不锈钢产能的持续增加,势必带动不锈钢冶炼用镍、铬等原料需求的增长,如何解决后续原料供应问题也成为了业界关注的焦点。我国镍、铬资源均比较匮乏,主要依赖进口,同时不锈钢废钢资源也极为有限,因此,如何解决今后高速增长的不锈钢生产原料的保供和供应,将是今后国内不锈钢企业考虑的首要问题。得益于不锈钢冶炼设备的不断多样化和冶炼工艺的持续进步,各种含镍、含铬矿物原料均可以尝试作为冶炼不锈钢的原材料,因此,不锈钢冶炼用原料制备和应用技术的创新将是今后降低不锈钢生产成本的重要研究方向。在实验室对氢氧化镍进行了高温焙烧,观察并测定了其自由水和结晶水完全排出的温度范围和含水量,同时通过衍射和立镜观察并测定了焙烧过程中氢氧化镍与氧化镍的转化温度。另外,对粉状或颗粒类原料的压块造球情况也进行了初步实验和摸索。重点研究了氧化物原料在AOD转炉内合金化及收得率情况。通过模型计算,对不同铁水条件下氧化物加入量、加入时机及AOD转炉各阶段氧气量、温度控制进行了优化和调整,总结形成成熟稳定的矿物类原料直接冶炼不锈钢的生产工艺。研究结果表明:(1)焙烧温度达300℃时,开始有NiO生成;550℃焙烧后,完全转换为NiO;(2)氧化钼熔点较低,在1600℃以上的炼钢温度下很容易挥发,但石灰能够抑制氧化钼的挥发;(3)铬的氧化物开始还原的温度受铁水中碳、铬质量分数的影响较大。碳质量分数越低、铬质量分数越高,开始还原的温度就越高;适当提高碱度,也可以降低(Cr2O3)开始还原的温度;(4)高温条件下金属Ni比NiO稳定;(5)铬的氧化物的还原温度较高,当温度大于1147℃后,铬的氧化物开始与碳发生反应生成高碳碳化铬;(6)镍的氧化物比铬的氧化物更容易被还原;(7)对实验炉次铸坯进行了取样分析,并对夹杂物形貌进行了显微观察:夹杂物主要含Si、Ca、Al、Mg、Mn和O元素,夹杂物类型仍主要为硅酸盐和少量镁铝尖晶石夹杂物,没有新增类型。因此,使用该类原料后对钢水纯净度和铸坯质量影响不大,可以进行批量化应用。