5.帕布什镇厂的主要工艺装备和主要原料材料的消耗指标：

5.1主要工艺装备:

这个工厂有两条平行的工艺生产路线。每一条 生产线上都装备有二台回转窑、一台变压器功率为 48MVA 的矿热炉 ( 矿石还原炉〉、一座容量为 40 吨的 酸性顶吹转炉、一座容量为 40 吨的碱性氧气顶吹转炉。

5.2主要的消耗指标:

成本和消耗指标是企业的商业机密，因此不能保证以下数据的准确性。

电能的消耗占镍铁总成本的30%~33% 。每一吨商品镍铁的电力消耗与矿石的镍含量相关 ,在矿石镍含量为 1.5% 时,电能消耗约为 6000 KWH/每吨干矿石。在矿石的镍含量为2.5% 时，一吨镍铁的电能消耗降到4000KWH。

原料消耗：国外购入的含镍1.5%-2.0% 的红土镍矿石,其消耗量大致是12吨/吨镍铁。

还原剂 (采用无烟煤的煤粉时)大约占矿石数量的8% 。

各种燃料的重量是50千克/吨镍铁。

氧气80立方米/吨镍铁。

石灰5千克/每吨焙烧前的矿石。

6.正在开发的新工艺:

帕布什镍铁厂正在进行的扩建工程将采用多项先进技术。下面介绍重点研究的两项新的工艺技术。

6.1粗制保铁的二步法精炼工艺:

因为硫可以在碱性转炉中脱除,因此可以将铁水包脱硫和酸性转炉脱硅合并在一个碱性转炉中进行。将4.3节介绍的酸性转炉,改为顶底复合吹炼的碱性转炉,通过底吹氧气 ( 氮气 ) 或混合气体,可以实现在还原的气氛下脱硅和脱硫。

从第一个转炉出来的镍铁水再进入第二个转炉内脱磷,在冶炼过程中要向炉内加入石灰石,保证合适的冶炼温度。在这个转炉中冶炼出合格的镍铁水。

6.2用粗制保铁直接冶炼不锈钢的工艺:

在上面的二步法精炼工艺中,将第二个转炉改为GOR转炉,可以直接生产出合格的300系列的不锈钢。

10吨GOR转炉采用这种工艺直接生产不锈钢的工业试验介绍如下：

乌克兰冶金学院等大学和科研机构在原苏联时期开发出GOR转炉冶炼不锈钢的工艺技术,用这种转炉作为粗制镍铁精炼的第二座精炼转炉,可以直接生产以X18H9(相当于中国的OCr18Ni9)为代表的镍基不锈钢。

这种转炉是一种顶底复合吹炼转炉：顶吹氧枪向炉内供氧,达到脱磷的目的。底吹喷嘴数量为3个,套管式的底吹喷嘴向炉内输送氧气、氮气、氧气、天然气及其这些气体的混合气体,达到深度脱硫、脱炭的目的。这个炉子的原料除了从第一座脱硅、脱硫的精炼转炉来的镍铁水以外，还要加入：直接来自矿热炉的粗制镍铁、石灰、大量的铬铁(以保证成分合格为限量),从而得到合格的不锈钢水。这些钢水被浇铸成钢锭供给无缝管轧机或带钢的初轧机。

2005年6月到2006年6月,参加帕布什工程建设，并为帕布什厂的建设提供专利技术克兰专家们多次来华进行技术交流。期间，对使含镍量的红土镍矿石直接生产镍基不锈钢的课题，进行了深入的讨论。第二座精炼转炉在顶吹氧脱磷任务完成以后，可以直接转入GOR转炉的基本冶炼工艺,这时的主要任务就是进行铬的合金化。计算表明为了冶炼合格的300系列不锈钢一般要加入300kg/t的高炭铬铁，这些铬铁的熔化和提高温度所需要的部分热量来自加入第二座精炼转炉(转炉)中的粗制镍铁中的硅氧化产生的热量。在向GOR转炉加入铬铁以前先向GOR转炉中加入这些粗制的镍铁。

这种方案是不锈钢生产工艺中有竞争力的一种创新工艺技术，用这种工艺生产不锈钢可以不用建设电炉熔化废钢以生产初炼钢水，节省了投资。节省了熔化镍铁和生产初炼钢水的电能，还使得镍铁精炼过程中被当做杂质而被氧化掉的部分金属铁直接进入不锈钢中。在有不锈钢废钢资源时，还可以直向精炼转炉中加入不锈钢废钢，节省了熔化这些冷料消耗的能量。
乌克兰专家强调：用12吨红土镍矿石，生产1吨的粗制镍铁水，其中含有140-180千克的金属镍，利用上述的工艺，只需要加入高炭铭铁，则可以接生产出2吨左右300系列的不锈钢，其成本比通的冶炼工艺低很多。这种工艺在不直接生产不锈钢时，也可以生产含镍20%的镍铁直接销售。

尽管这项技术有如此诱人的前景，但是也存在不少的问题需要在工业生产中解决,例如:
一一目前投入工业生产的GOR转炉主要用于四 初始钢水为原料,冶炼不锈钢,气体的供给以底吹为主。带有顶枪的GOR转炉只有小型转炉的生产实践。

一一在GOR转炉中要完成脱磷任务、深度的脱炭和脱硫任务,炉子的寿命问题和生产效率问题需要再深入的研究。

-一还要进行冶炼成本的分析,确认经济上的合理性。

7.对于运输条件好的铁合金厂或转炉钢厂的产晶转型有意义

低镍含量的红土镍矿石可以从国外购入,例如可以从新克里多尼亚的巴赫德公司或印度尼西亚硅镁镍矿购买，这两个矿山的镁矿质量好。目前国际市场上红土镍矿的资源条件很好。
用红土镍矿生产镍铁的工艺技术是成熟可靠的,中国西南不锈钢有限公司的60吨GOR转炉已经于2006年3月份投入正常生产。结合这两种技术，可以设计一种低成本的不锈钢冶炼工艺。

7.1这种工艺可以做为铁合金企业转型的一种选择:

现在一批铁合金企业由于价格、市场、成本等原因,在亏损边缘上挣扎,这些企业一般有6300-25000千伏安的矿热炉,投入少量的资金,在矿热炉工序(这是投资最大的一个工序)的前面建设回转窑,在其后面建设镍铁的精炼车间,生产镍铁。如果资金条件好，还可以研究直接生产不锈钢连铸坯的技术方案。

如果设计能力设定在帕布什镍厂的一半,年产4.25万吨镍铁,则流程可以设计为:二套回转窑--二台25MVA的矿热还原炉(也可以采用价12.5MVA的矿热还原炉)--台40吨的一次精炼炉--台40吨的二次精炼炉--铸铁机。资金允许时，可以将一次精炼转炉设计为复合吹炼转炉,二次精炼的转炉设计为GOR不锈钢精炼转炉,后面再配套一台不锈钢的连铸机,年产镍含量在9%左右的不锈钢10万吨。如果在转炉生产过程加入不锈钢废钢以平衡热量,产量可以提高。

7.2小型转炉流程的冶金工厂的转型：

生产普通钢的小型转炉由于能耗高、环境污染严重、劳动效率低下、消耗高等原因,必将被淘汰。这些工厂有原料场,有20-40吨的转炉,也有连铸机,可以充分利用现有的生产设施进行技术改造,转产镍铁,进而生产不锈钢。生产普通钢的15-50吨转炉将被淘汰,转产镍铁和不锈钢或许是一条出路。

8.结论:

乌克兰帕布什镍铁厂近年来创造了高利润率的骄人业绩,这个案例值得我们认真研究。在沿海选择电力资源有保证的地区,建设镍铁厂将取得好的经济效益,也有利于缓解中国镍资源紧张的局面。设想采用乌克兰的技术,由原帕布什厂的设计人员进行工艺设计,在中国的机械厂制造全部设备,建设一座年产1-2万吨的镍铁厂。这个项目符合中国有色金属工业长期发展政策,并且投资节省、效益好。这个项目对中国以矿热炉为主要生产设备的铁合金厂转产镍铁,提供了有益的思路:对于中国面临淘汰的小型转炉炼钢生产企业,也提供了一种可供选择的转产方案。

乌克兰国家冶金学院和乌克兰钛设计院愿意就这个项目的技术转让、技术方案研究、技术设计、施工设计、工艺设备设计、施工和安装期间的技术指导、操作规程编制、试车指导、设备投产后的技术支持等问题,与中国的专家和企业家进行讨论。(完)