本書結合鎳鐵合金及不銹鋼的生產實踐以及作者多年的現場實踐經驗,在介紹紅土鎳礦基本知識的基礎上,介紹了紅土鎳礦礦床和礦物、鎳鐵合金及不銹鋼冶煉的生產工藝、原輔材料、裝備等知識,對不銹鋼精煉等工藝細節進行了詳細的介紹,特別是對東南亞紅土鎳礦礦床和礦物及用其冶煉鎳鐵和奧氏體不銹鋼的原理和工藝進行了詳細說明,同時結合企業的生產實際,列舉了典型的工藝案例和生產線生產情況。可以給讀者提供而實用的指導。
本書可供冶金領域技術人員,設計、研發人員以及高等院校相關專業師生參考。
1 鐵,鎳與鐵的合金,在煉鋼工業中作為合金元素添加劑,可提高鋼的抗彎強度和硬度,同時由于鎳金屬所包含的耐腐蝕、耐強堿以及能較好的適用于高溫與低溫環境性能,使得鎳鐵,作為鎳的替代品,成為不銹鋼冶煉主要原料之一。
2 《利用紅土鎳礦冶煉鎳鐵合金及不銹鋼 》作者長期從事鎳鐵合金和不銹鋼冶煉技術方面的研發和生產,熟知當前國內外的生產和科研進展情況。
周建男,中鋼濱海實業有限公司,高級工程師總經理;1983-2001年在撫順鋼廠(副總工程師),從事短流程特殊鋼生產工藝裝備技術研究;2001-2008年在青島鋼廠(副總工程師),從事長流程普鋼生產工藝裝備技術研究;2009-2012年在中鋼中寶鎳業有限公司(總經理),從事鎳鐵生產工藝裝備技術研究。80余篇,著作5部(獨自完成3部、主編1部、參編1部),先后任5所大學兼職教授或研究生指導教師,指導研究生數十名。參加國家"75"、"85"重點技改項目(2項);"95"科技項目(1項)863項目(1項)研究工作,獲國高校科技進步獎一等獎等獎項7項。
第1章鎳及冶煉技術概述1
1.1鎳的發現、性質及主要用途4
1.1.1鎳的發現和鎳業發展4
1.1.2鎳的性質6
1.1.3鎳的用途6
1.2紅土鎳礦資源7
1.2.1世界紅土鎳礦資源7
1.2.2國紅土鎳礦資源9
1.3鎳的冶煉技術9
1.3.1火法冶煉11
1.3.2濕法冶煉20
1.3.3紅土鎳礦的其他處理工藝25
1.3.4氣化冶金羰基法煉鎳26
1.4用紅土鎳礦火法冶煉高品位鎳鐵、鐵、鎳、"半鋼"、鋼及不銹鋼26
1.4.1高品位鎳鐵、金屬鎳、鐵、鋼的生產26
1.4.2"半鋼"的冶煉28
1.4.3奧氏體不銹鋼冶煉28
第2章紅土鎳礦30
2.1紅土鎳礦礦床及礦物30
2.1.1紅土鎳礦礦床32
2.1.2紅土鎳礦礦物36
2.2東南亞紅土鎳礦礦床簡介45
2.2.1印尼北科納威鎳礦床45
2.2.2印尼摩落灣利縣鎳礦床51
2.2.3菲律賓迪納加特群島瓦倫西亞鎳礦床52
2.2.4緬甸達貢山鎳礦53
第3章高爐冶煉鎳鐵56
3.1氧化還原的基本規律56
3.1.1氧化轉化溫度56
3.1.2分解壓與氧位57
3.1.3直接還原反應與間接還原反應59
3.1.4直接氧化反應與間接氧化反應60
3.1.5化學反應等溫方程60
3.1.6活度及活度相互作用系數62
3.2鎳鐵還原反應63
3.2.1鎳、鐵還原63
3.2.2其他元素的還原66
3.2.3紅土鎳礦還原反應動力學68
3.3燒結69
3.3.1燒結生產工藝及設備69
3.3.2燒結礦質量71
3.3.3燒結反應過程72
3.4高爐冶煉過程及特點78
3.4.1高爐內各區域反應狀況78
3.4.2燃燒反應80
3.4.3爐缸煤氣成分82
3.4.4燃燒帶與回旋區83
3.4.5爐渣的作用及造渣過程85
3.4.6高爐脫硫91
3.4.7爐料與煤氣運動94
3.4.8高爐內能量利用97
3.4.9鎳鐵形成101
3.4.10鐵水預處理101
3.5高爐設備及生產工藝107
3.5.1高爐主體設備107
3.5.2輔助設備112
3.5.3高爐生產工藝115
3.5.4生產主要技術經濟指標117
3.5.5小高爐冶煉鎳鐵的優勢123
3.6高爐鎳鐵冶煉工廠舉例125
3.6.1高爐冶煉低鎳鎳鐵工廠125
3.6.2高爐冶煉中鎳鎳鐵工廠126
第4章鼓風爐熔煉鎳鐵及鎳锍129
4.1鼓風爐熔煉工藝原理130
4.1.1還原硫化熔煉工藝130
4.1.2還原硫化熔煉分解反應131
4.1.3還原硫化熔煉還原反應132
4.1.4還原硫化熔煉硫化反應132
4.1.5造锍熔煉造渣134
4.2鼓風爐熔煉及設備135
4.2.1鼓風爐熔煉流程135
4.2.2鼓風爐的工藝技術操作136
4.2.3鼓風爐分類及結構138
4.3鼓風爐熔煉鎳鐵及鎳锍工廠舉例139
4.3.1新喀里多尼亞多尼安博冶煉廠139
4.3.2俄羅斯列什廠141
4.3.3日本住友公司四阪島別子冶煉廠142
4.3.4國營口某爐料有限公司144
第5章礦熱爐冶煉鎳鐵145
5.1鐵合金冶煉146
5.1.1鐵合金冶煉原理146
5.1.2鐵合金生產方法151
5.1.3硅、錳、鉻系合金的生產153
5.1.4鐵合金生產主要技術經濟指標162
5.2礦熱爐生產鎳鐵163
5.2.1冶煉原理165
5.2.2鎳鐵生產工藝180
5.2.3礦熱爐鎳锍生產工藝介紹184
5.3生產裝備技術184
5.3.1回轉干燥筒184
5.3.2回轉窯188
5.3.3礦熱爐200
5.3.4鎳鐵粒化裝置221
5.4工廠舉例236
5.4.1塞羅馬托莎冶煉廠237
5.4.2多尼安博冶煉廠238
5.4.3日向冶煉廠240
5.4.4拉里姆納冶煉廠243
5.4.5帕鎳廠245
5.4.6Falcondo鎳鐵廠250
5.4.7濱海某鎳業有限公司251
5.4.8福建某鎳業有限公司257
5.4.9中色鎳業有限公司259
第6章回轉窯(直接還原法)冶煉鎳鐵262
6.1直接還原法煉鐵262
6.1.1直接還原鐵發展概況及用途262
6.1.2直接還原鐵的生產工藝技術263
6.2回轉窯直接還原法煉鐵267
6.2.1回轉窯直接還原法發展268
6.2.2回轉窯直接還原工作原理269
6.2.3回轉窯直接還原工藝271
6.3回轉窯粒鐵法275
6.3.1回轉窯粒鐵法的原理276
6.3.2回轉窯粒鐵法的工藝277
6.4回轉窯粒鐵法冶煉鎳鐵284
6.4.1日本大江山冶煉廠鎳鐵冶煉工藝286
6.4.2北海某公司鎳鐵冶煉工藝291
6.4.3遼寧某公司鎳鐵冶煉工藝293
6.4.4南通某公司鎳鐵冶煉工藝296
第7章鎳鐵合金精煉298
7.1鐵合金精煉299
7.1.1硅鐵精煉299
7.1.2錳鐵精煉300
7.1.3鉻鐵精煉300
7.2鎳鐵精煉300
7.2.1精煉原理及方法300
7.2.2精煉工藝實例300
7.3鎳鐵精煉設備308
7.3.1氧氣轉爐308
7.3.2GOR爐312
7.3.3ASEASKF鋼桶爐314
第8章不銹鋼冶煉315
8.1不銹鋼的力學性能和物理性能315
8.1.1不銹鋼的力學性能315
8.1.2不銹鋼的物理性能318
8.2不銹鋼的腐蝕318
8.2.1均勻腐蝕319
8.2.2局部腐蝕319
8.3奧氏體不銹鋼321
8.3.1奧氏體不銹鋼中的相321
8.3.2合金元素對奧氏體不銹鋼組織和性能的影響323
8.3.3奧氏體不銹鋼的性能特點326
8.4不銹鋼冶煉原理332
8.4.1不銹鋼氧化熔煉的熱力學332
8.4.2脫碳反應335
8.4.3硅的氧化和還原338
8.4.4錳的氧化和還原339
8.4.5鉻的氧化和還原339
8.4.6脫磷反應340
8.4.7脫硫反應342
8.4.8脫氧反應345
8.4.9選擇性氧化348
8.4.10真空和惰性氣體攪拌352
8.4.11鋼中的氣體354
8.4.12鋼中非金屬夾雜物355
8.4.13不銹鋼冶煉工藝及設備配置357
8.4.14電弧爐冶煉不銹鋼362
8.4.15AOD爐冶煉不銹鋼371
8.4.16VOD爐冶煉不銹鋼379
8.4.17利用鎳鐵作母料的奧氏體不銹鋼冶煉工藝381
8.5不銹鋼連鑄技術384
8.5.1連鑄工藝技術384
8.5.2連鑄設備389
8.5.3不銹鋼寬板坯連鑄工藝裝備技術舉例397
8.5.4不銹鋼板坯連鑄機采用的新技術409
8.6不銹鋼生產廠冶煉工藝舉例412
8.6.1300系不銹鋼工藝實例413
8.6.2節鎳型奧氏體不銹鋼工藝實例417
8.6.3幾點說明421
附錄一鐵合金分類及牌號423
附錄二不銹鋼分類、鋼號、性能及鋼種的發展431
參考文獻444