前言

鎳的發現距今僅200多年。1863年法國加尼埃首次在新喀里多尼亞發現含鎳7％～8％的紅土鎳礦，即氧化鎳礦，1875年開始開采，礦石送往法國、德國冶煉，是世界上最早用鼓風爐煉鎳的礦石。加尼埃將礦石加石膏和煤進行還原冶煉，還原后得到鎳锍。在燒掉了硫之后，將得到的氧化鎳在固態用碳還原。1886年發現克里斯頓礦床，從而發現了世界聞名的薩德伯里超大型銅鎳硫化物礦床，1901年露采出礦。從此世界鎳的冶煉用礦由氧化鎳礦-紅土鎳礦轉向硫化鎳礦，使硫化鎳礦冶煉技術得到了較快發展。

根據Ashok D Dalvi等學者2004年在加拿大勘探開發者協會年會（PDAC）上發布的資料，全球陸地已查明的鎳儲量為22300萬噸，其中硫化鎳礦為6200萬噸（平均品位0.58％），占27.8％；紅土鎳礦（氧化礦）的儲量占世界陸基鎳資源總量的72.2％，約為16100萬噸（平均品位1.28％）。用紅土鎳礦生產的鎳金屬年產量占世界原生鎳年產量在逐年增加，從1970年的28％（72％為硫化鎳礦生產）經30多年發展，目前大于50％。隨著硫化鎳礦資源的日趨枯竭，紅土礦將是未來鎳的主要來源。又據英國MEPS報告：2014年全球不銹鋼粗鋼產量4100萬噸，同比上升7.6％。2015年將達到4300萬噸，同比上升4.9％。

隨著全球不銹鋼產量的逐漸提高，特別是奧氏體不銹鋼產量的巨大提高，導致了對鎳鐵的巨大需求。反之，由于利用紅土鎳礦冶煉鎳鐵的工藝逐漸成熟及其廉價的成本，又推升了不銹鋼的進一步發展。由于礦熱爐的大型化及其與干燥、預還原工序的完美結合（如RKEF工藝），使得礦熱爐（熱鎳鐵水）+轉爐（或電爐）短流程工藝冶煉奧氏體不銹鋼成為可能。早在30多年前，日本太平洋金屬公司八戶工廠開發了用液態FeCr、FeNi原料直接冶煉不銹鋼方法。為了降低能耗，他們放棄用電爐或LD爐作初煉爐的做法，而直接用FeCr、FeNi鐵水在AOD爐內進行吹煉，獲得成功并用于正常生產中（參見8.4.17一節）。

本書共分8章，內容包括：鎳及冶煉技術概述、紅土鎳礦、高爐冶煉鎳鐵、鼓風爐熔煉鎳鐵及鎳锍、礦熱爐冶煉鎳鐵、回轉窯（直接還原法）冶煉鎳鐵、鎳鐵合金精煉和不銹鋼冶煉。在第1章里簡述了鎳的發現、發展、用途、鎳礦資源及鎳的火法和濕法冶煉技術，同時介紹了用紅土鎳礦火法冶煉高品位鎳鐵、鐵、鎳、“半鋼”、鋼及不銹鋼的工藝技術；在第2章中介紹了紅土鎳礦礦床與礦物以及東南亞4個紅土鎳礦礦床，其中重點介紹了印尼北科納威鎳礦床的礦區地理及地質情況、礦床地質特征、礦物質量特征和礦床成因；第3章介紹了氧化還原的基本規律、鎳鐵還原反應以及燒結生產原理、工藝、裝備和高爐生產原理、工藝、裝備，同時列舉了目前國內6個高爐冶煉鎳鐵指標情況及2個高爐鎳鐵冶煉工廠實例；第4章介紹了鼓風爐熔煉工藝原理，特別是還原硫化熔煉工藝原理，介紹了鼓風爐熔煉流程及設備，重點列舉了4個熔煉鎳鐵及鎳锍工廠；第5章介紹了鐵合金冶煉原理（如選擇性還原原理等）、生產方法（如高爐法、礦熱爐法等），介紹了硅、錳、鉻系合金的生產、鐵合金生產主要技術經濟指標等以及礦熱爐生產鎳鐵的冶煉原理、生產工藝裝備技術，其中對回轉干燥筒、回轉窯、礦熱爐和鎳鐵粒化裝置做了較詳細的敘述，列舉了9個鎳鐵生產工廠；第6章重點介紹了回轉窯直接還原法煉鐵之回轉窯粒鐵法的原理及工藝、回轉窯粒鐵法冶煉鎳鐵的4個工廠；第7章講述了鐵合金精煉、鎳鐵精煉原理、方法及裝備，列舉了9個鎳鐵精煉工藝實例；第8章較系統地介紹了不銹鋼分類、鋼號、性能、鋼種的發展、不銹鋼的腐蝕、奧氏體不銹鋼、不銹鋼冶煉原理、工藝裝備、不銹鋼連鑄技術等。重點介紹了7個300系不銹鋼生產工藝實例和5個節鎳型奧氏體不銹鋼生產工藝實例。

本書經錙銖積累，在山西河津、遼寧沈陽用時兩年四個月寫成。本書內容涉及了地質學的礦物與巖石、鋼鐵冶金的氧化礦冶金（煉鐵、鐵合金冶煉）及煉鋼和有色冶金的硫化礦冶金。寫作過程中，編者參考和引用了國內外紅土鎳礦山、鎳鐵冶煉廠、不銹鋼廠調研資料及有關書籍和論文，謹向有關作者致以深深的謝意。編者對建設中寶濱海鎳業鎳鐵項目并對本書編著給予幫助和鼓勵的中國中鋼集團股份有限公司副總經理宮敬升，中鋼濱海實業有限公司副總經理康忠，中寶濱海鎳業有限公司副總工程師樊魁博士、總經理助理豐志輝，吉林鐵合金有限公司總經理劉維國，廣西鐵合金有限公司總經理黃海勝，中鋼集團吉林機電設備有限公司總經理計鵬，中鋼集團洛陽耐火有限公司總經理薄均，中國冶金規劃院副院長劉曉民，中國瑞林工程技術有限公司（南昌有色冶金設計研究院）副總經理徐赤農、劉雪珂，副總工程師唐尊球及總設計師葉逢春、黃永青、楊小偉，中國恩菲工程技術有限公司教授盧笠漁、李曰榮，東北大學教授薛向欣，赫氏工程咨詢（上海）有限公司戴劉韻、鄧華、黃衛華先生及莊燕女士，云南省有色地質局三〇八隊三代隊長羅玉福（副局長）、譚木昌及王凱，罕王實業有限公司董事局主席楊敏，山西達康科工貿集團有限公司總裁王小峰一并表示感謝。

編者還要感謝烏克蘭國家冶金學院院長виличкр、薩道夫·尼克教授（中寶濱海鎳業有限公司特聘技術顧問），烏克蘭鈦科設計研究院副院長АЛександров，烏克蘭帕布什鎳廠廠長Nikita Novikov、工程師策利克（中寶鎳業特聘礦熱爐冶煉專家）。

限于編者水平及冶金工藝裝備技術的快速發展，書中難免有不足之處，殷切希望讀者批評指導。

周建男　周天時

2015年2月23日于撫順