红土矿铬精矿混合烧结矿及其冶炼镍铬铁合金的生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于铁合金生产技术领域，具体涉及红土矿铬精矿混合烧结矿及其冶炼镍 铬铁合金的生产方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，不锈钢的需求量和生产量大幅度提高，据统计2014年，全世界不锈钢生产 量4100万吨，我国不锈钢生产量达到2169万吨，其中，镍铬系（300系）不锈钢1086万吨，占 50%以上，不锈钢产能的扩大对金属铬元素、镍元素需求量增大。而现在，关于镍、铬金属的 生产多限于单独的铬铁合金、电解镍或镍铁合金(含镍生铁），少有生产同时含有镍、铬两种 金属元素的铁合金。
[0003]普通高碳铬铁的生产，国内多数是用进口铬矿在矿热炉中生产，其中铬矿资源的 粉矿比例达80 %左右。以粉矿直接入炉冶炼，由于透气性差，使炉内容易形成爆喷，冶炼指 标差，安全隐患大，对于使用大型矿热炉，特别是封闭炉受到很大限制。因此，近年来，对铬 粉矿进行造块加工，用其代替原生块矿使用，是国内外铬系铁合金生产企业和研究单位十 分重视的课题。但是，铬粉矿的物理特性不利于烧结:其表面光滑，水润湿性差，很难制粒成 球;其熔点高，用常规方法难以烧结成块。单独烧结铬精矿，主要有以下技术难点:①铬精矿 自身熔点高；由于铬矿自身熔点高，很多烧结技术人员一度认为采用带式烧结机无法烧结 铬精矿，要达到液相烧结可以通过提高配碳量来达到烧结温度，但势必增加烧结成本;②铬 精矿制粒难度大；由于铬精矿粒度小，形核粒子少，湿容性差，特别是南非精矿表面光滑，导 致难以混合制粒;制粒效果差会直接导致烧结时透气性差，从而影响烧结动力学条件，降低 成品率。所以，必须选择采用合适的原辅料配比及适宜的配水量，以解决制粒问题。
[0004] 专利号ZL201310649070.5，虽然实现了铬精矿的烧结工艺，但是其能耗仍然较高， 而且，需加入一定比例的膨润土和其他辅料，增加成本，降低烧结矿的铬金属品位，同时，对 于后续冶炼环节，增加冶炼渣量，增加冶炼电耗成本。
[0005] 普通高碳铬铁冶炼生产，仅仅依靠铬矿石搭配很难满足冶炼炉渣渣型的需要，一 般需要另外加入造渣剂，例如，硅石、镁砂、白云石等，耗用较高的辅料成本，而且，加入辅料 后，冶炼生产中将增加炉渣量，增加电耗，增加成本。
[0006] 申请号为201310043112.0的中国专利公开了一种用于不锈钢生产的铬铁矿粉矿 烧结处理方法，其采用红土矿与铬铁矿粉矿进行烧结，最终起到降低配碳量、降低能耗并提 高烧结强度的问题，但是其还处在试验研究阶段，尚未说明能够在实际生产实现该烧结方 法，也未说明在实际生产中得到证明。而且，该方法中仍然加入辅料(绿泥石、膨润土等），同 时，也并未说明冶炼镍铬合金的工艺方案。
【发明内容】
[0007] 本发明要解决的技术问题是现有铬精粉矿烧结技术和冶炼普通高碳铬铁一般需 要加入辅料(熔剂/造渣剂)增加电耗成本的问题。
[0008] 本发明解决上述技术问题的方案是提供一种红土矿铬精矿混合烧结矿，在实际烧 结生产中不配加粘接剂，也不配加其他硅镁质颗粒物料，降低辅料成本，同时，降低配碳量， 降低动力电能耗。
[0009] 上述红土矿铬精矿混合烧结矿的制备方法为：
[0010] a、将15~85重量份粒度< 8mm的红土矿、15~85重量份的铬精粉矿、3~8重量份的 焦粉和6~8重量份返矿混合成为混合物料;所述返矿是上一批次生产过程中步骤d筛分出 的粒径为< 6mm的烧结矿；
[0011] b、在混合物料中加入水，使混合物料中水的质量为总质量的12~20%，混和均匀 后，制粒得到混合料球；
[0012] C、在烧结机台车上铺厚度为15~40mm的铺底料，再将混合料球铺在铺底料上，点 火，烧结18~25分钟，得到烧结矿;所述混合料球的铺设厚度为400~600mm;所述铺底料是 上一批次生产过程中步骤d筛分出的粒径为6~20mm的烧结矿；所述的点火温度为1050 土 50，°C点火时间为2~2.5分钟，风箱负压一6~一lOKpa;所述烧结的温度为1300 ± 50; °C [0013] d、将上述烧结矿破碎至粒径小于150mm，然后通过热矿筛分别筛分出粒径为< 6mm、6~20mm和20~150mm的烧结矿;其中，粒径为< 6mm的烧结矿全部返回作为下一批次生 产步骤b的返矿，粒径为6~20mm的烧结矿根据需求量返回作为下一批次生产步骤c的铺底 料，粒径为20~150mm的烧结矿为红土矿铬精矿混合烧结矿。
[00?4]作为本发明优选的方案，上述红土矿络精矿混合烧结矿的制备方法中，步骤a所述 的粒度< 8mm的红土矿为45重量份，所述的铬精粉矿为50重量份，所述的焦粉为5重量份。 [00?5]作为本发明优选的方案，上述红土矿络精矿混合烧结矿的制备方法中，步骤b所述 混合物料中水的质量为总质量的16~18%。
[0016]作为本发明优选的方案，上述红土矿络精矿混合烧结矿的制备方法中，步骤c所述 铺底料的厚度为25mm。作为本发明优选的方案，所述混合料球的铺设厚度为500~550mm。
[0017]作为本发明优选的方案，上述红土矿铬精矿混合烧结矿的制备方法中，步骤c所述 的点火温度为1050±20°C，点火时间为2~2.5分钟，风箱负压为一7~一9邱&。作为本发明 优选的方案，所述的烧结温度为1300 ± 30°C，烧结时间为18~25分钟。
[0018]本发明还提供了上述红土矿铬精矿混合烧结矿冶炼镍铬铁合金的生产方法。该方 法不需要配加任何辅料(熔剂)作造渣剂。
[0019] 上述红土矿铬精矿混合烧结矿冶炼镍铬铁合金的生产方法，包括以下步骤:将红 土矿铬精矿混合烧结矿30~80重量份、铬块矿10~70重量份和焦炭15~20重量份加入到矿 热炉中，进行冶炼，得到镍铬合金。
[0020] 上述红土矿铬精矿混合烧结矿冶炼镍铬铁合金的生产方法中，所述的冶炼过程 中，矿热炉的操作电阻为1.5~1.8mΩ。
[0021] 上述红土矿铬精矿混合烧结矿冶炼镍铬铁合金的生产方法中，所述的冶炼结束 后，所得的炉渣含有质量百分比为26~36%的Mg0,33~40%的Si0 2，14~25%的Al2〇3;所述 炉渣的三元理论熔点为1560~172(L°C
[0022] 作为本发明优选的方案，上述红土矿铬精矿混合烧结矿冶炼镍铬铁合金的生产方 法中，所述的红土矿铬精矿混合烧结矿为70重量份、铬块矿为30重量份、焦炭为16重量份。 [0023]作为本发明优选的方案，上述红土矿铬精矿混合烧结矿冶炼镍铬铁合金的生产方 法中，所述的冶炼结束后，所得的炉渣含有质量百分比为30~32%的MgO，34~36 %的Si02， 16~20%的Al2〇3;所述炉渣的三元理论熔点为1580~1680°C。
[0024] 本发明的有益效果在于：红土矿和铬精粉矿的混合烧结，充分利用了红土矿自身 的粘性，完全取代了原有烧结工艺中配加的膨润土等粘接剂，也不需要额外配加石灰及其 他硅镁质颗粒辅料，降低了成本。红土矿与水的润湿性好，其中，粉状的红土矿有较好的粘 接性，颗粒状的红土矿在制粒过程中有形成形核颗粒作用，在本发明给出的重量配比范围 内，混合料球的制粒效果良好，可以完全取代粘接剂，也不需要额外配加其他颗粒辅料，从 而降低烧结成本，烧结中无外加辅料，可以最大限度保证红土矿铬精矿混合烧结矿的品位 最高(铬品位、镍品位），同时，红土矿自身熔点低，能够降低烧结温度、减少烧结时间，从而 降低烧结能耗。在冶炼镍铬铁合金的过程中，充分利用了红土矿中s i 02、MgO含量较高的优 点，对冶炼造渣有利，在本发明给出的原料重量配比范围内，以及给出的炉渣成分范围和操 作电阻范围内，完全取消了传统冶炼普通高碳铬铁需要另外配加的熔剂，降低了辅料成本， 并且可降低炉渣量，进一步降低冶炼电耗，最终降低成本，取得更好经济效益。
【附图说明】
[0025] 图1本发明其中一种实施方式的流程示意框图。
【具体实施方式】
[0026]红土矿铬精矿混合烧结矿的制备方法为：
[0027] a、将15~85重量份粒度< 8mm的红土矿、15~85重量份的铬精粉矿、3~8重量份的 焦粉和6~8重量份返矿混合成为混合物料;所述返矿是上一批次生产过程中步骤d筛分出 的粒径为< 6mm的烧结矿；
[0028] b、在混合物料中加入水，使混合物料中水的质量为总质量的12~20%，混和均匀 后，制粒得到混合料球；
[0029] c、在烧结机台车上铺厚度为15~40mm的铺底料，再将混合料球铺在铺底料上，点 火，烧结18~25分钟，得到烧结矿;所述混合料球的铺设厚度为400~600mm;所述铺底料是 上一批次生产过程中步骤d筛分出的粒径为6~20mm的烧结矿；所述的点火温度为1050 土 50，°C点火时间为2~2.5分钟，风箱负压一6~一lOKpa;所述烧结的温度为1300 ± 50; °