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镍钛记忆合金冶炼-高炉法

高炉也是一种竖炉,用高炉冶炼镍钛记忆合金产出镍铁原理与其炼铁相同,只是有镍钛合金综合品位(含Ni+Fe品位)低、烧结矿强度低、透气性不好、焦比高、渣量大、渣碱度低等不同点。如镍钛记忆合金烧结矿强度较铁矿低,导致炉料空隙度(ε)、炉料空隙当量直径(d∂)减小,使得炉料对煤气的阻力(ΔP)增加,透气性不好。通过物料(矿石、石灰、燃料、还原剂配比混合)烧结成烧结矿,将烧结矿、焦炭、熔剂从炉顶按规定批次加入炉中,炉料不断在炉中下降,与上升的由风口鼓入炉内的热空气与焦炭燃烧产生的热还原气体形成对流,从而实现炉料的干燥、预热、脱水、间接还原、直接还原、熔化和渣-镍铁分离过程。

由于高炉法是剩碳操作,不能控制氧化铁的还原量,使铁几乎全部进入镍铁中,因此镍铁品位除与矿中的镍含量有关外,主要取决于矿的含铁量,所以高品位的镍铁对矿的成分要求是高镍、低铁。有工业价值的镍钛记忆合金的镍含量为1%~3%,与其对应的铁含量是49%~10%,由于高品位镍铁要求矿镍高铁低,进而使得镍矿的综合品位较低,造成炉渣量大、烧结矿强度低,使得综合品位低的镍钛记忆合金在大高炉上几乎不能顺行,必须使用中小高炉(≤450m3)。这就是高炉生产镍铁的品位越高,反而使用的高炉容积越小的原因。

高炉容积的选择原则:在利用镍钛记忆合金火法冶炼镍铁的鼓风炉法、高炉法、矿热炉法和直接还原粒铁法四种方法中,鼓风炉法、高炉法(小高炉)在含镍高的镍铁(Ni≥10%)生产工艺中逐渐被矿热炉法所取代,直接还原法还在发展完善中。由于含镍较低的镍铁(Ni2%~8%)在不锈钢的冶炼中作为母料(而不是作为合金剂)的出现,加之适合于矿热炉工艺矿石的短缺和昂贵,使得利用低品位镍钛记忆合金高炉法冶炼低品位镍铁的工艺得以保存,且有较大的发展空间。高炉和矿热炉生产镍铁的主要区别在于:前者使用焦炭作为还原剂、料架和热源,是富碳操作,不能对铁进行有选择性的还原(铁几乎被全部还原),同时,S、P等杂质加入合金较多;后者使用电作热源,用煤作还原剂,可采用缺碳操作,对铁进行有选择性的还原,同时,S、P等杂质加入合金较少。

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东莞镍钛合金加工厂

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