回转窑、球磨机、篦冷机、破碎机、提升机、输送机、环冷机、链篦机、润磨机、混合机及造球机等

用直接还原镍矿法生产镍铁

红土镍矿用回转窑直接还原生产高镍镍铁

二、火法生产镍铁的生产工艺方法及流程

1. 电碳热法：

红土镍矿—→预处理—→脱水—→造块—→配入焦炭、熔剂—→

电炉冶炼—→粗镍铁—→降C、Si、P、S精炼—→镍铁。

2. 电硅热法：

红土镍矿—→预处理—→烘干—→破碎—→高温脱水煅烧成块—→

配入熔剂—→矿热电炉熔化—→NiO熔体—→倒入反应包—→

向反应包加入45％硅铁—→倒包反应—→粗镍铁—→降P、Si精炼

—→镍铁。

3. 高炉熔炼法：

红土镍矿—→预处理—→脱水、烧结、造块—→配入焦炭、熔剂—→

高炉冶炼—→粗镍铁—→精炼降Si、C、P、S—→镍铁。

4. 回转窑——矿热电炉——转炉（RKEF）熔炼法：

红土镍矿—→预处理—→筛分—→干燥—→回转窑煅烧—→热料装入矿热炉冶炼—→粗制镍铁炉外脱硫—→转炉中脱除Si、P、C、S、Mn等杂质—→镍铁铸块。

5. 回转窑直接还原法：

① 日本大江山回转窑直接还原法：

红土镍矿—→加水粉磨—→矿浆过滤—→加入石灰石、无烟煤混合

—→棒磨机研磨—→压团—→链篦加热机预热—→回转窑煅烧—→

水淬—→加水粉磨—→跳汰—→磁选—→过滤—→镍铁粉。

② 朝阳重型建材机械回转窑直接还原法：

红土镍矿—→粗破碎—→烘干—→破碎—→加入石灰石、煤粉混合

—→压球—→回转窑煅烧—→水淬—→加水粉磨—→磁选—→过滤—→镍铁粉。

三、回转窑直接还原法与高炉法、矿热电炉法及回转窑+矿热电炉法等工艺相比有如下优点：

（1） 设备工艺简单，维修方便；

（2） 投资少，见效快；

（3） 能耗少，降低生产成本；

（4） 生产成本低，投资回收期短；

（5） 熔炼的主要能源为煤，而不是昂贵的电能。

（6） 原料的自由选择，可用东南亚的各种红土镍矿。

（7） 所产高镍镍铁质量高（在原矿Ni=2%，Fe=15%，回收率为90%时，镍铁含Ni=11.8%左右），可直接用作不锈钢的生产原料。

（8） 由其是在严重缺电的国家首先此工艺。

四、红土镍矿用回转窑直接还原法生产镍铁的工艺和技术

熔炼方法和工艺如下：

预处理步骤是将原料红土镍矿烘干后，与含碳物料和熔剂石灰石混合，制球后连续给入回转窑。在回转窑中，物料与煤燃烧所产生的热气流逆流运动，经受所有熔炼步骤--干燥，脱水，还原和金属成长。金属是在窑中半熔融条件下生成的。烧成的物料熔块从回转窑出来就将它急冷，磨细后，用磁选机将还原成的镍铁合金从排出的熔块中分离出来。分离出来的镍铁呈直径2~3毫米的沙状颗粒， 并夹带1~2%炉渣， 其化学组成为C=0.1%， Ni=11~14%， S=0.45%， P=0.015% 。此产品不管含硫多高均适用于炼钢过程，因炼钢时有很好的脱硫能力。沙状颗粒在炼钢过程中相当有利于连续加料和作为冷却剂物料快速溶解。

回转窑生产工艺镍和铁的回收率都很高，均在90%以上。

五、朝阳重型建材机械制造有限公司技术改进的历程

在详细介绍本方法之前，让我们简单回顾朝阳重型建材机械制造有限公司以往技术改进的历史。

从印度尼西亚进口高品位镍铁生产镍铁始于2009年，为炼不锈钢厂提供原料。从那时起，努力提高生产能力、镍回收率、产品性能和节省能耗。

表1所示为朝阳重型建材机械制造有限公司主要生产过程的技术改进历史。

表1：年按340天计算

如表中所示,我们通过增建回转窑，几项设施改进和改善原料预处理等，成功地逐步提高生产能力，满足钢厂生产不锈钢方面不断增长的需要。至于能源问题，镍熔炼过程消耗大量能源。为解决石油危机后能耗费用增加的问题，采取种种措施降低此项费用，如提高预热效率，用煤代油，用新的预处理技术以降低供入回转窑的原料含水量。

关于镍回收率，一般认为，因原料中脉石含量高，只用回转窑法不能达到足够高回收率。事实上，朝阳重型建材机械制造有限公司法应用初期镍回收率仅约85%，但经改进原料预处理工艺和烧渣分离工艺就使此低回收率大为改观。同时，用热化学的观点，对在半熔条件下还原出来的金属颗粒的聚集机理进行了研究。

六、各方法优缺点

表2列出了朝阳重型建材机械制造有限公司法、大江山厂法及矿热炉法冶炼镍铁的优缺点。

表2：

注：回转窑直接还原法与矿热炉法相比，电耗约降低60～70%，

七、工艺过程

原料准备过程

生产质量良好的团块是回转窑成功操作的重要因素——如团块有利于热效率提高，有利于形成理想的温度分布，防止窑结圈故障，并降低烟尘率。

（1） 原料：所用原料由印尼镍矿，无烟煤和焦粉还原剂，燃料煤和石灰石熔剂所组成。这些物料典型的化学成分列于表3～5。因镍铁产品直接用于不锈钢生产过程，产品中磷含量限制在最高不应超过0.02%。因此使用特殊品级的低磷煤，至于产品的硫含量，由于AOD法有很好的脱硫效率，故没有特别限制。后面将要讨论到，硫在回转窑中使还原金属颗粒的团聚方面起着重要作用。

（2） 压团：为节省能耗，提高窑的矿石处理量和窑的稳定操作需要含水

                          企 业 情 况 简 介
                  （朝阳重型建材机械制造有限公司）
联系人：李经理  电话：0421—2838885 传真：0421—2838885   手机：(0)13154227511    邮 箱：fa50925995@163.com  地址：辽宁省朝阳市黄河路三段    邮编：122000
   朝阳重型建材机械制造有限公司是中国500家最大机械工业企业和中国建材行业大型骨干企业，装备实力、产品销量、创汇能力、经济效益居中国建机行业之首。ISO9001质量体系认证合格单位，享有进出口自营权。朝重先后荣获“国家计量一级合格单位”、“国家质量管理奖”、“国家节能银牌奖”、“中国环保产业百强企业第一名”、“中国企业最佳信誉和中国企业最佳形象AAA级单位”等荣誉称号。
   朝阳座落在中国辽宁省西部古城朝阳市，本企业始建于1959年，主要研制、开发和生产“朝重牌”建材机械产品，年生产能力4万余吨，占近年国内建材市场所需设备的八分之一。朝阳重型机器厂占地面积80617平方米，拥有固定资产1.2亿元，员工3500名，工程技术人员165名，其中高级职称61名，拥有设备1500多台（套），其中大、精、稀设备200多台（套），产品制造工艺先进、检测手段完备，全面执行ISO9001质量标准。朝重从设计开发、生产制造、检测手段、质量保证体系、吊装运输、售后服务等完全具备了提供300t/d—4000t/d大中型水泥厂成套装备的能力。
   从八十年代中期开始，朝重先后从日本、德国、美国等发达国家引进并研制了日产2000吨、1000吨、800吨水泥熟料窑外分解主机设备、两嘴固定式和六嘴回转式水泥包装机、高效斗式提升机、袋式系列收尘器、立式磨、板链斗式提升机等设计制造技术，具有国际九十年代先进水平。经消化吸收，并通过省、部级技术成果鉴定。这些引进技术制造的产品先后推向市场，用户使用良好，均达到设计要求，取得良好的经济效益和社会效益。
   在引进先进技术的同时，还特别重视利用自己的技术力量开发适销对路、技术含量高的新产品。朝重下设由86名工程技术人员组成的建材机械技术开发中心，采用计算机设计制图，可承揽工程设计、产品开发、非标设计、技术咨询、新工艺、新材料的研究和应用。注重与国内十八家设计科研院所的技术协作与交流，最大限度地满足市场的现实和潜在的需求，以及与有关水泥工业设计院合作开发制造的日产1000吨水泥熟料窑外分解主机设备，已于一九八九年通过辽宁省新产品和科技成果鉴定，并荣获辽宁省科技进步一等奖，投入市场以来，其产量达到了设计指标，受到用户好评。朝重每年新产品的含量，约占年产值的三分之一。近年来，自行开发新产品215个规格，有12项获部、省级技术成果奖，7项填补国内空白。
   朝重根据国内外市场的状况和企业自身的实力，审时度势，不断创造并运用市场定位策略，努力提高企业驾驭市场的能力，行业内朝重率先设立办事处，“朝重牌”建机产品遍布国内31个省、市、自治区。
   市场覆盖面及产品销量居行业首位。一九九三年国家经贸部批准朝重具有进出口自营权，并成立进出口公司，先后在越南、秘鲁、马来西亚、南非建立四个国外办事处。近年来，出口创汇连年增长，出口到美国的颚式破碎机，菲律宾的日产2000吨水泥熟料主机设备，巴基斯坦的六嘴水泥包装机生产线，系列收尘器，泰国的两嘴水泥包装机等十几个国家和地区，朝重的产品打入国外市场，创汇能力居全国同行业之首。
   为了方便用户设备安装调试，朝重设置有设备安装处，安装技术力量雄厚，安装工具齐全，经历20多年，产品安装实践积累了丰富的施工经验。先后为数百家客户提供安装服务，一 次 试 车合格率均达100％，赢得了国家建设部、国家建材局的嘉奖及用户的赞誉。
   朝重对用户高度负责，坚持“用户第一，服务第一”的宗旨，为国内外用户提供热情周到满意的售前、售中、售后服务。朝重的用户服务处，与国内外办事处形成全方位的服务网络，使朝重的产品享誉国内外。
                          企 业 优 势 及 特 长
   朝阳重型建材机械制造有限公司多年来把技术改造做为企业发展之本，设备加工实现了大型化，加工质量实现了优质精密化、加工效率实现了高效化。目前，朝重的加工设备在全国同行业具有“六大之最”。
——设备数量最多。朝重拥有设备1500多台（套），其中精、大、稀设备有200多台（套）。
——最大的切割设备。从日本进口的3台大型数控火焰切割机和光电跟踪切割机、最大切割厚度为200毫米，是现代化水平的切割设备，各类钢材经切割处理后可直接焊接，远非手把切割所能比拟。
——最大的卷板设备。从德国进口的大型卷板机，最大冷卷板尺寸为120mm×4000mm。意大利进口的4m×60mm卷板机。该设备不仅在全国建材行业属最大，在全国机械加工行业也属稀有设备。
——最大起吊设备。铆焊大厂房配备有160吨吊车，能满足4000t/d水泥设备的起重能力，可谓是建材行业之最。火车专用线配有40吨吊车，年吞吐量6万吨。这些起重设备为生产特大型水泥机械打下了坚实的基础。
——最大的钢板预处理生产线。朝重于九三年投资300多万元建成一条钢板预处理生产线，采取物理方法对钢板进行下料前的防腐处理，为提高产品质量起到了重要保证作用。
——最精密的加工及检测设备。有从西德进口的编链机成套设备，从瑞典进口的筒体自动焊接设备，朝重拥有的一台镗杆直径为250mm、行程6m的大型落地镗床(全国仅两台)，有￠800×5000mm大型外圆磨床，有从德国进口的精密达0.001mm万能工具显微镜，从日本进口探伤厚度为500mmX射线探伤机和从德国进口的超声波探伤仪，￠650大型投影仪及100吨卧式拉伸试验机等精密设备，为提高产品质量提供了可靠保证。
                        主  要  工  装  设  备
   我单位拥有设备1500余台，其中大型设备及主要加工能力如下：
——大型零件加工设备及加工能力：
--筒体车床：最大加工能力￠5000×18000mm，载重150吨。
--筒体专用钻孔设备：卧式动力头，可钻孔、镗扩孔、不受筒体尺寸限制。
--自动托辊组：载重190吨。
--M1380外园磨床：最大加工能力￠800×5000mm。
--CQ5280型八米立车：最大加工能力￠8000mm。
--T6216落地镗床：最大加工能力￠250×6000mm。
--ZFW505八米滚齿机：德国进口，最大加工直径8000mm，模数45mm。
--BQ2031龙门刨床：最大加工能力3.15×8mm。
--X2116龙门镗铣床：最大加工能力6000×1600mm。
--X2010龙门铣床：最大加工能力1000×3000mm。
--CW61100卧式车床：最大加工能力￠600×8000mm。
——结构件加工设备：
下料设备：
--各种规格型号的剪板机，可剪切厚度16mm的钢板。
火焰切割设备：
--日本进口NC6500数控切割机，切割工作台6500×20000mm。
--日本进口NC5000数控切割机，切割工作台5000×15000mm。
--日本进口NC2500光电切割机，切割工作台2500×10000mm。
以上切割机钢板厚度均为6—110mm。
刨边机：
--B81120A筒体钢板刨边机：二台，钢板刨边长度L=12000mm
卷板机：
--德国进口PSIO卷板机，冷卷最大尺寸为110×4000mm。
钢板予处理设备：
--采用物理方法对钢板进行下料前的防腐处理。
焊接设备：
--各种交、直流手工电弧焊机，钨极弧焊机、半自动气体保护焊机，各 种 埋 弧 自 动 焊 操 作 机 械（瑞典进口三台），可完成钢板对接、筒体直缝、内 外 环 缝 等 各 种 焊 接 工 作，最 大 加 工 尺寸￠4500×12000mm。
各种冲压设备（共计30余台）：
--可完成各种结构件的压形、折弯、冲压、落料等工作。
——大型铸锻及热处理设备：
--10吨电弧炉，一台。10m数控井式渗碳炉。
--5吨电弧炉，二台。高频淬火机床。
                  中频淬火机床。
--10吨化铁炉，一台。盐浴式热处理炉。
--1000公斤空气锤，一台。5吨台车式退火炉。
--1500公斤锻造机，一台。10吨台车式退火炉。
--德国250吨压力机，一台。远红外热处理机。
——大型吊装、发运设备：
--75吨桥式起重机三台。
--160吨桥式起重机一台。
--∠75吨桥式起重机各种规格。
                          主要检测设备及试验手段
——超声波检测设备：
--CTS—22型，一台。探伤厚度500—1000mm。
--CTS—26型，一台。探伤厚度500—1000mm。
--CU10，一台，探伤厚度500—1000mm。
——X射线检测设备：
--XXH—2005，一台，定向，探伤厚度75mm。
--XXH—3005，一台，周向，探伤厚度55mm。
--RF—300EGSZ，一台，定向，探伤厚度30mm。
——物理检测设备：
--WE—30，拉力试验机，一台。
--WE—60，拉力试验机，一台。
--WE—100，拉力试验机，一台。
--JB—15/30，冲击试验机，一台。
                        主 要 产 品 及 供 货 能 力
   主要产品：朝重经过“七五”、“八五”的技术改造，生产制造能力实现了由大变强，产品规格由小到大，具有水泥厂所需设备的成套性和齐全性。主要产品有年产8.8120万吨水泥厂成套设备,有9大类、29个系列、181个品种、909种规格，年生产能力达4万吨。其中经引进开发的日产2000吨、1000吨主、辅机设备具有较高的技术含量。回转窑烧成设备、磨机、六嘴回转式包装机和袋式系列收尘器等产品为一九九五年国家水泥协会、中国建材工业协会推荐的优质产品，主要设备简述如下：
——破碎设备
我厂生产破碎设备已有30余年历史，早在60年代就与一机部重型矿山机械研究所有着广泛而密切的联系，是国内早期生产矿山破碎设备的主要厂家之一。
主要有：颚式破碎机、颚式细破机、锤式破碎机、反击式破碎机、单段锤式破碎机、双转子反击式破碎机、圆锥破碎机辊式破碎机、立轴式细破机、立式链锤碎煤机、500吨残极破碎机及辊式破碎机等。
——烘干设备
我厂生产的回转烘干机是近年推出的高效节能产品，具有产量高，煤耗低，对物料的适应性强等特点，是老式回转烘干机的换代产品。
——粉磨设备
我厂生产的磨机有100余种，主要有各种规格的边缘传动磨机、高细磨机、轴承磨机、高细轴承磨机、湿格子磨机、湿法磨机、风扫煤磨机、中心传动磨机、摆式磨粉机、白水泥磨机、陶瓷磨机及立式磨等。
——选粉设备
我厂生产的选粉机有旋风式、离心式及高效涡流式选粉机三种型式。
——预热器
预热器是回转窑水泥厂煅烧系统的重要组成部分，我厂生产同各种回转配套的预热器。
——回转窑
回转窑是水泥厂的核心设备，我厂生产国内普通干、湿法回转窑外，还生产陶粒窑、造纸厂用湿法窑、磁性材料窑、有色金属培烧窑、化工厂用窑及球团钢厂用窑。
——冷却机
我厂生产的冷却机主要有 单筒冷却机、多筒冷却机及篦式冷却机。
——成球设备
成球盘又称造球机或成球机，该设备是一种粉状物料成球设备，用于半干法成球工艺系统，主要用于立窑成球、球团成球及其他类似物料的成球。设备分为普通成球盘及预加水成球系统，又分为无动力和有动力刮刀两种。
——机械立窑
我厂生产立窑有盘塔式及塔式立窑两种，这两种形式又分为普通式和高效球型立窑。
——包装设备
我厂生产包装设备主要有侧吸式双咀、四咀包装机，“七五”期间，我厂又引进德国先进制造技术，开发了六咀、双咀水泥包装机生产线成套设备。
——除尘设备
主要设备有吹振式扁袋除尘器，以及从美国富乐公司引进技术生产的各种系列大型袋式除尘器，有PPCS型气箱脉冲收尘器、UF型单机袋收尘器、PBH型高温玻纤袋除尘器、DC型旋风收尘器、NR型铸铁多管旋风收尘器、LDM型喷吹脉冲袋收尘器、CSJ、CTL系列脱硫收尘器及电除尘器等。
——给料设备
主要有园盘给料机、电振给料机、叶轮给料机、螺旋喂料机及轻型、中型、重型板式给料机等。
——提升设备
主要有THD高效胶带斗式提升机、TZH高效环链斗式提升机、NE板链斗式提升机、TZG钩头提升机、ZL型斗式提升机、HL型环链斗式提升机、D型皮带斗式提升机、TD、TH型斗式提升机及TDL粮食系统专用胶带斗式提升机等。
——输送设备
主要有LS型螺旋输送机、GX型螺旋输送机、TD型胶带输送机、SDB型链板斗式输送机、SBL型鳞板输送机、FL型链式输送机、移动带式输送机及DJ型大倾角挡边带式输送机等。
——墙体材料设备
我厂生产八孔压砖机，早在1983年就荣获国家银牌，主要用于砂石、矿渣、炉渣、粉煤灰、矸石原料的标准建筑用砖。
——冶金矿山等设备
主要有螺旋分级机、叶轮式浮选机、永磁筒式磁选机、搅拌槽及筒型外滤式真空过滤机等。
——钢厂用球团设备
主要有各种型号的造球机、烘干机、回转窑、链篦机、环冷机、润磨机、混合机及煤磨机等。
                            质量保证体系及承诺
   朝阳重型建材机械制造有限公司生产的“朝重牌”产品，以精良的加工设备和高技能的操作人员为基础，在生产与制造过程中，具有严密的质量保证体系，早在1979年已开始推行全面质量管理，并于84年获国家建材局质量管理先进称号。从88年开始等效采用ISO9001标准，建立了文件化的质量体系。在96年进一步贯彻GB/T19001--1994idtIS9001：1994＜质量体系、设计、开发、生产、安装和服务的质量保证模式。结合批量生产的行业特点，从产品设计到售后服务全过程按照国际标准，进行策划和控制，规范质量管理和质量保证行为有序化，使企业的质量管理活动统一在国家条例的基础上。质量管理机构有：质管办、质检处和专职的全质管理人员。进行统一指挥，分片包干，一条龙的管理模式，赋予对产品质量的检验、监督、考核等职权。
   实行全员管理，网络控制，发挥全方位的作用，在厂质量管理委员会领导下，由总工程师负责，质量处处长、各分厂第一责任者、主管质量技术副厂长、质量管理员、工艺人员组成工作组，质检处作为工作组常设办事机构，负责技术指导和制造质量一条龙服务。公司160个班组设置兼职的管理员，形成了由154名人员组成的管理网，为了切实通过工作质量保证产品质量，促进产品质量的提高，厂还成立了具有技术权威和管理权威的工作检查办公室，赋予“说的算”的工作考核权力，对企业的各项工作实行严格的监督，这样使全厂形成了质量立法，执法和司法的严密管理体制，要求质检人员必须坚决执行三、二、一检验制度：“三按”、“三参考”、“一代表”，把好质量关（“三按”：按图纸、按工艺、按标准进行检查：“二参考”：参考订货合同和生产计划进行检查：“一代表”：代表用户对产品质量进行验收）。实行现代企业管理模式，走质量效益型之路。
   朝阳重型建材机械制造有限公司于1997年3月、2000年4月顺利通过评审，成为ISO9001质量体系认证合格单位。质量目标：开发国内领先产品，产品出厂合格率达100％，以诚而信的服务，让顾客满意放心。质量宗旨：以不断的质量追求，赢得顾客恒久的信赖。
                        售后服务对顾客实现承诺
一、两个百分之百：即服务及时率100％，顾客满意率100％。顾客合理的反馈即是命令，尽快给予明确的答复，或即刻派出服务人员。
二、坚持十五、六、十二期限：即顾客收到产品开始计算，十五天内为产品验收期限：产品发至合同规定到站计算，六个月内为产品锈蚀期，十二个月内为产品保修期（易损件除外）。
三、实行三包：即产品在安装、调试及保修期内，由于设计、制造、配套等原因造成的质量问题，负责包修、包换、包退。
四、重点服务：即国家重点项目，根据顾客需求，可派驻现场服务人员，全权负责处理产品质量问题（非此种情况另议）。
五、坚持一、三规定：即对顾客提出的投诉一般一日内给予答复，三日内对重大问题提出解决方案并实施处理，最终达到顾客满意。
六、执行合同：即根据合同条款要求，提供技术指导服务，根据合同要求为顾客培训操作人员（含有偿、无偿服务）及其它合同规定事宜。