Forneau à arc submergé au ferroniquel de 6,3 MVA à 45 MVA
Propriétés de base
Propriétés commerciales
Résumé du produit
Détails du produit
Four à arc submergé en ferronickel
,four à arc submergé 6
,3 MVA
Description du produit
I. Aperçu
Le four à arc submergé de ferronickel (également connu sous le nom de four de réduction) est l'équipement de base spécialement conçu pour la fusion d'alliages de ferronickel. Cette série couvre des capacités de 6,3 MVA à 45 MVA, englobant des unités de production de ferronickel de moyenne, moyenne et grande taille. Le ferronickel est une matière première essentielle pour la production d’acier inoxydable. Le four à ferronickel réduit les oxydes de nickel et de fer présents dans le minerai de nickel latéritique à leur état métallique en utilisant l'énergie électrique, formant ainsi un alliage de ferronickel (FeNi).
Ce procédé est généralement le composant central du procédé RKEF (four rotatif-four électrique), offrant des avantages tels qu'une technologie mature et une qualité de produit stable, et est particulièrement largement utilisé en Chine et en Asie du Sud-Est. Les grands SAF en ferronickel peuvent atteindre 30 à 72 MVA.
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Plage de capacité : 6,3 MVA, 12,5 MVA, 16,5 MVA, 25,5 MVA, 33 MVA, 40,5 MVA, 45 MVA
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Type de four : circulaire ou rectangulaire, fixe, hotte à faible fumée
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Application : Fusion d’alliages de ferronickel
Les aciers de construction NiCrMo contenant 1 à 4 % de nickel conviennent parfaitement aux industries de fabrication de l'automobile, des locomotives et des machines en raison de leur rapport résistance à la traction/poids favorable. En plus de ces éléments, les aciers de construction résistants à l'usure contiennent également du carbone. Toutefois, les nuances d'acier contenant du nickel les plus importantes et leurs plus gros consommateurs sont les aciers spéciaux inoxydables et résistants à la chaleur. Par exemple, les aciers inoxydables résistants à la chaleur tels que Cr18Ni9Ti et Cr17Ni11Mo2 présentent une bonne ouvrabilité à chaud et sont largement utilisés dans les machines, les équipements médicaux, la défense nationale et l'industrie légère.
Le nickel a un léger effet graphitisant dans la fonte, stabilisant la perlite et réduisant la teneur en ferrite. Par conséquent, le nickel dans la fonte contribue à obtenir une structure uniforme et intégrée dotée de bonnes propriétés. L'ajout de petites quantités de nickel (0,1 % à 1,0 %) conduit à la formation de perlite fine, tandis qu'une teneur plus élevée en nickel entraîne des structures martensitiques et austénitiques. La perlite fine et stable confère à la fonte une bonne usinabilité et une bonne dureté. Par conséquent, les pièces en fonte contenant du nickel sont utilisées dans la fabrication automobile.
II. Principe de fonctionnement
Le principe de fonctionnement du ferronickel SAF est basé sur la technologie de fusion à arc submergé. Les électrodes fonctionnent profondément sous la couche de charge, l'arc étant couvert par la charge. L'énergie de l'arc et la chaleur de résistance générées par le courant traversant la charge chauffent le matériau ensemble, réduisant les oxydes de nickel et de fer à leur état métallique à haute température.
Principales réactions de réduction (simplifiées) :
| Réaction | Équation |
|---|---|
| Réduction du nickel | NiO + C → Ni + CO |
| Réduction du fer | FeO + C → Fe + CO |
Agent réducteur : Coca ou semi-coke
Température : 1 450–1 700 °C
Principaux avantages du fonctionnement à l’arc submergé :
Électrodes immergées dans la charge, réduisant les pertes de chaleur
Améliore l'efficacité thermique
Protège le revêtement du four du rayonnement direct de l'arc
III. Flux de processus RKEF
Le RKEF (four rotatif-four électrique) est actuellement la technologie de processus dominante pour la production de ferronickel, caractérisé par une forte adaptabilité du processus et un taux de récupération élevé du nickel. Ce procédé combine le ferronickel SAF avec un four rotatif pour former un flux de processus pyrométallurgique complet.
Description détaillée de chaque étape
| Scène | Description |
|---|---|
| 1. Préparation des matières premières | Minerai de nickel latéritique (type limonite, Ni 1,5-2,5 %, Fe 30-50 %, haute MgO, SiO₂), agent réducteur (coke/semi-coke), fondant (calcaire, dolomite, etc.) |
| 2. Séchage et pré-réduction (four rotatif) | Le minerai est grillé dans un four rotatif à 800-1 000°C pour éliminer l'eau cristalline, avec une pré-réduction partielle des oxydes de Fe/Ni. Le « calcinat chaud » produit est directement introduit chaud dans le SAF, permettant ainsi d'importantes économies d'énergie. |
| 3. Fusion et réduction (SAF) | Un calcine chaud + un agent réducteur + un flux sont ajoutés au four à ferronickel. Une réduction profonde est obtenue sous une forte atmosphère réductrice, produisant un alliage de ferronickel de couche inférieure et des scories de couche supérieure |
| 4. Exploitation et raffinage du fer | Le fer est exploité périodiquement. Le ferronickel fondu peut être coulé en lingots ou envoyé vers un four de raffinage (tel que l'AOD) pour la désulfuration et l'ajustement de la composition. Les scories sont trempées à l'eau ou utilisées dans les matériaux de construction |
IV. Caractéristiques de l'équipement
Le ferronickel SAF présente les caractéristiques notables suivantes :
| Caractéristiques | Description |
|---|---|
| Type de four | Type fixe cylindrique, structure de hotte à faible fumée, fonctionnement à micro-pression positive, réglage automatique de la pression du four |
| Système d'électrodes | Électrode auto-cuisson (Søderberg), le levage de l'électrode utilise un levage hydraulique manuel et automatique contrôlé par ordinateur, un serrage par anneau conique, un dégagement de vérin hydraulique pour les plaques conductrices, deux jeux d'anneaux de friction et des vérins de levage pour un pressage et un relâchement automatiques de longueur fixe |
| Système de réseau court | Utilise un compensateur refroidi à l'eau, un tuyau en cuivre refroidi à l'eau, un câble refroidi à l'eau et une plaque conductrice refroidie à l'eau, une structure de réseau courte à économie d'énergie avec une disposition triangulaire externe, garantissant un équilibre triphasé et une valeur d'impédance minimale |
| Méthode de chargement | Alimentation entièrement automatique, alimentation multipoint dans le four, alimentation continue, fusion continue, correspondance automatique |
| Refroidissement par le bas du four | Refroidissement naturel par air |
| Garde de sécurité | Refroidissement par eau en circulation, système d'eau de secours de haut niveau pour éviter les dommages dus à des pannes de courant soudaines, système d'alarme automatique en cas de surchauffe |
V. Avantages techniques
Le ferronickel SAF présente les avantages techniques suivants par rapport aux autres méthodes de fusion :
| Avantage | Description |
|---|---|
| Large adaptabilité des matières premières | Peut traiter des minerais de magnésie-silicate, des minerais d'oxyde de nickel de type limonite avec une teneur en fer jusqu'à 30 % et des minerais intermédiaires. Convient particulièrement aux minerais d'oxyde de nickel à haute teneur en magnésium et à faible teneur en fer, difficiles à traiter par voie humide. |
| Ferronickel de haute qualité | Pour le même minerai, le procédé RKEF produit du ferronickel de meilleure qualité que les autres procédés, avec une faible teneur en éléments nocifs. |
| Respectueux de l'environnement et économie d'énergie | L'ensemble du processus est entièrement fermé ; le sable torréfié est introduit chaud dans le four à des températures supérieures à 800°C, ce qui permet d'économiser une chaleur physique et chimique significative par rapport à la charge froide, réduisant considérablement l'électricité et la consommation d'agent ; la chaleur perdue peut être récupérée pour la production d’électricité |
| Recyclage des déchets solides | Le gaz SAF est dépoussiéré et introduit dans le four rotatif comme combustible ; les scories sont trempées et utilisées comme matériau de construction |
| Automatisation complète des processus | Contrôle automatique par ordinateur depuis le dosage, l'alimentation, le chargement jusqu'à la fusion et le taraudage du fer |
VI. Applications
Le Ferronickel SAF est largement utilisé dans les domaines suivants :
| Application | Description |
|---|---|
| Production d'acier inoxydable | Le ferronickel est une matière première clé pour la production d'acier inoxydable, en particulier l'acier inoxydable de la série 300. |
| Production d'acier spécial | Utilisé dans la production d'acier allié, d'alliages à haute température et d'autres nuances d'acier de haute qualité |
| Fabrication d'alliages de ferronickel | Production directe d'alliage de ferronickel contenant 10 à 30 % de nickel |
VII. Recommandations de sélection
| Facteur | Recommandation |
|---|---|
| Conditions des matières premières | Minerai de nickel latéritique Ni ≥ 1,8 %, Fe 30–50 %, MgO ≤ 25 %, humidité < 30 % |
| Exigence de sortie | Pour une production annuelle inférieure à 50 000 tonnes, choisissez 6,3-16,5 MVA ; pour 50 000-100 000 tonnes, choisissez 25,5-33 MVA ; pour plus de 100 000 tonnes, choisissez 40,5-45 MVA |
| Conditions d'alimentation | Capacité du réseau limitée ou coût de l’électricité élevé → DC SAF ; bonnes conditions de réseau → AC SAF |
| Exigence d'automatisation | Adoptez le système de contrôle DCS pour obtenir un contrôle automatique complet du processus de dosage, d'alimentation, de charge, de glissement des électrodes, de régulation de puissance, de contrôle de la pression du four, etc. |
| Exigence environnementale | Utiliser la technologie de collecte de poussière à manches sèches, la récupération et l'utilisation des gaz, l'utilisation complète des scories pour parvenir à une production propre |
| Budget d'investissement | Budget limité → configuration AC standard ; budget suffisant → configuration DC ou configuration AC avancée |
| Nom | Grade | Composition chimique / % | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Co | C | Si | P. | S | Cr | |||
| Ni+Co | ≤ | |||||||
| Ferronickel | FeNi25 | 20,0-30,0 | 1.0 | 0,03 | 0,05 | 0,03 | 0,04 | 0,1 |
| Ferronickel | FeNi55 | 50,0-60,0 | 1.0 | 0,05 | 1.0 | 0,03 | 0,01 | 0,05 |
| Ferronickel contenant du carbone | FeNi25C | 20,0-30,0 | 1.0 | 2.0 | 4.0 | 0,04 | 0,04 | 2.0 |
| Ferronickel contenant du soufre | FeNi25CS | 20,0-30,0 | 1.0 | 2.0 | 4.0 | 0,04 | 0,04 | 2.0 |
Les alliages nickel-fer à faible teneur en fer, contenant du chrome, du cobalt et du molybdène, sont généralement appelés alliages à base de nickel résistant à la corrosion Hastelloy lorsqu'ils sont utilisés comme alliages à haute température. Leur résistance à la traction à 923°C atteint jusqu'à 233,24 MPa. Les alliages fer-nickel contenant 30 à 90 % de nickel présentent une perméabilité magnétique élevée, ce qui les rend adaptés aux industries électriques et électroniques, par exemple l'alliage Climax contenant 30 % de nickel et 70 % de fer. Un alliage composé de 80 % de nickel, 14 % de chrome et 6 % de fer est un matériau de ressort spécial résistant à la corrosion utilisé dans les applications dentaires. Le nickel est également utilisé dans la fabrication de pièces de monnaie et dans l'industrie des piles.
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