專利名稱：一種生產(chǎn)高純度純鐵的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煉鋼技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高純度工業(yè)純鐵的大規(guī)模生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
純鐵是生產(chǎn)磁性材料、電熱合金、精密合金和特種金屬材料的重要原料，隨著對精 密合金、磁性元器件的要求越來越高，尖端高技術(shù)產(chǎn)品對純度要求也越來越高。日本生產(chǎn)高 純度工業(yè)純鐵采用電解方法制造，純度可以達(dá)到含鐵量在99. 9%，但價格太高。我國采用GB9971、GB6983生產(chǎn)原料純鐵和工業(yè)純鐵，一般用轉(zhuǎn)爐或轉(zhuǎn)爐+爐外精 煉制造，但是，純度不高，純鐵雜質(zhì)元素高，實(shí)物質(zhì)量純度較低，特別是碳、硫、磷較高，只能 用于制造普通的零部件。這些純鐵已經(jīng)不適合制造高端產(chǎn)品，不適合用于生產(chǎn)超低碳高純 潔度馬氏體時效鋼、高強(qiáng)不銹鋼、高級功能材料(軟磁合金等)用的原材料，更不能用于尖 端技術(shù)和高質(zhì)量零部件。申請?zhí)枮?00710044143. 2的中國專利公開了一種超低碳高純度工業(yè)純鐵及其制 造方法，該技術(shù)采用電弧爐冶煉脫磷、硫，再通過AOD吹氧去碳，高溫、高堿度脫硫，最后澆 注鋼錠。由于該方法采用電弧爐和AOD工藝生產(chǎn)，而AOD設(shè)備在全國鋼廠不是很普及，故采 用這種方法生產(chǎn)受到一定的限制。此外，其純度較低，只達(dá)到99. 5% 99.7%。名為“母液 增碳VOD精煉生產(chǎn)原料純鐵方法”(200810196541. 0)的中國專利采用VOD精煉生產(chǎn)純鐵， 是一種以廢鋼作原料冶煉原料純鐵的生產(chǎn)工藝。該方法將廢鋼熔化成母液倒入鋼包，除渣 后置于VOD精煉爐進(jìn)行精煉，由于VOD設(shè)備較少，普及生產(chǎn)同樣受到限制，且其純度不高，也 小于99. 7%0隨著爐外精煉技術(shù)的進(jìn)步和爐外精煉設(shè)備的大型化、控制的智能化，采用轉(zhuǎn)爐+ 爐外精煉手段生產(chǎn)純鐵要比上述采用AOD、VOD和感應(yīng)爐生產(chǎn)純鐵的純度、成本及效率都將 有較大的提高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)高純度純鐵所存在的不足，提供一種高 效率、低成本生產(chǎn)純度更純的純鐵的方法。本發(fā)明生產(chǎn)高純度純鐵的方法包括以下步驟鐵水預(yù)脫硫一轉(zhuǎn)爐冶煉一扒渣 —RH深脫碳一LF深脫硫一板坯連鑄。以上各工藝步驟的控制要點(diǎn)如下1)鐵水預(yù)脫硫復(fù)合脫硫噴粉工藝設(shè)備，采用CaO粉和鈍化金屬M(fèi)g粉復(fù)合噴吹 技術(shù)，以提高脫硫粉劑的利用率，達(dá)到快速高效的脫硫目的；應(yīng)保證轉(zhuǎn)爐入爐鐵水硫含量在
0.002% 0. 015%。2)轉(zhuǎn)爐冶煉轉(zhuǎn)爐所加入的廢鋼應(yīng)比較純凈，要求Cr+Ni+Cu < 0. 02% ；轉(zhuǎn)爐冶煉 采用雙渣法脫磷，脫磷期加入高效活性冶金石灰28 32kg/t，氧化鐵皮4 6kg/t，鐵礬土
1.5 2kg/t，脫磷結(jié)束進(jìn)行放渣，然后換渣高效活性冶金石灰18 20kg/t，鐵礬土 1 1. 5kg/t ；吹煉終點(diǎn)要求C < 0. 03%，P < 0. 008% ；轉(zhuǎn)爐采用擋渣出鋼，出鋼脫氧采用鋁脫 氧，鋁粒1. 5kg/t，不能用硅錳復(fù)合脫氧劑脫氧，以避免增加鋼中硅、錳含量；出鋼加入小顆 粒高效活性冶金石灰2. 0 2. 4kg/t ；出鋼后掛罐溫度> 1635°C。3)扒渣應(yīng)扒除95%以上的氧化渣，扒渣后加入小顆粒高效活性冶金石灰4kg/t。4) RH深脫碳RH進(jìn)站溫度> 1615°C，定氧后抽真空冶煉，要求真空度在IOOPa以 下，氬氣流量在2000 2500NL/min，脫碳過程需根據(jù)氧值情況配加脫氧鋁，冶煉結(jié)束時C
<0. 002%, Als 0. 020 0. 035% ；出站溫度> 1645°C，以防止脫硫后鋼液溫度過低。5)LF深脫硫LF進(jìn)站前，加入的深脫硫劑為活性氧化鈣鈍化鋁粉=6 4的混 合物，加入量為4kg/t，然后進(jìn)行氬氣流量為800 lOOONL/nmin攪拌，使深脫硫劑完全熔 化；進(jìn)入LF后，加入高效活性冶金石灰2. 5 3. 5kg/t，鋁粒0. 8 1. Okg/t,開始大氬氣 流量攪拌，吹氬量1600 1700NL/min，攪拌時間15 20min ；在此過程中應(yīng)避免使用電極 加熱，以防止鋼液增碳和增氮，需要升溫時應(yīng)采用化學(xué)熱升溫；冶煉結(jié)束時C < 0. 0025%, S
<0. 0015%, Als < 0.010% ；出站溫度1600 1605°C，搬出加入覆蓋劑保溫。6)連鑄采用全保護(hù)澆注的方式進(jìn)行連鑄。本發(fā)明上述所采用的高效活性冶金石灰中的CaO應(yīng)大于90%，氧化鐵皮中的TFe 應(yīng)大于55%，鐵礬土中TFe應(yīng)大于35%，鋁粒中的活性鋁應(yīng)大于95%。本發(fā)明適用于大規(guī)模生產(chǎn)，生產(chǎn)成本低、效率高，采用本發(fā)明技術(shù)方案生產(chǎn)出的工 業(yè)純鐵，其純度高達(dá)99. 9%以上，其它成分C≤0. 0025%, Si≤0.015%, Mn≤0. 04%, P ≤ 0. 0090 %, S ≤ 0. 0015 %, Als ≤ 0. 010 %, Cr+Ni+Cu+Mo ≤ 0. 02 %，其它雜質(zhì)小于 0.001%。本發(fā)明所述的百分比均為質(zhì)量百分比。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。本發(fā)明實(shí)施例生產(chǎn)方法見表1。表1本發(fā)明實(shí)施例生產(chǎn)方法
權(quán)利要求
一種生產(chǎn)高純度純鐵的方法，其特征在于包括以下步驟①鐵水預(yù)脫硫?qū)⑥D(zhuǎn)爐入爐鐵水硫含量控制在0.002％～0.015％；②轉(zhuǎn)爐冶煉采用雙渣法脫磷，脫磷結(jié)束進(jìn)行放渣，再換渣，吹煉結(jié)束C＜0.03％，P＜0.008％，并采用擋渣出鋼和鋁脫氧，掛罐溫度＞1635℃；③扒渣扒除95％以上的氧化渣；④RH深脫碳RH進(jìn)站溫度＞1615℃，冶煉結(jié)束C＜0.002％，Als0.020～0.035％，出站溫度＞1645℃；⑤LF深脫硫進(jìn)LF站前，加入深脫硫劑，進(jìn)行氬氣攪拌，進(jìn)入LF后，加入造渣劑，進(jìn)行大氬量攪拌，冶煉結(jié)束C＜0.0025％，S＜0.0015％，Als＜0.010％，出站溫度1600～1605℃，搬出加入覆蓋劑保溫；⑥板坯連鑄；以上均為質(zhì)量百分比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)高純度純鐵的方法，其特征在于所述的鐵水預(yù)脫硫采用 CaO粉和鈍化金屬M(fèi)g粉復(fù)合噴吹技術(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)高純度純鐵的方法，其特征在于所述轉(zhuǎn)爐冶煉時所加入 的廢鋼要求Cr+Ni+Cu < 0. 02% ；轉(zhuǎn)爐脫磷期加入高效活性冶金石灰28 32kg/t，氧化鐵 皮4 6kg/t，鐵礬土 1. 5 2kg/t ；換渣采用高效活性冶金石灰18 20kg/t，鐵礬土 1 1. 5kg/t ；鋁脫氧所用鋁粒1. 5kg/t，且出鋼加入小顆粒高效活性冶金石灰2. 0 2. 4kg/t， 所述高效活性冶金石灰中的CaO > 90%，所述氧化鐵皮中的TFe > 55%，所述鐵礬土中的 TFe > 35%，所述鋁粒中的活性鋁> 95% ；以上均為質(zhì)量百分比。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)高純度純鐵的方法，其特征在于扒渣后加入小顆粒高效活 性冶金石灰4kg/t，所述高效活性冶金石灰中的CaO >90%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)高純度純鐵的方法，其特征在于所述RH深脫碳時定氧后抽 真空冶煉，真空度< lOOPa，氬氣流量為2000 2500NL/min，脫碳過程根據(jù)氧值情況配加脫 執(zhí)招o
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)高純度純鐵的方法，其特征在于所述LF深脫硫所加入 的深脫硫劑為活性氧化鈣鈍化鋁粉=6 4的混合物，加入量為4kg/t，所述氬氣流量 為800 lOOONL/min ；所述的造渣劑為高效活性冶金石灰2. 5 3. 5kg/t和鋁粒0. 8 1. 0kg/t，所述大氬量為1600 1700NL/min，攪拌時間15 20min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1和6所述生產(chǎn)高純度純鐵的方法，其特征在于在所述LF深脫硫時采 用化學(xué)熱升溫。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)高純度純鐵的方法，其特征在于所述的板坯連鑄采用全保 護(hù)澆注的方式進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明提供一種生產(chǎn)高純度純鐵的方法，包括①鐵水預(yù)脫硫?qū)⑥D(zhuǎn)爐入爐鐵水硫含量控制在0.002％～0.015％；②轉(zhuǎn)爐冶煉采用雙渣法脫磷，脫磷結(jié)束進(jìn)行放渣，再換渣，吹煉結(jié)束C＜0.03％，P＜0.008％，并采用擋渣出鋼和鋁脫氧，掛罐溫度＞1635℃；③扒渣扒除95％以上的氧化渣；④RH深脫碳RH進(jìn)站溫度＞1615℃，冶煉結(jié)束C＜0.002％，Als0.020～0.035％，出站溫度＞1645℃；⑤LF深脫硫進(jìn)LF站前，加入深脫硫劑，氬氣攪拌，進(jìn)入LF后加入造渣劑，大氬量攪拌，冶煉結(jié)束C＜0.0025％，S＜0.0015％，Als＜0.010％，出站溫度1600～1605℃；⑥板坯連鑄。本發(fā)明生產(chǎn)成本低、效率高，生產(chǎn)出的產(chǎn)品純度高達(dá)99.9％以上。
文檔編號C21C7/064GK101993973SQ200910013128
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月10日
發(fā)明者萬雪峰, 任子平, 修國濤, 孟勁松, 廖相巍, 曹東, 李德剛, 毛志勇, 溫鐵光, 王鵬, 賈吉祥, 趙剛 申請人:鞍鋼股份有限公司