Forno ad arco immerso in ferronicchio da 6,3 MVA a 45 MVA
Proprietà di base
Proprietà Commerciali
Riepilogo Prodotto
Dettagli del prodotto
Forno ad arco immerso in ferronicchio
,Forno ad arco sommerso 6.3MVA
,Forno di riduzione di 45 MVA
Descrizione del prodotto
I. Panoramica
Il forno ad arco sommerso per ferronichel (noto anche come forno a riduzione) è l'attrezzatura principale progettata specificamente per la fusione delle leghe di ferronichel. Questa serie copre capacità da 6,3 MVA a 45 MVA, comprendendo unità di produzione di ferronichel di medie, medio-grandi e grandi dimensioni. Il ferronichel è una materia prima fondamentale per la produzione di acciaio inossidabile. Il forno per ferronichel riduce il nichel e gli ossidi di ferro nel minerale di nichel laterite al loro stato metallico utilizzando energia elettrica, formando una lega di ferronichel (FeNi).
Questo processo è tipicamente il componente principale del processo RKEF (Rotary Kiln-Electric Furnace), offrendo vantaggi come tecnologia matura e qualità stabile del prodotto, ed è particolarmente ampiamente utilizzato in Cina e nel sud-est asiatico. Il grande SAF di ferronichel può raggiungere 30–72 MVA.
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Intervallo di capacità: 6,3 MVA, 12,5 MVA, 16,5 MVA, 25,5 MVA, 33 MVA, 40,5 MVA, 45 MVA
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Tipologia Forno: Circolare o Rettangolare, Fisso, Cappa a Basso Fumo
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Applicazione: fusione di leghe di ferronichel
Gli acciai strutturali NiCrMo contenenti l'1%–4% di nichel sono adatti per l'industria automobilistica, delle locomotive e della produzione di macchinari grazie al loro favorevole rapporto resistenza alla trazione/peso. Oltre a questi elementi, gli acciai strutturali resistenti all’usura contengono anche carbonio. Tuttavia, gli acciai contenenti nichel più importanti e i loro maggiori consumatori sono gli acciai speciali inossidabili e resistenti al calore. Ad esempio, gli acciai inossidabili resistenti al calore come Cr18Ni9Ti e Cr17Ni11Mo2 mostrano una buona lavorabilità a caldo e sono ampiamente utilizzati in macchinari, apparecchiature mediche, difesa nazionale e industria leggera.
Il nichel ha un leggero effetto grafitizzante nella ghisa, stabilizzando la perlite e riducendo il contenuto di ferrite. Pertanto, il nichel nella ghisa contribuisce a ottenere una struttura uniforme e integrata con buone proprietà. L'aggiunta di piccole quantità di nichel (0,1%–1,0%) porta alla formazione di perlite fine, mentre un contenuto di nichel più elevato dà luogo a strutture martensitiche e austenitiche. La perlite fine e stabile conferisce alla ghisa buona lavorabilità e durezza. Di conseguenza, le parti in ghisa contenenti nichel vengono utilizzate nella produzione automobilistica.
II. Principio di funzionamento
Il principio di funzionamento del ferronichel SAF si basa sulla tecnologia di fusione ad arco sommerso. Gli elettrodi operano in profondità sotto lo strato di carica, con l'arco coperto dalla carica. L'energia dell'arco e il calore di resistenza generato dalla corrente che passa attraverso la carica riscaldano insieme il materiale, riducendo gli ossidi di nichel e ferro al loro stato metallico ad alte temperature.
Principali reazioni di riduzione (semplificate):
| Reazione | Equazione |
|---|---|
| Riduzione del nichel | NiO + C → Ni + CO |
| Riduzione del ferro | FeO + C → Fe + CO |
Agente riducente: Coke o semi-coke
Temperatura: 1450–1700°C
Vantaggi principali del funzionamento ad arco sommerso:
Elettrodi immersi nella carica, riducendo la perdita di calore
Migliora l'efficienza termica
Protegge il rivestimento del forno dalle radiazioni dell'arco diretto
III. Flusso del processo RKEF
RKEF (Rotary Kiln-Electric Furnace) è attualmente la tecnologia di processo principale per la produzione di ferronichel, caratterizzata da una forte adattabilità del processo e da un elevato tasso di recupero del nichel. Questo processo combina il ferronichel SAF con un forno rotante per formare un flusso di processo pirometallurgico completo.
Descrizione dettagliata di ogni fase
| Palcoscenico | Descrizione |
|---|---|
| 1. Preparazione delle materie prime | Minerale di nichel laterite (tipo limonite, Ni 1,5–2,5%, Fe 30–50%, alto MgO, SiO₂), agente riducente (coke/semi-coke), fondente (calcare, dolomite, ecc.) |
| 2. Essiccazione e pre-riduzione (forno rotativo) | Il minerale viene arrostito in un forno rotativo a 800–1000°C per rimuovere l'acqua cristallina, con parziale pre-riduzione degli ossidi Fe/Ni. Il "calcino caldo" prodotto viene immesso direttamente a caldo nel SAF, ottenendo un notevole risparmio energetico |
| 3. Fusione e riduzione (SAF) | Il calcino caldo + l'agente riducente + il flusso vengono aggiunti al forno del ferronichel. La riduzione profonda viene ottenuta in una forte atmosfera riducente, producendo una lega di ferronichel dello strato inferiore e scorie dello strato superiore |
| 4. Estrazione e raffinazione del ferro | Il ferro viene prelevato periodicamente. Il ferronichel fuso può essere colato in lingotti o inviato a un forno di raffinazione (come AOD) per la desolforazione e la regolazione della composizione. Le scorie vengono raffreddate in acqua o utilizzate nei materiali da costruzione |
IV. Caratteristiche dell'attrezzatura
Il ferronichel SAF ha le seguenti caratteristiche notevoli:
| Caratteristica | Descrizione |
|---|---|
| Tipo di forno | Tipo fisso cilindrico, struttura della cappa a basso fumo, funzionamento a pressione micropositiva, regolazione automatica della pressione del forno |
| Sistema di elettrodi | Elettrodo autocotturante (Søderberg), il sollevamento dell'elettrodo utilizza il sollevamento idraulico manuale e automatico controllato da computer, bloccaggio dell'anello del cono, rilascio del cilindro idraulico per piastre conduttive, due set di anelli di attrito e cilindri di sollevamento per pressatura e rilascio automatici a lunghezza fissa |
| Sistema di rete breve | Utilizza compensatore raffreddato ad acqua, tubo in rame raffreddato ad acqua, cavo raffreddato ad acqua e piastra conduttiva raffreddata ad acqua, struttura di rete corta a risparmio energetico con disposizione a triangolo esterno, garantendo equilibrio trifase e valore minimo di impedenza |
| Metodo di ricarica | Alimentazione completamente automatica, alimentazione multipunto nel forno, alimentazione continua, fusione continua, abbinamento automatico |
| Raffreddamento del fondo del forno | Raffreddamento ad aria naturale |
| Guardia di sicurezza | Raffreddamento ad acqua circolante, sistema idrico di riserva di alto livello per prevenire danni dovuti a improvvise interruzioni di corrente, sistema di allarme automatico di sovratemperatura |
V. Vantaggi tecnici
Il ferronichel SAF presenta i seguenti vantaggi tecnici rispetto ad altri metodi di fusione:
| Vantaggio | Descrizione |
|---|---|
| Ampia adattabilità delle materie prime | Può gestire minerali di silicato di magnesia, minerali di ossido di nichel di tipo limonite con contenuto di ferro fino al 30% e minerali intermedi. Particolarmente adatto per minerali di ossido di nichel ad alto contenuto di magnesio e basso ferro che sono difficili da lavorare utilizzando processi a umido |
| Ferronichel di alta qualità | Per lo stesso minerale, il processo RKEF produce ferronichel di qualità superiore rispetto ad altri processi, con un basso contenuto di elementi nocivi |
| Rispettoso dell'ambiente e risparmio energetico | L'intero processo è completamente chiuso; la sabbia tostata viene immessa calda nel forno a temperature superiori a 800°C, con un notevole risparmio di calore fisico e chimico rispetto alla carica fredda, riducendo significativamente l'elettricità e il consumo di agenti; il calore di scarto può essere recuperato per la produzione di energia |
| Riciclaggio dei rifiuti solidi | Il gas SAF viene depolverato e alimentato al forno rotante come combustibile; le scorie vengono spente e utilizzate come materiale da costruzione |
| Automazione completa del processo | Controllo automatico computerizzato dal dosaggio, alimentazione, caricamento, fusione e spillatura del ferro |
VI. Applicazioni
Il ferronichel SAF è ampiamente utilizzato nei seguenti campi:
| Applicazione | Descrizione |
|---|---|
| Produzione di acciaio inossidabile | Il ferronichel è una materia prima fondamentale per la produzione dell'acciaio inossidabile, in particolare dell'acciaio inossidabile della serie 300 |
| Produzione di acciai speciali | Utilizzato nella produzione di acciaio legato, leghe ad alta temperatura e altri tipi di acciaio di alta qualità |
| Produzione di leghe di ferronichel | Produzione diretta di leghe di ferronichel contenenti il 10-30% di nichel |
VII. Raccomandazioni per la selezione
| Fattore | Raccomandazione |
|---|---|
| Condizioni delle materie prime | Minerale di nichel laterite Ni ≥ 1,8%, Fe 30–50%, MgO ≤ 25%, umidità < 30% |
| Requisito di uscita | Per una produzione annua inferiore a 50.000 tonnellate, scegliere 6,3-16,5 MVA; per 50.000-100.000 tonnellate scegliere 25,5-33 MVA; per quantità superiori a 100.000 tonnellate, scegliere 40,5-45 MVA |
| Condizioni di alimentazione | Capacità di rete limitata o costi elettrici elevati → DC SAF; buone condizioni della rete → AC SAF |
| Requisito di automazione | Adottare il sistema di controllo DCS per ottenere il controllo automatico dell'intero processo di dosaggio, alimentazione, carica, scorrimento degli elettrodi, regolazione della potenza, controllo della pressione del forno, ecc. |
| Requisito ambientale | Utilizzare la tecnologia di raccolta delle polveri con maniche a sacco, il recupero e l'utilizzo del gas, l'utilizzo completo delle scorie per ottenere una produzione pulita |
| Bilancio degli investimenti | Budget limitato → configurazione AC standard; budget sufficiente → configurazione DC o configurazione AC avanzata |
| Nome | Grado | Composizione chimica/% | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Co | C | Sì | P | S | Cr | |||
| Ni+Co | ≤ | |||||||
| Ferronichel | FeNi25 | 20.0-30.0 | 1.0 | 0,03 | 0,05 | 0,03 | 0,04 | 0,1 |
| Ferronichel | FeNi55 | 50.0-60.0 | 1.0 | 0,05 | 1.0 | 0,03 | 0,01 | 0,05 |
| Ferronichel contenente carbonio | FeNi25C | 20.0-30.0 | 1.0 | 2.0 | 4.0 | 0,04 | 0,04 | 2.0 |
| Ferronichel contenente zolfo | FeNi25CS | 20.0-30.0 | 1.0 | 2.0 | 4.0 | 0,04 | 0,04 | 2.0 |
Le leghe di nichel-ferro con basso contenuto di ferro, contenenti cromo, cobalto e molibdeno, sono generalmente chiamate leghe a base di nichel resistenti alla corrosione Hastelloy quando utilizzate come leghe ad alta temperatura. La loro resistenza alla trazione a 923°C arriva fino a 233,24 MPa. Le leghe ferro-nichel contenenti il 30%–90% di nichel presentano un'elevata permeabilità magnetica, che le rende adatte per l'industria elettrica ed elettronica, ad esempio la lega Climax contenente il 30% di nichel e il 70% di ferro. Una lega composta da 80% di nichel, 14% di cromo e 6% di ferro è uno speciale materiale per molle resistente alla corrosione utilizzato nelle applicazioni dentali. Il nichel viene utilizzato anche nella coniazione delle monete e nell'industria delle batterie.
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