸送管通入至下爐體的燃 煤燃燒室內(nèi)，在余熱輸送管上連接有軸流風(fēng)機(jī)，在軸流風(fēng)機(jī)下方的余熱輸送管上連接有右冷 卻風(fēng)管，在右冷卻風(fēng)管上連接有右冷卻風(fēng)機(jī)。
所述的余熱循環(huán)裝置包括左余熱輸送管(14)、出水U (15)、冷卻筒(16)、進(jìn)水U (17)、 左冷卻風(fēng)管(35)、左^^卻風(fēng)機(jī)(42)，在下爐體外有冷卻筒，在冷卻筒上有進(jìn)水口和出水口， 左余熱輸送管通入至下爐體的燃煤燃燒室內(nèi)，在左余熱輸送管上連接有左軸流風(fēng)機(jī)，在左軸 流風(fēng)機(jī)下方的左余熱輸送管上連接有左冷卻風(fēng)管(35 )，左冷卻風(fēng)管上連接有左冷卻風(fēng)機(jī)(42 )。
所述的冶煉設(shè)備由有襯電渣爐爐體(54)、密封罩(49)、電極升降系統(tǒng)(47)和供電電源部分、 氣體吹入系統(tǒng)組成，有襯電渣爐爐體(54)座落在有襯電渣爐爐體傾翻機(jī)構(gòu)(53)上，在有襯電 渣爐爐體(54)的底部連接有底電極(57)，通過電極升降裝置(47)將電極(46)插入有襯電渣爐內(nèi)， 在電極(46)上連接有電源(48)、電源開關(guān)(50)、底電源(51)，底電源(51)連接在底電極(57)上與 電極(46)組成供電回路，在有襯電渣爐爐體(54)的底部底電極(57)的一側(cè)安裝有氧氣透氣磚(55)，在氧氣透氣磚(55)上連接有氧氣管(56)，在底電極(57)的另一側(cè)安裝有氬氣透氣磚(59), 在氬氣透氣磚(59)上連接有氬氣管(58)，有襯電渣爐內(nèi)有液態(tài)熔渣(52)和金屬熔液(60)，在有 襯電渣爐的上部連接有導(dǎo)流槽(61)和球團(tuán)輸送機(jī)(63)，在有襯電渣爐的外部安裝有密封罩(49)， 在密封罩(49)的上部連接有氣體回收管(45)，氣體回收管(45)與連接在豎爐冷卻過渡段(13) 下部的余熱循環(huán)系統(tǒng)管道相連接，有襯電渣爐爐體傾翻機(jī)構(gòu)(53)安裝在爐體支架(64)上。
所述的有襯電渣爐中的有襯爐爐體(54)是由耐高溫、耐渣蝕的耐火材料搗打或由耐火 磚砌鑄而成，其幾何形狀為即可為橢圓，亦可以為圓形、矩形、方形。
所述的有襯電渣爐的電源(48)為三相低電壓、大電流電源，亦可以為單相低電壓、大電 流電源，優(yōu)選三相電源。
所述的有襯電渣爐的電極(46)材料為石墨電極、金屬材料自耗電極或耐高溫的導(dǎo)電陶瓷 材料。
所述的有襯電渣爐的電極升降裝置(47)具有電極夾持、電極上下升降、電極旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
解決其技術(shù)問題的工藝方案是 將氧化鎳礦、氧化鎳鉻礦或含鎳、含鎳鉻的鐵磷、煙道灰、層泥中的任意一種，與還原 劑、熔劑和催化添加劑混合，經(jīng)混合后粉碎到200目以下，將粉碎到200目以下的混合料加 入到球磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行球磨，制備成具有高活化性能的75um-5um的超細(xì)粉，其中顆粒度為lOum-35um的粉體占85。/。以上，將制備好的上述粒度的超細(xì)粉進(jìn)行鈍化，在催化添加劑中按照所需 的劑量加入適量的水溶化，將所熔化后的水溶液和所需劑量的粘結(jié)劑共同加入鈍化后的超細(xì) 粉中混合均勻后制造鎳鐵球團(tuán)；點(diǎn)燃豎式還原爐的外加熱和內(nèi)加熱燃燒噴嘴8和21，對爐體 進(jìn)行加熱。將所制好的鎳鐵球團(tuán)40經(jīng)過嫘旋下料器1在密封狀態(tài)下以均勻的速度送入密封的 內(nèi)外加熱豎式還原爐爐罩27內(nèi)，均勻松散的排布到位于豎式還原爐體上部的烘千床爐箅子25 上，加熱室39的熱氣通過外加熱還原罐4和內(nèi)加熱罐2的罐體上所丌設(shè)的氣流通道3和5自 下面上升到烘干床爐箅子25上對球團(tuán)40進(jìn)行烘千，鎳鐵球團(tuán)40經(jīng)過干燥后自上往下運(yùn)動(dòng)與 上升的熱氣流發(fā)生熱交換并進(jìn)入焙燒區(qū)43與燃煤氣中的CO、 112和揮發(fā)分中的碳?xì)浠衔锓?應(yīng)，燃燒放熱進(jìn)一步加熱鎳鐵球團(tuán)40，使鎳鐵球團(tuán)40發(fā)生失氧還原反應(yīng)，鎳鐵球團(tuán)40在 1 IO(TC的還原溫度和催化劑的共同作用下，經(jīng)90分鐘的還原反應(yīng)后，得到金屬化率達(dá)90%-95%的鎳鐵金屬化球團(tuán)37，鎳鐵金屬化球團(tuán)37繼續(xù)下降，進(jìn)入冷卻過渡段13，鎳鐵金屬化 球團(tuán)37繼續(xù)完成最后的少量反應(yīng)，逐步下降進(jìn)入到冷卻過渡段13下方，余熱回收管22、 26 將反應(yīng)后卜.升的廢熱氣吸入到凈化裝置24內(nèi)，經(jīng)凈化處理后通過軸流風(fēng)機(jī)30吸出作為助燃 風(fēng)，與冷卻風(fēng)機(jī)42所吹入的冷卻風(fēng)混合后同進(jìn)入冷卻過渡段13的下部對鎳鐵金屬化球團(tuán)37 進(jìn)行冷卻，冷卻風(fēng)逐步上升并吸收鎳鐵金屬化球團(tuán)37的熱量，在到達(dá)焙燒區(qū)43時(shí)形成含氧 的高溫氣體，對還原爐IO內(nèi)的燃?xì)膺M(jìn)行助燃。如此依次循環(huán)，剩佘的廢氣經(jīng)除塵器44除塵 后由煙囪28排入大氣，預(yù)冷卻后的含鎳金屬化球團(tuán)37在冷卻過渡段13的下方進(jìn)入冷卻筒16 內(nèi)，通過調(diào)節(jié)水冷強(qiáng)度和冷卻段冷卻風(fēng)量來調(diào)節(jié)出爐金屬化球的冷卻溫度，使其在S00 90(TC 范圍內(nèi)通過嫘旋出料機(jī)18排出冷卻筒16，將排出冷卻筒16的高溫含鎳金屬化球團(tuán)37不經(jīng)冷卻直接進(jìn)入破碎機(jī)進(jìn)行熱破碎，破碎后的熱含鎳鐵物料直接進(jìn)行篩分，然后進(jìn)行磁選，使 含鎳鐵物料與殘煤和脈石分，得到高品位的含鎳的鎳鐵合金或含鎳鉻的鎳鉻鐵合金62，打開 有襯電渣爐電源開關(guān)50，啟動(dòng)電極升降裝置47，將電極46送入有襯電渣爐爐體54內(nèi)，將已 加入到爐內(nèi)的固態(tài)電渣料通電熔化成液態(tài)熔渣52，或?qū)⒐虘B(tài)熔渣在爐外熔化后倒入有襯電渣 爐內(nèi)，啟動(dòng)電極46對所熔化的液態(tài)熔渣52進(jìn)行加熱到所需的165(TC 180(TC范圍內(nèi)，將經(jīng) 磁選后得到的高品位鎳鐵合金62或含鎳鉻的鎳鉻鐵合金62通過輸送機(jī)63輸送到導(dǎo)流槽61 內(nèi)直接導(dǎo)入有襯電渣爐爐體54內(nèi)進(jìn)行熔化冶煉，或?qū)⑴懦隼鋮s筒16的高溫含鎳金屬化球團(tuán) 37，不經(jīng)破碎機(jī)進(jìn)行熱破碎和磁選而直接通過輸送機(jī)63輸送到導(dǎo)流槽61內(nèi)導(dǎo)入有襯電渣爐 內(nèi)進(jìn)行熔化冶煉，含鎳金屬化球團(tuán)62中的八1203、 MgO、 Si02、 CaO可以作為電渣爐渣料， 然后根據(jù)冶煉產(chǎn)品質(zhì)量要求，配入適量的CaF2 、 A1203、 CaO、 Ti02 、 MnO、 Si02、 RE、 RexOy、 Na2B407、 Na20、 SiCa、 K20、 Al中的一種或多種物質(zhì)，以對球團(tuán)中的脈石成分進(jìn)行調(diào)整， 使其達(dá)到電渣冶金所需渣料成分要求，球團(tuán)中未燃燒完的煤炭進(jìn)入高溫渣池內(nèi)繼續(xù)燃燒，既 可以起到節(jié)約電能的作用，又可以起到脫氧的作用，同時(shí)，煤炭燃燒后所產(chǎn)生的CO氣體還 可以進(jìn)一步促進(jìn)球團(tuán)的還原，在熔化過程中，根據(jù)冶煉產(chǎn)品的質(zhì)量要求，通過吹氧管56和透 氣磚55吹入適量的氧氣對所熔化的含鎳金屬液60進(jìn)行脫碳，使所冶煉的鎳鐵合金或含鎳鐵 水達(dá)到所需含碳量，通過吹氬管58和透氣磚59吹入適量的氬氣對金屬熔池進(jìn)行攪拌，使所 冶煉的含鎳金屬液60達(dá)到所需純凈度要求，制造出所需質(zhì)量要求的含高、中、低、微碳量的 高質(zhì)量鎳鐵合金或含鎳鐵水，所冶煉好的鎳鐵合金或含鎳鐵水可以通過安裝在爐體支架上的 有襯爐傾翻裝置53倒入鋼水包進(jìn)行模鑄，制造成所需尺寸的鎳鐵合金產(chǎn)品。冶煉過程中所產(chǎn) 生的CO氣體在密封罩49內(nèi)通過氣體回收管45與從豎爐中回收的余熱和冷卻風(fēng)混合后一同 進(jìn)入冷卻過渡段的下部對含鎳金屬化球團(tuán)進(jìn)行冷卻和還原。 工藝的其它部分與實(shí)施例1中的工藝過程同，略。
本發(fā)明的技術(shù)原理現(xiàn)代材料學(xué)研究證明，當(dāng)顆粒達(dá)到納米級(jí)或微米級(jí)后，由于表面原 子周圍缺少相鄰的原子，有許多懸空鍵，具有不飽和性，易于其它原子相結(jié)合而穩(wěn)定下來， 表現(xiàn)出很高的化學(xué)活性，并且物質(zhì)達(dá)到超細(xì)化后，其表面原子或分子排列及電子分布結(jié)構(gòu)和 晶體結(jié)構(gòu)均發(fā)生變化，產(chǎn)生了塊(粒)狀材料所不具備的奇特表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、量子 效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)。另一方面，當(dāng)粉體體積減小到納米級(jí)時(shí)，物質(zhì)本身的性質(zhì)也發(fā)生 了變化，因?yàn)榧{米粒子是由無限個(gè)原子或者分子組成，改變了原來由無數(shù)個(gè)原子或分子組成 的基體屬性。當(dāng)納米材料的尺寸與傳導(dǎo)電子的德布羅意波長相當(dāng)或更小時(shí)，周期性的邊界條 件被破壞，磁性、內(nèi)壓、光吸收、熱阻、化學(xué)活性、催化性及熔點(diǎn)等與普通晶粒相比，具有 一系列優(yōu)異的物理、化學(xué)及表面與界面性質(zhì)。因而超細(xì)鐵粉具有很大的比表面積，表面性能 和高的表面活性，存在著表面效應(yīng)和體積效應(yīng)，將賦予與大塊金屬完全不同的特性，具有化 學(xué)反應(yīng)速度快，溶解和溶化速度快，熔點(diǎn)低，還原溫度低，還原率高，燒結(jié)特性強(qiáng)等特性。 由于還原反應(yīng)溫度在脈石的軟熔溫度以下固態(tài)還原，還原過程中不產(chǎn)生熔化反應(yīng)，還原料中 的有害元素P、 S等主要保留在渣相中，從而使所生產(chǎn)出的還原鐵的P、 S含量低、質(zhì)量好。同時(shí)，由于還原溫度低，使CCb、 SO、 NO等有害氣體量大幅度下降，從而減少了環(huán)境污染， 有利于環(huán)境保護(hù)。
實(shí)施例3:圖3為本發(fā)明的第二設(shè)備結(jié)構(gòu)圖，在圖3中，所述的還原設(shè)備中的上爐體包 括內(nèi)加熱罐2、還原氣出口3、外加熱還原罐4、加熱進(jìn)氣孔5、耐火磚7、耐火纖維9、還原 爐外殼IO、內(nèi)外加熱罐進(jìn)氣孔ll、燃煤燃燒室33、出渣室34、內(nèi)加熱火道38、加熱室39、 焙燒還原區(qū)43，還原爐外殼、耐火磚層、外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐依次套裝，還原爐外殼位 于最外層，內(nèi)加熱罐位于最內(nèi)層，燃煤燃燒室33、出渣室34位于上爐體的下端，內(nèi)加熱火 道38位于內(nèi)加熱罐2和外加熱還原罐4的下端，在還原爐外殼與耐火磚層之間有耐火纖維， 在耐火磚層內(nèi)為加熱室，內(nèi)加熱罐與外加熱還原罐之間為焙燒還原區(qū)，在內(nèi)加熱罐上的上段 有還原氣出口、在下段有內(nèi)外加熱罐進(jìn)氣孔，在外加熱還原罐上有加熱進(jìn)氣孔；上爐體伸入 保護(hù)罩的部分為V字型結(jié)構(gòu)，外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐體的中部向下設(shè)有多條斜形氣流通道， 兩個(gè)罐體的斜形氣流通道呈V字型布置，在兩個(gè)罐體中部向上均開有多個(gè)與罐體平行的氣流 孔；
采用燃煤加熱，在外加熱還原罐的底部，沿爐體垂直線的左右對稱設(shè)置有二個(gè)燃煤的燃 燒室，該燃燒室的火道連接在外加熱還原罐的外部和內(nèi)加熱罐底部的中心。 設(shè)備的其它部分與實(shí)施例2中所述的設(shè)備同，略。
解決其技術(shù)問題的工藝方案是所述的含鎳鐵原料；為氧化鎳礦、氧化鎳鉻礦中的任意 一種含鎳鐵原料。
所述的催化添加劑是由熔化劑15%、氧化劑10%、催化助燃劑30%、成孔劑5%、晶核 強(qiáng)化劑5%、助熔劑30%、自由基引發(fā)劑5%所組成；其中，所涉及和比例均為重量百分比。
所述的熔化劑由含硼鐵精礦粉55%、四硼酸鈉(NaB4(V10H2O) 30%、皂土 15%組成； 所述的氧化劑為硝酸鈉；所述的催化助燃劑為氯化鈉(NaCl);所述的助熔劑為螢石(CaF2) 50%、三氧化二釔(Y203) 50%組成；所述的晶核強(qiáng)化劑為二氧化鈰(Ce02);所述的自由基 引發(fā)劑為烷氧基胺；所述的成孔劑為聚氯乙烯。
所述還原劑為低硫低灰分煙煤；所述的熔劑為消石灰；所述的粘接劑為水玻璃。
所述的鎳鐵球團(tuán)物料成分配比(重量％)為含鎳鐵粉體60%、還原劑20%、熔劑5%、 粘結(jié)劑10%、催化添加劑5%;球團(tuán)粉體的顆粒粒度為5um-75um，其中10-35um的粒度占球 團(tuán)所用物料總量的90%,還原反應(yīng)溫度為卯(TC，還原反應(yīng)時(shí)間為30分鐘。
所述的燃料為煙煤、或者為無煙煤。將燃燒煤氣改為采用煤炭直接加熱，將實(shí)施例2中 的煤氣管5，燃燒噴嘴8和內(nèi)加熱煤氣管20、內(nèi)加熱燃燒噴嘴21去掉，改換成燃煤燃燒窯33、 出渣窯34、內(nèi)加熱火道38。
工藝的其它部分與實(shí)施例1和2中的工藝過程同，略。
實(shí)施例4:圖4為本發(fā)明的第三設(shè)備結(jié)構(gòu)圖，在圖4中，所述的冶煉設(shè)備為電極加熱半 有襯電渣爐，該爐由耐火材料爐體(65)、水冷結(jié)晶器(70)、抽定裝置(68)和電源系統(tǒng)、 電極升降裝置、吹氣系統(tǒng)、密封罩組成，耐火材料爐體(65)連接在水冷結(jié)晶器(70)的上面，在水冷結(jié)晶器(70) —側(cè)的底部連接有進(jìn)水管69，在水冷結(jié)晶器(70)另一側(cè)的上部連 接有進(jìn)水管74，在耐火材料爐體(65)下面的一側(cè)安裝有氧氣透氣磚(55)，在氧氣透氣磚(55) 上連接有氧氣管(56)，在底部底電極(57)的另一惻安裝有氬氣透氣磚(59)，在氬氣透氣磚(59) 上連接有氬氣管(58)，水冷結(jié)晶器(70)的下面連接有底水箱(71)，抽定裝置(68)連接在 底水箱(71)的下面，電極(46)通過電極升降裝置(47)插入半有襯電渣爐的耐火材料爐 體(65)內(nèi)，在電極(46)上連接有電源(48)、電源開關(guān)(50)、底電源(51)，底電源(51) 連接在底水箱(71)上與電極(48)組成供電回路，半有襯電渣爐內(nèi)有液態(tài)熔渣(52)和金 屬熔液(60)，在半有襯電渣爐的上部連接有導(dǎo)流槽(61)和球團(tuán)輸送機(jī)(63)，在有襯電渣 爐的外部安裝有密封罩(49)，在密封罩(49)的上部連接有氣體回收管(45)，氣體回收管 (45)與連接在豎爐冷卻過渡段(13)下部的余熱循環(huán)系統(tǒng)管道相連接，半有襯電渣爐爐體 安裝在爐體支架(64)上。
設(shè)備的其它部分與實(shí)施例2中所述的設(shè)備同，略。
解決其技術(shù)問題的工藝方案是
首先將含鎳鐵原料與還原劑、熔劑和催化添加劑混合，經(jīng)混合后粉碎到200目以下，將 粉碎到200目以下的混合料加入到球磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行球磨，制備成具有高活化性能的75um-5um 的超細(xì)粉，其中顆粒度為10um-35um的粉體占85%以上，將制備好的上述粒度的超細(xì)粉進(jìn)行 鈍化，在催化添加劑中加入適量的水溶化，得到水溶液，將所熔化后的水溶液和所需劑量的 粘結(jié)劑共同加入鈍化后的超細(xì)粉中混合均勻后制造鎳鐵球團(tuán)；點(diǎn)燃豎式還原爐的外加熱和內(nèi) 加熱燃燒噴嘴8和21，對爐體進(jìn)行加熱。將所制好的鎳鐵球團(tuán)40經(jīng)過螺旋下料器1在密封 狀態(tài)下以均勻的速度送入密封的內(nèi)外加熱豎式還原爐爐罩27內(nèi)，均勻松散的排布到位于豎式 還原爐體上部的烘干床爐箅子25上，加熱室39的熱氣通過外加熱還原罐4和內(nèi)加熱罐2的 罐體上所開設(shè)的氣流通道3和5自下面上升到烘干床爐箅子25上對球團(tuán)40進(jìn)行烘干，鎳鐵 球團(tuán)40經(jīng)過干燥后自上往下運(yùn)動(dòng)與上升的熱氣流發(fā)生熱交換并進(jìn)入焙燒區(qū)43與燃煤氣中的 CO、 H2和揮發(fā)分中的碳?xì)浠衔锓磻?yīng)，燃燒放熱進(jìn)一步加熱鎳鐵球團(tuán)40，使鎳鐵球團(tuán)40發(fā) 生失氧還原反應(yīng)，鎳鐵球團(tuán)40在還原溫度和催化劑的共同作用下，經(jīng)還原反應(yīng)后，得到金屬 化率達(dá)90%-95%的鎳鐵金屬化球團(tuán)37，鎳鐵金屬化球團(tuán)37繼續(xù)下降，進(jìn)入冷卻過渡段13， 鎳鐵金屬化球團(tuán)37繼續(xù)完成最后的少量反應(yīng)，逐步下降進(jìn)入到冷卻過渡段13下方，余熱回 收管22、 26將反應(yīng)后上升的廢熱氣吸入到凈化裝置24內(nèi)，經(jīng)凈化處理后通過軸流風(fēng)機(jī)30吸 出作為助燃風(fēng)，與冷卻風(fēng)機(jī)42所吹入的冷卻風(fēng)混合后一同進(jìn)入冷卻過渡段13的下部對鎳鐵 金屬化球團(tuán)37進(jìn)行冷卻，冷卻風(fēng)逐步上升并吸收鎳鐵金屬化球團(tuán)37的熱量，在到達(dá)焙燒區(qū)43 時(shí)形成含氧的高溫氣體，對還原爐IO內(nèi)的燃?xì)膺M(jìn)行助燃。如此依次循環(huán)，剰余的廢氣經(jīng)除塵 器44除塵后由煙囪28排入大氣，預(yù)冷卻后的含鎳金屬化球團(tuán)37在冷卻過渡段13的下方進(jìn) 入冷卻筒16內(nèi)，通過調(diào)節(jié)水冷強(qiáng)度和冷卻段冷卻風(fēng)量來調(diào)節(jié)出爐金屬化球的冷卻溫度，使其 在500 900'C范圍內(nèi)通過嫘旋出料機(jī)18排出冷卻筒16，將排出冷卻筒16的高溫含鎳金屬化 球團(tuán)37不經(jīng)冷卻直接進(jìn)入破碎機(jī)進(jìn)行熱破碎，破碎后的熱含鎳鐵物料直接進(jìn)行篩分，然后進(jìn)行磁選，使含鎳鐵物料與殘煤和脈石分，得到高品位的鎳鐵合金或鎳鉻鐵合金62，打開半有 襯電渣爐電源開關(guān)50，啟動(dòng)電極升降裝置47，將電極46送入半有襯電渣爐耐火材料爐體65 內(nèi)，將己加入到爐內(nèi)的固態(tài)電渣料通電熔化成液態(tài)熔渣52，或?qū)⒐虘B(tài)熔渣在爐外熔化后倒入 有襯電渣爐內(nèi)，啟動(dòng)電極46對所熔化的液態(tài)熔渣52進(jìn)行加熱到所需的165(TC 180(TC范圍 內(nèi)，將經(jīng)磁選后得到的高品位鎳鐵合金62或含鎳鉻的鎳鉻鐵合金62通過輸送機(jī)63輸送到導(dǎo) 流槽61內(nèi)直接導(dǎo)入有襯電渣爐爐體54內(nèi)進(jìn)行熔化冶煉，或?qū)⑴懦隼鋮s筒16的高溫含鎳金屬 化球團(tuán)37，不經(jīng)破碎機(jī)進(jìn)行熱破碎和磁選直接通過輸送機(jī)63輸送到導(dǎo)流槽61內(nèi)導(dǎo)入有襯電 渣爐內(nèi)進(jìn)行熔化冶煉，含鎳金屬化球團(tuán)37中的A1203、 MgO、 Si02、 CaO可以作為電渣爐渣 料，然后根據(jù)冶煉產(chǎn)品質(zhì)量要求，配入適量的CaF2 、 A1203、 CaO、 Ti02 、 MnO、 Si02、 RE、 RexOy、 Na2B407、 Na20、 SiCa、 K20、 Al中的一種或多種物質(zhì)，以對球團(tuán)中的脈石成分進(jìn) 行調(diào)整，使其達(dá)到電渣冶金所需渣料成分要求，球團(tuán)中未燃燒完的煤炭進(jìn)入高溫渣池內(nèi)繼續(xù) 燃燒，既可以起到節(jié)約電能的作用，又可以起到脫氧的作用，同時(shí)，煤炭燃燒后所產(chǎn)生的CO 氣體還可以進(jìn)一步促進(jìn)球團(tuán)的還原，在熔化過程中，根據(jù)冶煉產(chǎn)品的質(zhì)量要求，通過吹氧管56 和透氣磚55吹入適量的氧氣對所熔化的含鎳金屬液60進(jìn)行脫碳，使所冶煉的鎳鐵合金或含 鎳鐵水達(dá)到所需含碳量，通過吹氬管58和透氣磚59吹入適量的氬氣對金屬熔池進(jìn)行攪拌， 使所冶煉的含鎳金屬液60達(dá)到所需純凈度要求，制造出所需質(zhì)量要求的含高、中、低、微碳 量的高質(zhì)量鎳鐵合金或含鎳鐵水，所冶煉好的鎳鐵合金或含鎳鐵水通過水冷結(jié)晶器70結(jié)晶后 通過抽定裝置68從水冷結(jié)晶器70內(nèi)抽出后切斷成所需長度的鎳鐵合金67產(chǎn)品。冶煉過程中 所產(chǎn)生的CO氣體在密封罩49內(nèi)通過氣體回收管45與從豎爐中回收的余熱和冷卻風(fēng)混合后 一同進(jìn)入冷卻過渡段的下部對含鎳金屬化球團(tuán)進(jìn)行冷卻和還原。
所述的含鎳鐵原料為含鎳的鐵磷、含鎳鉻的鐵磷中的一種含鎳鐵原料。
所述的催化添加劑是由熔化劑10%、氧化劑25%、催化助燃劑25%、成孔劑15%、晶核 強(qiáng)化劑10%、助熔劑10%、自由基引發(fā)劑5%所組成；其中，所涉及和比例均為重量百分比。
所述的熔化劑由含硼鐵精礦粉70%、四硼酸鈉(NaB4(V10H2O) 15%、皂土 15%組成； 所述的氧化劑由硝酸鉀;所述的催化助燃劑為氯化鉀(KCl);所述的助熔劑為螢石(CaF2)50n/。、 三氧化二釔(Y203) 50%組成；所述的晶核強(qiáng)化劑為硝酸(NaN03);所述的自由基引發(fā)劑為 芳基碳金屬鹽；所述的成孔劑為蛭石。
所述還原劑為焦煤；所述的熔劑為白云石所述的粘接劑為粘土。
所述的鎳鐵球團(tuán)物料成分配比(重量％)為含鎳鐵粉體65%、還原劑25%、熔劑3%、 粘結(jié)劑5%、催化添加劑2%;球團(tuán)粉體的顆粒粒度為5um-75um，其中10-35um的粒度占球 團(tuán)所用物料總量的90%，還原反應(yīng)溫度為5(KTC，還原反應(yīng)時(shí)間為180分鐘。
工藝的其它部分與實(shí)施例1中的工藝同，略。
實(shí)施例5:圖5為本發(fā)明的第四設(shè)備結(jié)構(gòu)圖，在圖5中，所述的還原設(shè)備中的上爐體包 括內(nèi)加熱罐2、還原氣出口3、外加熱還原罐4、加熱進(jìn)氣孔5、耐火磚7、耐火纖維9、還原 爐外殼IO、內(nèi)外加熱罐進(jìn)氣孔ll、燃煤燃燒室33、出渣室34、內(nèi)加熱火道38、加熱室39、焙燒還原區(qū)43，還原爐外殼、耐火磚層、外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐依次套裝，還原爐外殼位 于最外層，內(nèi)加熱罐位于最內(nèi)層，燃煤燃燒室33、出渣室34位于上爐體的下端，內(nèi)加熱火 道38位于內(nèi)加熱罐2和外加熱還原罐4的下端，在還原爐外殼與耐火磚層之間有耐火纖維， 在耐火磚層內(nèi)為加熱室，內(nèi)加熱罐與外加熱還原罐之間為焙燒還原區(qū)，在內(nèi)加熱罐上的上段 有還原氣出口、在下段有內(nèi)外加熱罐進(jìn)氣孔，在外加熱還原罐上有加熱進(jìn)氣孔；上爐體伸入 保護(hù)罩的部分為V字型結(jié)構(gòu)，外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐體的中部向下設(shè)有多條斜形氣流通道，
兩個(gè)罐體的斜形氣流通道呈v字型布置，在兩個(gè)罐體中部向h均丌有多個(gè)與罐體平行的氣流
孔；
采用燃煤加熱，在外加熱還原罐的底部，沿爐體垂直線的左右對稱設(shè)置有二個(gè)燃煤的燃 燒室，該燃燒室的火道連接在外加熱還原罐的外部和內(nèi)加熱罐底部的中心。 冶煉設(shè)備為實(shí)施例4所述的電極加熱半有襯電渣爐。 設(shè)備的其它部分與實(shí)施例2中所述的設(shè)備同，略。
解決其技術(shù)問題的工藝方案是所述的含鎳鐵原料為含鎳的煙道灰、層泥中的一種。
所述的催化添加劑是由熔化劑20%、氧化劑10%、催化助燃劑20%、成孔劑5%、晶核 強(qiáng)化劑20%、助熔劑15%、自由基引發(fā)劑10%所組成；其中，所涉及和比例均為重量百分比。
所述的熔化劑由含硼鐵精礦粉60%、四硼酸鈉(NaB4CV10H2O) 30%、皂土 10%組成； 所述的氧化劑由硝酸鈉(NaN03) 50%、硝酸鉀(KN03) 50%組成；所述的催化助燃劑為氯 化鈉(NaCl)、氯化鉀(KC1)的混合物，混合比例不限；所述的助熔劑為螢石(CaF2) 50%、 三氧化二釔(Y203) 50%組成；所述的晶核強(qiáng)化劑為二氧化銻(Ce02);所述的自由基引發(fā) 劑為烷氧基胺；所述的成孔劑為珍珠巖。
所述還原劑為無煙煤；所述的熔劑為石灰石；所述的粘接劑為皂土。
所述的鎳鐵球團(tuán)物料成分配比(重量％)為含鎳鐵粉體70%、還原劑20%、熔劑8.9%、 粘結(jié)劑1%、催化添加劑0.1%;球團(tuán)粉體的顆粒粒度為5um-75um，其中10-35um的粒度占 球團(tuán)所用物料總量的90%,還原反應(yīng)溫度為IOO(TC，還原反應(yīng)時(shí)間為100分鐘。
所述的燃料為煙煤、或者為無煙煤。將燃燒煤氣改為采用煤炭直接加熱，將實(shí)施例2中 的煤氣管5，燃燒噴嘴8和內(nèi)加熱煤氣管20、內(nèi)加熱燃燒噴嘴21去掉，改換成燃煤燃燒窯33、 出渣窯34、內(nèi)加熱火道38。
工藝的其它部分與實(shí)施例1和4中的工藝過程同，略。
實(shí)施例6:圖6為本發(fā)明的第五設(shè)備結(jié)構(gòu)圖，在圖6中，所述的冶煉設(shè)備為導(dǎo)電環(huán)加熱 半有襯電渣爐，該爐由耐火材料爐體(65)、水冷結(jié)晶器(70)、抽定裝置(68)和電源系統(tǒng)、 電極升降裝置、吹氣系統(tǒng)、密封罩組成，耐火材料爐體(65)的下面安裝有導(dǎo)電環(huán)(73),在 導(dǎo)電環(huán)底部(73) —側(cè)的底部連接有進(jìn)水管72，在導(dǎo)電環(huán)底部(73)另一側(cè)的上部連接有進(jìn) 水管74，在導(dǎo)電環(huán)(73)下面的一側(cè)安裝有氧氣透氣磚(55)，在氧氣透氣磚(55)上連接有氧氣 管(56)，在導(dǎo)電環(huán)(73)的另一側(cè)安裝有氬氣透氣磚(59),在氬氣透氣磚(59)上連接有氬氣管 (58),在氧氣透氣磚(55)和氬氣透氣磚(59)的卜面連接有水冷結(jié)晶器(70)，在水冷結(jié)晶器(70)一側(cè)的底部連接有進(jìn)水管69，在水冷結(jié)晶器(70)另一側(cè)的上部連接有進(jìn)水管74，在水冷結(jié) 晶器(70)的下面連接有底水箱71,抽定裝置(68)連接在底水箱(71)的下面，電源(48) 連接在導(dǎo)電環(huán)(73)上，與電源開關(guān)(50)、底電源(51)和底水箱(71)組成供電回路，導(dǎo) 電環(huán)加熱半有襯電渣爐內(nèi)有液態(tài)熔渣(52)和金屬熔液(60)，在半有襯電渣爐的上部連接有 導(dǎo)流槽(61)和球團(tuán)輸送機(jī)(63)，在有襯電渣爐的外部安裝有密封罩(49)，在密封罩(49) 的h部連接有氣體回收管(45，氣體回收管(45)與連接在豎爐冷卻過渡段(13)下部的余 熱循環(huán)系統(tǒng)管道相連接，半有襯電渣爐爐體安裝在爐體支架(64)匕
設(shè)備的其它部分與實(shí)施例2中所述的設(shè)備同，略。
解決其技術(shù)問題的工藝方案是-
首先將含鎳鐵原料與還原劑、熔劑和催化添加劑混合，經(jīng)混合后粉碎到200目以下，將 粉碎到200目以下的混合料加入到球磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行球磨，制備成具有高活化性能的75um-5um 的超細(xì)粉，其中顆粒度為10um-35um的粉體占85。/。以上，將制備好的上述粒度的超細(xì)粉進(jìn)行 鈍化，在催化添加劑中加入適量的水溶化，得到水溶液，將所熔化后的水溶液和所需劑量的 粘結(jié)劑共同加入鈍化后的超細(xì)粉中混合均勻后制造鎳鐵球團(tuán)；點(diǎn)燃豎式還原爐的外加熱和內(nèi) 加熱燃燒噴嘴8和21，對爐體進(jìn)行加熱。將所制好的鎳鐵球團(tuán)40經(jīng)過螺旋下料器1在密封 狀態(tài)下以均勻的速度送入密封的內(nèi)外加熱豎式還原爐爐罩27內(nèi)，均勻松散的排布到位于豎式-還原爐體上部的烘干床爐箅子25上，加熱室39的熱氣通過外加熱還原罐4和內(nèi)加熱罐2的 罐體上所開設(shè)的氣流通道3和5 6下面上升到烘干床爐箅子25上對球團(tuán)40進(jìn)行烘干，鎳鐵 球團(tuán)40經(jīng)過干燥后自上往下運(yùn)動(dòng)與上升的熱氣流發(fā)生熱交換并進(jìn)入焙燒區(qū)43與燃煤氣中的 CO、 112和揮發(fā)分中的碳?xì)浠衔锓磻?yīng)，燃燒放熱進(jìn)一步加熱鎳鐵球團(tuán)40，使鎳鐵球團(tuán)40發(fā) 生失氧還原反應(yīng)，鎳鐵球團(tuán)40在80(TC的還原溫度和催化劑的共同作用下，經(jīng)150分鐘的還 原反應(yīng)后，得到金屬化率達(dá)90%-95%的鎳鐵金屬化球團(tuán)37,鎳鐵金屬化球團(tuán)37繼續(xù)下降， 進(jìn)入冷卻過渡段13,鎳鐵金屬化球團(tuán)37繼續(xù)完成最后的少量反應(yīng)，逐步下降進(jìn)入到冷卻過 渡段13下方，余熱回收管22、 26將反應(yīng)后上升的廢熱氣吸入到凈化裝置24內(nèi)，經(jīng)凈化處理 后通過軸流風(fēng)機(jī)30吸出作為助燃風(fēng)，與冷卻風(fēng)機(jī)42所吹入的冷卻風(fēng)混合后一同進(jìn)入冷卻過 渡段13的下部對鎳鐵金屬化球團(tuán)37進(jìn)行冷卻，冷卻風(fēng)逐步上升并吸收鎳鐵金屬化球團(tuán)37的 熱量，在到達(dá)焙燒區(qū)43時(shí)形成含氧的高溫氣體，對還原爐IO內(nèi)的燃?xì)膺M(jìn)行助燃。如此依次 循環(huán)，剩余的廢氣經(jīng)除塵器44除塵后由煙囪28排入大氣，預(yù)冷卻后的含鎳金屬化球團(tuán)37在 冷卻過渡段13的下方進(jìn)入冷卻筒16內(nèi)，通過調(diào)節(jié)水冷強(qiáng)度和冷卻段冷卻風(fēng)量來調(diào)節(jié)出爐金 屬化球的冷卻溫度，使其在500 90(TC范圍內(nèi)通過螺旋出料機(jī)18排出冷卻筒16，將排出冷 卻筒16的高溫含鎳金屬化球團(tuán)37不經(jīng)冷卻直接進(jìn)入破碎機(jī)進(jìn)行熱破碎，破碎后的熱含鎳鐵 物料直接進(jìn)行篩分，然后進(jìn)行磁選，使與含鎳鐵物料與殘煤和脈石分，得到髙品位的含鎳的 鎳鐵合金或含鎳鉻的鎳鉻鐵合金62，打開導(dǎo)電環(huán)加熱半有襯電渣爐電源開關(guān)50，接通連接在 導(dǎo)電環(huán)73上的電源(48)、底電源(51)和底水箱(71)組成供電回路，將已加入到爐內(nèi)的 固態(tài)電渣料通過導(dǎo)電環(huán)73通電加熱熔化成液態(tài)熔渣52，或?qū)⒐虘B(tài)熔渣在爐外熔化后倒入有襯電渣爐內(nèi)，通過導(dǎo)電環(huán)73對所熔化的液態(tài)熔渣52進(jìn)行加熱到所需的165CTC 180(TC范圍 內(nèi)，將經(jīng)磁選后得到的高品位鎳鐵合金62或含鎳鉻的鎳鉻鐵合金62通過輸送機(jī)63輸送到導(dǎo) 流槽61內(nèi)直接導(dǎo)入導(dǎo)電環(huán)加熱半有襯電渣爐耐火材料爐體65內(nèi)進(jìn)行熔化冶煉，或?qū)⑴懦隼?卻筒16的高溫含鎳金屬化球團(tuán)37，不經(jīng)破碎機(jī)進(jìn)行熱破碎和磁選直接通過輸送機(jī)63輸送到 導(dǎo)流槽61內(nèi)導(dǎo)入有半襯電渣爐內(nèi)進(jìn)行熔化冶煉，含鎳金屬化球團(tuán)37中的A1203、 MgD、 SK)2 CaO可以作為電渣爐渣料，然后根據(jù)冶煉產(chǎn)品質(zhì)量要求，配入適量的CaF2 、 A1203、 CaO、 TiO: 、MnO、 Si02、 RE、 RexOy、 Na2B407、 Na20、 SiCa、 K20、 Al中的一種或多種物質(zhì)，以 對球團(tuán)中的脈石成分進(jìn)行調(diào)整，使其達(dá)到電渣冶金所需渣料成分要求，球閉中未燃燒完的煤 炭進(jìn)入高溫渣池內(nèi)繼續(xù)燃燒，既可以起到節(jié)約電能的作用，又可以起到脫氧的作用，同時(shí)，
煤炭燃燒后所產(chǎn)生的co氣體還可以進(jìn)一步促進(jìn)球團(tuán)的還原，在熔化過程中，根據(jù)冶煉產(chǎn)品
的質(zhì)量要求，通過吹氧管56和透氣磚55吹入適量的氧氣對所熔化的含鎳金屬液60進(jìn)行脫碳， 使所冶煉的鎳鐵合金或含鎳鐵水達(dá)到所需含碳量，通過吹氬管58和透氣磚59吹入適量的氬 氣對金屬熔池進(jìn)行攪拌，使所冶煉的含鎳鎳金屬液60達(dá)到所需純凈度要求，制造出所需質(zhì)量 要求的含高、中、低、微碳量的高質(zhì)量鎳鐵合金或含鎳不銹鋼鐵水，所冶煉好的鎳鐵合金或 含鎳鐵水通過水冷結(jié)晶器70結(jié)晶后通過抽定裝置68從水冷結(jié)晶器70內(nèi)抽出后切斷成所需長 度的鎳鐵合金67產(chǎn)品。冶煉過程中所產(chǎn)生的CO氣體在密封罩49內(nèi)通過氣體回收管45與從 豎爐屮回收的余熱和冷卻風(fēng)混合后一同進(jìn)入冷卻過渡段的下部對含鎳金屬化球團(tuán)進(jìn)行冷卻和 還原。
所述的含鎳鐵原料為含鎳的鐵磷、含鎳鉻的鐵磷中的一種含鎳鐵原料。
所述的催化添加劑是由熔化劑10%、氧化劑25%、催化助燃劑25%、成孔劑15%、晶核 強(qiáng)化劑10%、助熔劑10%、自由基引發(fā)劑5%所組成；其中，所涉及和比例均為重量百分比。
所述的熔化劑由含硼鐵精礦粉70。/。、四硼酸鈉(NaB4(V10H2O) 15%、皂土 15%組成； 所述的氧化劑由硝酸鉀；所述的催化助燃劑為氯化鉀(KCI);所述的助熔劑為螢石(CaF2)5(^/0、 三氧化二釔(Y203) 50%組成；所述的晶核強(qiáng)化劑為硝酸(NaN03);所述的自由基引發(fā)劑為 芳基碳金屬鹽；所述的成孔劑為蛭石。
所述還原劑為焦煤；所述的熔劑為白云石；所述的粘接劑為粘土。
所述的鎳鐵球團(tuán)物料成分配比(重量％)為含鎳鐵粉體65%、還原劑25%、熔劑3%、 粘結(jié)劑5%、催化添加劑2%:球團(tuán)粉體的顆粒粒度為5um-75um，其中10-35rnn的粒度占球 團(tuán)所用物料總量的90%,還原反應(yīng)溫度為8(XrC，還原反應(yīng)時(shí)間為150分鐘。
工藝的其它部分與實(shí)施例1中的T.藝同，略。
實(shí)施例7，圖7為本發(fā)明的第六設(shè)備結(jié)構(gòu)圖，在圖7中，所述的還原設(shè)備中的t爐體包 括內(nèi)加熱罐2、還原氣出口3、外加熱還原罐4、加熱進(jìn)氣孔5、耐火磚7、耐火纖維9、還原 爐外殼IO、內(nèi)外加熱罐進(jìn)氣孔ll、燃煤燃燒室33、出渣室34、內(nèi)加熱火道38、加熱室39、 焙燒還原區(qū)43，還原爐外殼、耐火磚層、外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐依次套裝，還原爐外殼位 于最外層，內(nèi)加熱罐位于最內(nèi)層，燃煤燃燒室33、出渣室34位于上爐體的下端，內(nèi)加熱火道38位于內(nèi)加熱罐2和外加熱還原罐4的下端，在還原爐外殼與耐火磚層之間有耐火纖維， 在耐火磚層內(nèi)為加熱室，內(nèi)加熱罐與外加熱還原罐之間為焙燒還原區(qū)，在內(nèi)加熱罐上的上段 有還原氣出口、在下段有內(nèi)外加熱罐進(jìn)氣孔，在外加熱還原罐上有加熱進(jìn)氣孔；上爐體伸入 保護(hù)罩的部分為V字型結(jié)構(gòu)，外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐體的中部向下設(shè)有多條斜形氣流通道， 兩個(gè)罐體的斜形氣流通道呈V字型布置，在兩個(gè)罐體中部向上均開有多個(gè)與罐體平行的氣流 孔；
釆用燃煤加熱，在外加熱還原罐的底部，沿爐體垂直線的左右對稱設(shè)置有二個(gè)燃煤的燃 燒室，該燃燒室的火道連接在外加熱還原罐的外部和內(nèi)加熱罐底部的中心。 設(shè)備的其它部分與實(shí)施例2、 3和6中所述的設(shè)備同，略。
解決其技術(shù)問題的工藝^"案是
解決其技術(shù)問題的工藝方案是所述的含鎳鐵原料為在10%-90%的氧化鎳礦中加入 90%-10%的含鎳鐵磷；
所述的催化添加劑是由熔化劑35%、氧化劑10%、催化助燃劑10%、成孔劑5%、晶核 強(qiáng)化劑5%、助熔劑30%、自由基引發(fā)劑5%所組成；其中，所涉及和比例均為重量百分比。
所述的熔化劑由含硼鐵精礦粉58%、四硼酸鈉(NaB4O/10H2O) 22%、皂土 20%組成； 所述的氧化劑為硝酸鈉；所述的催化助燃劑為氯化鉀(KC1);所述的助熔劑為螢石(CaF2)5(^/。、 三氧化二釔(Y203) 50%組成；所述的晶核強(qiáng)化劑為硝酸(NaN03);所述的自由基引發(fā)劑為 芳基碳金屬鹽；所述的成孔劑為蛭石。
所述還原劑為焦粉；所述的熔劑為消石灰；所述的粘接劑為紙漿廢液。
所述的鎳鐵球團(tuán)物料成分配比(重量％)為含鎳鐵粉體60%、還原劑20%、熔劑5%、 粘結(jié)劑10%、催化添加劑5%;球團(tuán)粉體的顆粒粒度為5um-75um，其中10-35um的粒度占球 團(tuán)所用物料總量的90%，還原反應(yīng)溫度為95(TC，還原反應(yīng)時(shí)間為85分鐘。
將圓形內(nèi)外加熱還原罐3呈雙排縱向排列布置，各爐體共同使用同一加熱通道。
工藝的其它部分與實(shí)施例6中的工藝同，略。
實(shí)施例8，圖8為實(shí)施例2、 3、 4、 5、 6、 7的內(nèi)外加熱豎式還原爐設(shè)備布置圖。在圖8 中，所述的上爐體為多孔一通道爐體結(jié)構(gòu)，爐體的布置形式為單排一通道；外加熱還原罐和 內(nèi)加熱罐在上爐體內(nèi)分布有4個(gè)，在外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐的罐體的中下部開有20個(gè)與罐 體垂直線呈斜形進(jìn)出氣孔，在罐體的中上部開有與罐體平行布置的進(jìn)出氣孔，其進(jìn)出氣孔在 罐體上均勻分布；外加熱還原罐的形狀為圓形；外加熱還原罐使用材質(zhì)為耐火磚材料制成。
該設(shè)備內(nèi)外加熱還原罐為圓形，呈爐體單排縱向排列布置，圖中l(wèi)-l為加熱器、1-2為外 爐體、l-3為內(nèi)外加熱還原罐、14為加熱室，各爐體共同使用同一加熱通道。生產(chǎn)時(shí)，在各 個(gè)內(nèi)加熱罐和外加熱還原罐中共同實(shí)施或單獨(dú)實(shí)施。
設(shè)備的其它部分與實(shí)施例2中所述的設(shè)備同，略。
解決其技術(shù)問題的工藝方案是所述的含鎳鐵原料為含鎳的煙道灰、層泥中的一種。
所述的催化添加劑是由熔化劑20%、氧化劑10%、催化助燃劑20%、成孔劑5%、晶核強(qiáng)化劑20%、助熔劑15%、自由基引發(fā)劑10%所組成；其中，所涉及和比例均為重量百分比。 所述的熔化劑由含硼鐵精礦粉60%、四硼酸鈉(NaB4(V10H2O) 30%、皂土 10%組成； 所述的氧化劑由硝酸鈉(NaN03) 50%、硝酸鉀(KN03) 50°/。組成；所述的催化助燃劑為氯 化鈉(NaCl)、氯化鉀(KC1)的混合物，混合比例不限；所述的助熔劑為螢石(CaF2) 50%、 三氧化二釔(Y203) 50%組成；所述的晶核強(qiáng)化劑為二氧化鈰(Ce02);所述的自由基引發(fā) 劑為烷氧基胺；所述的成孔劑為珍珠巖。
所述還原劑為無煙煤；所述的熔劑為石灰石；所述的粘接劑為皂土。 所述的鎳鐵球團(tuán)物料成分配比(重量％)為含鎳鐵粉體70%、還原劑20%、熔劑8.9%、 粘結(jié)劑1%、催化添加劑0.1%;球團(tuán)粉體的顆粒粒度為5um-75um，其中10-35um的粒度占 球團(tuán)所用物料總量的90%，還原反應(yīng)溫度為1050°C，還原反應(yīng)時(shí)間為95分鐘。
當(dāng)生產(chǎn)時(shí)，采用實(shí)施例1的工藝可在各個(gè)內(nèi)外加熱還原罐1-3中共同實(shí)施或單獨(dú)實(shí)施。 工藝的其它部分與實(shí)施例2中的工藝同，略。
實(shí)施例9:圖8為實(shí)施例2、 3、 4、 5、 6、 7、 8的內(nèi)外加熱豎式還原爐設(shè)備布置圖。在 圖9中，所述的上爐體為多孔一通道爐體結(jié)構(gòu)，爐體的布置形式為二排一通道縱向排列，內(nèi) 外加熱還原罐為圓形，圖中1-1為加熱器、l-2為外爐體、l-3為內(nèi)外加熱還原罐、1-4為加熱 室，各爐體共同使用同一加熱通道；外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐在上爐體內(nèi)分布有8個(gè)，在外 加熱還原罐和內(nèi)加熱罐的罐體的中下部開有20個(gè)與罐體垂直線呈斜形進(jìn)出氣孔，在罐體的中 上部開有與罐體平行布置的進(jìn)出氣孔，其進(jìn)出氣孔在罐體上均勻分布；外加熱還原罐的形狀 為圓形；外加熱還原罐使用材質(zhì)為SiC和耐火磚材料二種混合材料制造。
設(shè)備的其它部分與實(shí)施例1中所述的設(shè)備同，略。
解決其技術(shù)問題的工藝方案是所述的含鎳鐵原料為含鎳鉻的鐵磷、煙道灰、層泥中 的任意一種或?qū)⑵渲械亩N含鎳鐵原料按照一定的比例配比后的混合物，混合比例不限；
所述的催化添加劑是由熔化劑20%、氧化劑10%、催化助燃劑20%、成 1劑5%、晶核 強(qiáng)化劑20%、助熔劑15%、自由基引發(fā)劑10%所組成；其中，所涉及和比例均為重量百分比。
所述的熔化劑由含硼鐵精礦粉60%、四硼酸鈉(NaB4CV10H2O) 30%、皂土 10%組成； 所述的氧化劑由硝酸鈉(NaN03) 50%、硝酸鉀(KN03) 50%組成；所述的催化助燃劑為氯 化鈉(NaCl)、氯化鉀(KC1)的混合物，混合比例不限；所述的助熔劑為螢石(CaF2) 50%、 三氧化二釔(Y203) 50%組成所述的晶核強(qiáng)化劑為二氧化鈰(Ce02);所述的自由基引發(fā) 劑為烷氧基胺；所述的成孔劑為珍珠巖。
所述還原劑為無煙煤；所述的熔劑為石灰石；所述的粘接劑為皂土。
所述的鎳鐵球團(tuán)物料成分配比(重量％)為含鎳鐵粉體70%、還原劑20%、熔劑8.9%、 粘結(jié)劑1%、催化添加劑0.1%;球團(tuán)粉休的顆粒粒度為5um-75um,其中10-35um的粒度占 球團(tuán)所用物料總量的90%，還原反應(yīng)溫度為1000"C，還原反應(yīng)時(shí)間為110分鐘。
當(dāng)生產(chǎn)時(shí)，采用實(shí)施例1的工藝可在各個(gè)內(nèi)外加熱還原罐1-3中共同實(shí)施或單獨(dú)實(shí)施。
工藝的其它部分與實(shí)施例1中的工藝同，略。實(shí)施例10:圖8為實(shí)施例2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9的內(nèi)外加熱豎式還原爐設(shè)備布置圖。 在圖10中，所述的上爐體為為多孔一通道爐體結(jié)構(gòu)，爐體的布置形式為單排一通道；外加熱 還原罐和內(nèi)加熱罐在上爐體內(nèi)分布有4個(gè)，在外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐的罐體的中下部開有 10-50個(gè)與罐體垂直線呈斜形進(jìn)出氣孔，在罐體的中上部開有與罐體平行布置的進(jìn)出氣？L其 進(jìn)出氣孔在罐體上均勻分布；外加熱還原罐的形狀為矩形；外加熱還原罐使用材質(zhì)為耐火磚 材料制成。各爐體共同使用同一加熱通道。
設(shè)備的其它部分與實(shí)施例1中所述的設(shè)備同，略。
解決其技術(shù)問題的工藝方案是所述的含鎳鐵原料為在10%-90%的氧化鎳礦中加入 90%-10%的含鎳鐵磷；
所述的催化添加劑是由熔化劑35%、氧化劑10%、催化助燃劑10%、成孔劑5%、晶核 強(qiáng)化劑5%、助熔劑30%、自由基引發(fā)劑5%所組成；其中，所涉及和比例均為重量百分比。
所述的熔化劑由含硼鐵精礦粉58%、四硼酸鈉(NaB4(V10H2O) 22%、皂土 20%組成 所述的氧化劑為硝酸鈉；所述的催化助燃劑為氯化鉀(KC1);所述的助熔劑為螢石(CaF2)50"/u、 三氧化二釔(Y203) 50%組成；所述的晶核強(qiáng)化劑為硝酸(NaN03);所述的自由基引發(fā)劑為 芳基碳金屬鹽；所述的成孔劑為蛭石。
所述還原劑為焦粉；所述的熔劑為消石灰；所述的粘接劑為紙漿廢液。
所述的鎳鐵球團(tuán)物料成分配比(重量％)為含鎳鐵粉體60%、還原劑20%、熔劑5%、 粘結(jié)劑10%、催化添加劑5%;球團(tuán)粉體的顆粒粒度為5um-75um，其中10-35um的粒度占球 團(tuán)所用物料總量的90%，還原反應(yīng)溫度為980。C，還原反應(yīng)時(shí)間為80分鐘。
將圓形內(nèi)外加熱還原罐3呈雙排縱向排列布置，各爐體共同使用同一加熱通道。
工藝的其它部分與實(shí)施例1中的工藝同，略。
實(shí)施例ll:圖8為實(shí)施例2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10的內(nèi)外加熱豎式還原爐設(shè)備布 置圖。在圖11中，所述的上爐體為為多孔一通道爐體結(jié)構(gòu)，爐體的布置形式為雙排一通道； 外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐在上爐體內(nèi)分布有8個(gè)，在外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐的罐體的中下 部開有10-50個(gè)與罐體垂直線呈斜形進(jìn)出氣孔，在罐體的中上部開有與罐休平行布置的進(jìn)出 氣孔，其進(jìn)出氣孔在罐體上均勻分布；外加熱還原罐的形狀為矩形；外加熱還原罐使用材質(zhì) 為耐火磚材料制成。各爐體共同使用同一加熱通道。
設(shè)備的其它部分與實(shí)施例1中所述的設(shè)備同，略。
解決其技術(shù)問題的工藝方案是所述的含鎳鐵原料為在10%-90%的氧化鎳礦中加入 90%-10%的含鎳煙道灰、層泥中的任意種或二種配比后的混合物鎳鐵原料；
所述的催化添加劑是由熔化劑35%、氧化劑10%、催化助燃劑10%、成 L劑5%、晶核 強(qiáng)化劑5%、助熔劑30%、自由基引發(fā)劑5%所組成；其中，所涉及和比例均為重量百分比。
所述的熔化劑由含硼鐵精礦粉58%、四硼酸鈉(NaB4(V10H2O) 22%、皂土 20%組成； 所述的氧化劑為硝酸鈉；所述的催化助燃劑為氯化鉀(KC1);所述的助熔劑為螢石(CaF2)50y。、 三氧化二釔(Y203) 50%組成；所述的晶核強(qiáng)化劑為硝酸(NaN03);所述的自由基引發(fā)劑為芳基碳金屬鹽；所述的成孔劑為蛭石。
所述還原劑為焦粉；所述的熔劑為消石灰；所述的粘接劑為紙漿廢液。
所述的鎳鐵球團(tuán)物料成分配比(重量％)為含鎳鐵粉體60%、還原劑20T。、熔劑5%、 粘結(jié)劑10%、催化添加劑5%;球團(tuán)粉體的顆粒粒度為5um-75um，其中10-35um的粒度占球 團(tuán)所用物料總量的90%，還原反應(yīng)溫度為950'C，還原反應(yīng)時(shí)間為85分鐘。
將圓形內(nèi)外加熱還原罐3呈雙排縱向排列布置，各爐體共同使用同一加熱通道。
工藝的其它部分與實(shí)施例1中的T藝同，略。
權(quán)利要求
1、一種用低鎳物料冶煉鎳鐵及含鎳鐵水工藝，其特征是將含鎳鐵原料與還原劑、熔劑、催化添加劑混合，經(jīng)混合后粉碎到200目以下，制成混合料；然后將混合料加入到球磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行球磨，制備成超細(xì)粉，對超細(xì)粉進(jìn)行鈍化；在催化添加劑中加水溶化，得到水溶液，將超細(xì)粉、水溶液和粘結(jié)劑共同混合，混合均勻后造成球團(tuán)物料；點(diǎn)燃豎式還原爐中的內(nèi)外加熱器中的燃料，將所制好的球團(tuán)物料經(jīng)過螺旋送料器送入到還原爐內(nèi)，均勻松散地排布到烘干床爐箅子上，對球團(tuán)物料進(jìn)行烘干，球團(tuán)物料經(jīng)過干燥后進(jìn)行焙燒，在焙燒區(qū)內(nèi)與燃?xì)庵械腃O、H2和揮發(fā)分中的碳?xì)浠衔锓磻?yīng)，球團(tuán)物料在500℃-1100℃的還原溫度下和催化劑的共同作用下，經(jīng)15-180分鐘的還原反應(yīng)后，得到金屬化率達(dá)到90-95％的鎳鐵金屬化球團(tuán)，鎳鐵金屬化球團(tuán)進(jìn)入冷卻過渡段；余熱回收裝置將反應(yīng)后上升的熱氣作為助燃風(fēng)與冷卻風(fēng)混合后一同對鎳鐵金屬化球團(tuán)進(jìn)行冷卻，吹入的冷卻風(fēng)吸收鎳鐵金屬化球團(tuán)的熱量，在到達(dá)焙燒區(qū)時(shí)形成含氧的高溫氣體，對還原爐內(nèi)的燃?xì)膺M(jìn)行助燃，如此依次循環(huán)，剩余的廢氣經(jīng)除塵后由煙囪排入大氣，預(yù)冷卻后的含鎳金屬化球團(tuán)在冷卻過渡段的下方進(jìn)入冷卻筒內(nèi)，通過調(diào)節(jié)水冷強(qiáng)度和冷卻段冷卻風(fēng)量來調(diào)節(jié)出爐金屬化球的冷卻溫度，使其在500～900℃范圍內(nèi)通過螺旋出料機(jī)排出冷卻筒，將排出冷卻筒的高溫含鎳金屬化球團(tuán)不經(jīng)冷卻直接進(jìn)入破碎機(jī)進(jìn)行熱破碎，破碎后的熱含鎳鐵物料直接進(jìn)行篩分，然后進(jìn)行磁選，使含鎳鐵物料與殘煤和脈石分離，得到高品位的鎳鐵合金或鎳鉻鐵合金；打開有襯電渣爐電源開關(guān)，啟動(dòng)電極升降裝置，將電極送入有襯電渣爐內(nèi)，將已加入到爐內(nèi)的固態(tài)電渣料通電熔化成液態(tài)熔渣，或?qū)⒐虘B(tài)熔渣在爐外熔化后倒入有襯電渣爐內(nèi)，啟動(dòng)電極或?qū)щ姯h(huán)對所熔化的液態(tài)熔渣進(jìn)行加熱到所需的1650℃～1800℃范圍內(nèi)，將經(jīng)磁選后得到的高品位鎳鐵合金或鎳鉻鐵合金通過輸送機(jī)輸送到導(dǎo)流槽內(nèi)直接導(dǎo)入有襯電渣爐或半有襯電渣爐內(nèi)進(jìn)行熔化冶煉，或?qū)⑴懦隼鋮s筒的高溫含鎳金屬化球團(tuán)，不經(jīng)破碎機(jī)熱破碎和磁選直接通過輸送機(jī)輸送到導(dǎo)流槽內(nèi)導(dǎo)入有襯電渣爐或半有襯電渣爐內(nèi)進(jìn)行熔化冶煉，金屬化球團(tuán)中的Al2O3、MgO、SiO2、CaO可以作為電渣爐渣料，然后根據(jù)冶煉產(chǎn)品質(zhì)量要求，配入適量的CaF2、Al2O3、CaO、TiO2、MnO、SiO2、RE、RexOy、Na2B4O7、Na2O、SiCa、K2O、Al中的一種或多種物質(zhì)，以對球團(tuán)中的脈石成分進(jìn)行調(diào)整，使其達(dá)到電渣冶金所需渣料成分要求，在熔化過程中，根據(jù)冶煉產(chǎn)品的質(zhì)量要求，通過氧氣管和透氣磚吹入適量的氧氣對所熔化的含鎳金屬液進(jìn)行脫碳，使所冶煉的鎳鐵合金或含鎳鐵水達(dá)到所需含碳量，通過氬氣管和透氣磚吹入適量的氬氣對金屬熔池進(jìn)行攪拌，使所冶煉的鎳鐵合金或含鎳鐵水達(dá)到所需純凈度要求，制造出所需質(zhì)量要求的含高、中、低、微碳量的高質(zhì)量鎳鐵合金或含鎳鐵水，所冶煉好的鎳鐵合金或含鎳鐵水可以通過安裝在爐體支架上的有襯爐傾翻裝置倒入鋼水包進(jìn)行模鑄，制造成所需尺寸的鎳鐵合金，或通過水冷結(jié)晶器結(jié)晶后通過抽定裝置從水冷結(jié)晶器內(nèi)抽出后切斷成所需長度的產(chǎn)品，冶煉過程中所產(chǎn)生的CO氣體在密封罩內(nèi)通過氣體回收管與從豎爐中回收的余熱和冷卻風(fēng)混合后一同進(jìn)入冷卻過渡段的下部對含鎳金屬化球團(tuán)進(jìn)行冷卻和還原。
2、 根據(jù)權(quán)力要求1所述的用低鎳物料冶煉鎳鐵及含鎳鐵水工藝，其特征是所述的含鎳 鐵原料為將氧化鎳礦、氧化鎳鉻礦或含鎳、含鎳鉻的鐵磷、煙道灰、層泥中的任意一種或?qū)⑵渲械亩N或二種以上的含鎳鐵原料按照一定的比例配比后的超細(xì)粉體混合體，混合比例 不限；所述的超細(xì)粉為粒度為75um-5um，其屮顆粒度為10um-35um的粉體占85%以上。
3、 根據(jù)權(quán)力要求1所述的用低鎳物料冶煉鎳鐵及含鎳鐵水工藝，其特征是所述的催化 添加劑的物料配比(重量百分比)是由熔化劑10-50%、氧化劑10-30%、催化助燃劑10-30%、 成孔劑5_15%、晶核強(qiáng)化劑5-20%、助熔劑15-30%、自由基引發(fā)劑5-10%所組成；其中(均為 重量百分比)所述的熔化劑由含硼鐵精礦粉50-70%、四硼酸鈉(NaB407 10H20) 10-30%、皂土 10-20% 組成，或者為其中的任意一種；所述的氧化劑由硝酸鈉(NaN03) 50%、硝酸鉀(KNOs) 50%組成，或者為硝酸鈉、硝酸鉀 中的任意一種；所述的催化助燃劑為氯化鈉(NaCl)、氯化鉀(KC1)的任意一種，或者為其混合物，混 合比例不限；所述的助熔劑為螢石(CaF2) 50%、三氧化二釔(Y203) 50%組成所述的晶核強(qiáng)化劑為二氧化鈰(Ce02)、硝酸(NaN03)的任意種；或者為其混合物，混 合比例不限；所述的自由基引發(fā)劑為烷氧基胺或芳基碳金屬鹽的任意一種；或者自由基引發(fā)劑為其混 合物，混合比例不限；所述的成孔劑為聚氯乙烯、蛭石、珍珠巖、碳酸鈣的任意一種，或者為其混合物，混合 比例不限。
4、 根據(jù)權(quán)力要求1所述的用低鎳物料冶煉鎳鐵及含鎳鐵水工藝，其特征是所述還原劑 為固定碳大于65w淺，灰分小十15 wt%，揮發(fā)分為20 30wt,9b的無煙煤、低硫低灰分煙煤、 焦煤、焦粉中的任意一種，或二種以上的混合物；所述的熔劑為石灰、消石灰、白云石、石灰石中的任意一種；所述的粘接劑為膨潤土、水玻璃、粘土、皂土、紙漿廢液中的任意一種；或者為二種以 上的混合物，混合比例不限；所述的鎳鐵金屬化球團(tuán)物料成分配比(重量％)為氧化鎳礦、氧化鎳鉻礦或含鎳、含鎳鉻的鐵磷、煙道灰、層泥中的任意一種或?qū)⑵渲械亩N或二種以上的含鎳鐵原料按照一定的比例配比后的超細(xì)粉體混合體70-90%、還原劑3-10%、熔劑3-10%、粘結(jié)劑1_10%、催化添加劑0.卜5%組成，球團(tuán)物料為超細(xì)粉體，超細(xì)粉體的顆粒粒度為5um-75um，其中10-35um的粒度占球團(tuán)所用物料總量的85%，還原反應(yīng)溫度為500°C-IIO(TC;所述的燃料為煤氣、或者為煙煤、或者為無煙煤；所述的磁選工藝為將金屬化球團(tuán)破碎后進(jìn)入弱磁選機(jī)先分離球團(tuán)中的煤灰、添加劑和 部分脈石，然后將經(jīng)過磁選后的粉體進(jìn)行濕法球磨到-200目后，采用搖床進(jìn)行重選，重選后得到的鎳精礦粉采用2800-5500高斯的磁選機(jī)進(jìn)行磁選，得到含Ni量3 10%的高品位的 鎳精礦粉；所述的電渣爐的渣料為CaF2 、Al203、CaO、Ti02 、MnO、Si02、RE、RexOy、Na2B 407、K2 0、N改0、 SiCa、 Al中的二種或三種以上物質(zhì)所組成的多元渣系，堿度為1.2 1.8的高堿度渣；所述的脫碳工藝為包括通過透氣磚向熔池和渣池中吹入氧氣脫碳、吹入氬氣攪拌，或吹 入氬氣和氧氣的混合氣體進(jìn)行脫碳，或通過在熔渣中加入20%的赤鐵礦，20%的鐵磷配制成氧 化性熔渣進(jìn)行脫碳，還可以利用硅所具有的脫碳和還原雙層作用，通過在渣料中加入一定比例的Si02、以Si02取代部分碳進(jìn)行還原和脫碳，達(dá)到生產(chǎn)中、低含碳量的含鎳鐵水； '所述的有襯電渣爐的精煉工藝還包括通過透氣磚向熔池和渣池中吹入釆用吹氬進(jìn)行攪拌精煉；所述的有襯電渣爐也可以不使用密封罩進(jìn)行冶煉。
5、 一種實(shí)現(xiàn)用低鎳物料冶煉鎳鐵及含鎳鐵水工藝的設(shè)備，其特征是該設(shè)備由還原設(shè)備 和冶煉設(shè)備兩套系統(tǒng)組成，其中還原設(shè)備采用豎爐爐體結(jié)構(gòu)，該還原設(shè)備包括有爐底座(12)、 上爐體、下爐體、上爐罩、烘干床爐箅子(25)、密封下料裝置(1)、凈化裝置和和余熱循環(huán) 裝置，在爐底座的上方連接有上爐體，在爐底座的下方連接有下爐體，在上爐體的上端連接 有上爐罩，烘T床爐箅子位于上爐體內(nèi)上端，凈化裝置通過管道與上爐體和卜爐體連接，余熱循環(huán)裝置與下爐體連接；冶煉設(shè)備由有襯電渣爐、電渣爐供電系統(tǒng)、電極升降裝置、氣體吹入系統(tǒng)、電極和密封 罩組成，有襯電渣爐根據(jù)冶煉要求不同，采用有襯電渣爐、半有襯電渣爐進(jìn)行冶煉。
6、 根據(jù)權(quán)力要求5所述的用低鎳物料冶煉鎳鐵及含鎳鐵水工藝的設(shè)備，其特征是所述 的還原設(shè)備中的上爐體包括內(nèi)加熱罐(2)、還原氣出口 (3)、外加熱還原罐(4)、加熱進(jìn)氣 孔(5)、煤氣管(6)、耐火磚(7)、燃?xì)鈬娮?8)、耐火纖維(9)、還原爐外殼(10)、內(nèi)外 加熱罐進(jìn)氣孔(11)、內(nèi)加熱煤氣管(20)、內(nèi)加熱燃?xì)鈬娮?21)、加熱室(39)、焙燒還原 區(qū)(43)，還原爐外殼、耐火磚層、外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐依次套裝，還原爐外殼位于最外 層，內(nèi)加熱罐位于最內(nèi)層，在內(nèi)加熱罐中心有內(nèi)加熱煤氣管，內(nèi)加熱煤氣管的端部連接有內(nèi) 加熱燃?xì)鈬娮?，在還原爐外殼與耐火磚層之間有耐火纖維，在耐火磚層內(nèi)為加熱室，有煤氣 管穿過還原爐外殼、耐火纖維和耐火磚層，煤氣管端部連接有燃?xì)鈬娮?，燃?xì)鈬娮煳挥诩訜?室內(nèi)，內(nèi)加熱罐與外加熱還原罐之間為焙燒還原區(qū)，在內(nèi)加熱罐上的上段有還原氣出口、在 下段有內(nèi)外加熱罐進(jìn)氣孔，在外加熱還原罐上有加熱進(jìn)氣孔；上爐體忡入保護(hù)罩的部分為V 字型結(jié)構(gòu)，外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐體的中部向下設(shè)有多條斜形氣流通道，兩個(gè)罐體的斜形 氣流通道呈V字型布置，在兩個(gè)罐體中部向上均開有多個(gè)與罐體平行的氣流孔；或者所述的上爐體包括內(nèi)加熱罐(2)、還原氣出口 (3)、外加熱還原罐(4)、加熱進(jìn)氣 孔(5)、耐火磚(7)、耐火纖維(9)、還原爐外殼(10)、內(nèi)外加熱罐進(jìn)氣孔(11)、燃煤燃 燒室(33)、出渣室(34)、內(nèi)加熱火道(38)、加熱室(39)、焙燒還原區(qū)(43)，還原爐外殼、 耐火磚層、外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐依次套裝，還原爐外殼位于最外層，內(nèi)加熱罐位于最內(nèi)層，燃煤燃燒室(33)、出渣室(34)位于上爐體的下端，內(nèi)加熱火道(38)位于內(nèi)加熱罐 (2)和外加熱還原罐(4)的下端，在還原爐外殼與耐火磚層之間有耐火纖維，在耐火磚層 內(nèi)為加熱窯，內(nèi)加熱罐與外加熱還原罐之間為焙燒還原區(qū)，在內(nèi)加熱罐上的上段有還原氣出 口、在下段有內(nèi)外加熱罐進(jìn)氣孔，在外加熱還原罐上有加熱進(jìn)氣孔；上爐體伸入保護(hù)罩的部 分為Y字型結(jié)構(gòu)，外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐體的中部向卜設(shè)有多條斜形氣流通道，兩個(gè)罐體 的斜形氣流通道呈V字型布置，在兩個(gè)罐體中部向上均開有多個(gè)與罐體平行的氣流孔；所述的上爐體為單孔一通道爐體結(jié)構(gòu)，或者上爐體為多孔一通道爐體結(jié)構(gòu)爐體的布置 形式為單排一通道，或者爐體的布置形式為多排一通道；外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐在上爐體 內(nèi)分布有1-50個(gè)，在外加熱還原罐和內(nèi)加熱罐的罐體的中下部開有10-50個(gè)與罐體垂直線呈 斜形進(jìn)出氣孔，在罐體的中上部開有與罐體平行布置的進(jìn)出氣孔，其進(jìn)出氣孔在罐體上均勻 分布；外加熱還原罐的形狀為圓形或者為矩形；外加熱還原罐使用材質(zhì)為SiC或者耐火磚材 料制成，或者采用二種材料共同制造；所述的下爐體包括冷卻過渡段(13)、嫘旋出料機(jī)(18)、出料口 (29)、爐體支撐(31)、 內(nèi)外加熱罐支撐(32),冷卻過渡段位于內(nèi)加熱罐和外加熱還原罐的下部，冷卻過渡段內(nèi)為燃 煤燃燒室，燃煤燃燒室與上爐體的焙燒還原區(qū)相連通，爐體支撐位于外側(cè)，內(nèi)外加熱罐支撐 位于中心，在冷卻過渡段的底部連接有嫘旋出料機(jī)，在螺旋出料機(jī)的一端有出料口；所述的上爐罩包括爐罩(27)、煙囪(28)、除塵器(44)，煙囪位于爐罩的上端，除塵器 連接在煙囪上。
7、 根據(jù)權(quán)力要求5所述的用低鎳物料冶煉鎳鐵及含鎳鐵水工藝的設(shè)備，其特征是所述 的凈化裝置包括余熱輸送管(19)、中余熱回收管(22)、上余熱回收管(26)、軸流風(fēng)機(jī)(30)、 右冷卻風(fēng)管(36)、右冷卻風(fēng)機(jī)(41)，在凈化裝置的上端通過±余熱回收管與上爐罩連接， 在凈化裝置的中間部位通過中余熱問收管連接在上爐體上端，上余熱l5j收管(26)和中余熱 回收管均通入至焙燒還原區(qū)，在凈化裝置的底部通過余熱輸送管通入至下爐體的燃煤燃燒室 內(nèi)，在余熱輸送管上連接有軸流風(fēng)機(jī)，在軸流風(fēng)機(jī)下方的余熱輸送管上連接有右冷卻風(fēng)管， 在右冷卻風(fēng)管上連接有右冷卻風(fēng)機(jī)；所述的余熱循環(huán)裝置包括左余熱輸送管(14)、出水口(15)、冷卻筒(16)、進(jìn)水UI (17)、左冷卻風(fēng)管(35)、左冷卻風(fēng)機(jī)(42)，在下爐體外有冷 卻筒，在冷卻筒上有進(jìn)水口和出水U，左余熱輸送管通入至下爐體的燃煤燃燒室內(nèi)，在左余 熱輸送管上連接有左軸流風(fēng)機(jī)，在左軸流風(fēng)機(jī)下方的左余熱輸送管上連接有左冷卻風(fēng)管(35)， 左冷卻風(fēng)管上連接有左冷卻風(fēng)機(jī)(42)。
8、 根據(jù)權(quán)力要求5所述的用低鎳物料冶煉鎳鐵及含鎳鐵水工藝的設(shè)備，其特征是所述 的冶煉設(shè)備中的電渣爐根據(jù)冶煉方式的不同，分為有襯電渣爐、半有襯電渣爐兩種爐體；所述的有襯電渣爐爐體(54)座落在有襯電渣爐爐體傾翻機(jī)構(gòu)(53)上，在有襯電渣爐爐 體(54)的底部連接有底電極(57)，通過電極升降裝置(47)將電極(46)插入有襯電渣爐內(nèi)， 在電極(46)上連接有電源(48)、電源開關(guān)(50)、底電源(51),底電源(51)連接在底電極(57) 上與電極(46)組成供電回路，在有襯電渣爐爐體(54)的底部底電極(57)的一側(cè)安裝有氧氣透氣磚(55)，在氧氣透氣磚(55)上連接有氧氣管(56)，在底部底電極(57)的另一側(cè)安裝有氬氣 透氣磚(59)，在氬氣透氣磚(59)上連接有氬氣管(58),有襯電渣爐內(nèi)有液態(tài)熔渣(52)和金屬 熔液(60)，在有襯電渣爐的上部連接有導(dǎo)流槽(61)和球團(tuán)輸送機(jī)(63)，在有襯電渣爐的外部 安裝有密封罩(49)，在密封罩(49)的上部連接有氣體回收管(45)，氣體回收管(45)與連接在 豎爐冷卻過渡段(l'3)下部的余熱循環(huán)系統(tǒng)管道相連接，有襯電渣爐爐體傾翻機(jī)構(gòu)(53)安裝 在爐體支架(64)上；所述的電極加熱半有襯電渣爐由耐火材料爐體(65)、水冷結(jié)晶器(70)、抽定裝置(68) 和電源系統(tǒng)、電極升降裝置、吹氣系統(tǒng)、密封罩組成，耐火材料爐體(65)連接在水冷結(jié)晶 器(70)的上面，在水冷結(jié)晶器(70) —側(cè)的底部連接有進(jìn)水管69，在水冷結(jié)晶器(70)另 一側(cè)的上部連接有進(jìn)水管74,在耐火材料爐體(65)下面的一側(cè)安裝有氧氣透氣磚(55)，在 氧氣透氣磚(55)上連接有氧氣管(56)，在底部底電極(57)的另一側(cè)安裝有氬氣透氣磚(59)， 在氬氣透氣磚(59)上連接有氬氣管(58)，水冷結(jié)晶器(70)的下面連接有底水箱(71)，抽定 裝置(68)連接在底水箱(71)的下面，電極(46)通過電極升降裝置(47)插入半有襯電 渣爐的耐火材料爐體(65)內(nèi)，在電極(46)上連接有電源(48)、電源開關(guān)(50)、底電源(51)，底電源(51)連接在底水箱(71)上與電極(48)組成供電回路，半有襯電渣爐內(nèi)有 液態(tài)熔渣(52)和金屬熔液(60)，在半有襯電渣爐的上部連接有導(dǎo)流槽(61)和球團(tuán)輸送機(jī)(63)，在有襯電渣爐的外部安裝有密封罩(49)，在密封罩(49)的上部連接有氣體回收管(45)，氣體回收管(45)與連接在豎爐冷卻過渡段(13)下部的余熱循環(huán)系統(tǒng)管道相連接， 半有襯電渣爐爐體安裝在爐體支架(64)上；所述的導(dǎo)電環(huán)加熱半有襯電渣爐由耐火材料爐體(65)的下面安裝有導(dǎo)電環(huán)(73)，在導(dǎo) 電環(huán)底部(73) —側(cè)的底部連接有進(jìn)水管72，在導(dǎo)電環(huán)底部(73)另一惻的上部連接有進(jìn)水 管74，在導(dǎo)電環(huán)(73)下面的側(cè)安裝有氧氣透氣磚(55),在氧氣透氣磚(55)上連接有氧氣 管(56)，在導(dǎo)電環(huán)(73)的另一側(cè)安裝有氬氣透氣磚(59)，在氬氣透氣磚(59)上連接有氬氣 管(58)，在氧氣透氣磚(55)和氬氣透氣磚(59)的下面連接有水冷結(jié)晶器(70)，在水冷結(jié)晶器(70) —側(cè)的底部連接有進(jìn)水管69，在水冷結(jié)晶器(70)另一側(cè)的上部連接有進(jìn)水管74,在 水冷結(jié)晶器(70)的下面連接有底水箱7i，抽定裝置(68)連接在底水箱(71)的下面，電 源(48)連接在導(dǎo)電環(huán)(73)上，與電源開關(guān)(50)、底電源(51)和底水箱(71)組成供電 回路。
9、根據(jù)權(quán)力要求5所述的用低鎳物料冶煉鎳鐵及含鎳鐵水工藝的設(shè)備，其特征是所述 的有襯電渣爐半有襯電渣爐中的有襯爐爐體(54)是由耐高溫、耐渣蝕的耐火材料搗打或由 耐火磚砌鑄而成，其幾何形狀為即可為橢圓，亦可以為圓形、矩形、方形；所述的有襯電渣爐、半有襯電渣爐的電源(48)為三相低電壓、大電流電源，亦可以為單 相低電壓、大電流電源，優(yōu)選三相電源；所述的有襯電渣爐、半有襯電渣爐的電極(46)材料為石墨電極，亦可以為金屬材料自耗 電極或耐高溫的導(dǎo)電陶瓷材^";所述的有襯電渣爐、半有襯電渣爐的電極升降裝置(47)具有電極夾持、電極上下升降、 電極旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；所述的半有襯電渣爐中的導(dǎo)電環(huán)(72)為循環(huán)水冷結(jié)構(gòu)，材質(zhì)為導(dǎo)電的銅材、無磁鋼、不 銹鋼或低碳鋼，在導(dǎo)電環(huán)(72)的底部連接有導(dǎo)電環(huán)進(jìn)水管(71)，在導(dǎo)電環(huán)的上部連接有導(dǎo)電 環(huán)出水管(73)。
10、根據(jù)權(quán)力要求5所述的用低鎳物料冶煉鎳鐵及含鎳鐵水工藝的設(shè)備，其特征是所 述的透氣磚透氣率為26 30%，吹氧氣、吹氬氣壓力為6 8Kg/cm2。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用低鎳物料冶煉鎳鐵及含鎳鐵水工藝及設(shè)備，屬于冶金工業(yè)煉鋼原料。將含鎳鐵原料與還原劑、熔劑、催化添加劑混合，制備成超細(xì)粉，混合造成球團(tuán)物料，送入到還原爐內(nèi)，經(jīng)還原反應(yīng)后，得到鎳鐵合金球團(tuán)，將還原后的球團(tuán)直接加入有襯電渣爐中冶煉成鎳鐵合金或含鎳鐵水；該設(shè)備由內(nèi)外加熱豎爐式還原爐、有襯電渣爐和余熱回收系統(tǒng)組成。優(yōu)點(diǎn)1.還原溫度低，速度快，減少了能源消耗，降低生產(chǎn)成本，生產(chǎn)效率高，質(zhì)量的均勻性好。2.機(jī)械化程度高，工序簡單，產(chǎn)量大，可規(guī)?；a(chǎn)。3.減少原料浪費(fèi)，降低環(huán)境污染。4.采用氧化鎳礦或含鎳廢棄物為原料來源廣泛，成本低。5.廢棄資源循環(huán)利用，節(jié)約了資源消耗。6.采用有襯電渣爐直接冶煉高溫球團(tuán)，熱效率高，能耗低，材質(zhì)純凈度高質(zhì)量好，設(shè)備簡單投資少。
文檔編號(hào)C21B13/00GK101538631SQ200910028260
公開日2009年9月23日 申請日期2009年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月5日
發(fā)明者丁家偉 申請人:丁家偉