一種生產(chǎn)高純度純鐵的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)高純度純鐵的方法，按以下步驟進(jìn)行：用鐵氧化物通過直接還原系統(tǒng)分層控制還原制取海綿鐵；將其加入中頻或工頻感應(yīng)爐中進(jìn)行熔煉，分批加入復(fù)合造渣劑；熔化扒渣后加復(fù)合造渣劑并通過中頻或工頻感應(yīng)爐底部透氣磚底吹氬氧混合氣體,待鋼液溫度達(dá)到1620℃～1650℃時(shí)停止吹混合氣體，鋼液鎮(zhèn)靜25～35min扒渣，然后向鋼液中刺鋁1～2min，同時(shí)通過感應(yīng)爐底部透氣磚底吹氬氣，繼續(xù)升溫至1640～1680℃停止吹氬，鋼液鎮(zhèn)靜15min后進(jìn)行水平連鑄或底澆注，得到鐵大于99.9％低雜質(zhì)純鐵，其中二十余種元素含量都均小于0.01％，同時(shí)還可通過真空精煉或電渣重熔生產(chǎn)更高純度的純鐵。本發(fā)明的方法流程短，設(shè)備簡單，投資省。
【專利說明】一種生產(chǎn)高純度純鐵的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)高純度純鐵的方法，主要是采用直接還原技術(shù)和熔分技術(shù)在 非真空或真空條件下通過改型的中頻/工頻爐及水平連鑄及底澆注、電渣重熔等生產(chǎn)高純 度純鐵及超高純鐵，屬于冶金【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002] 含碳量低于0. 04%的鐵碳合金稱為低碳鋼或無碳鋼，也稱工業(yè)純鐵，具有矯頑力 低、導(dǎo)熱和電磁性能好等優(yōu)良物理性能。主要包括電磁純鐵和原料純鐵：電磁純鐵是功能 性軟磁材料，要求電磁性能優(yōu)良，主要用于電器、電訊、儀表和國防尖端工業(yè)制做電磁元件、 電磁鐵芯等。原料純鐵是一種要求純凈度較高的工業(yè)純金屬，是精密合金、非晶態(tài)合金（如 SiFeB等）、硬磁材料、超低碳不銹鋼、高速鋼以及粉末冶金的主要原料。
[0003] 近年來，隨著生產(chǎn)設(shè)備的不斷改進(jìn)以及通訊、音像、電機(jī)工程、自動化設(shè)備、汽車、 磁分離及生物工程等領(lǐng)域高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)外原料純鐵正向超純化以及適合磁性 材料，特殊鋼用途的方向發(fā)展。有關(guān)資料表明，以鐵為基體的硬磁材料中純鐵平均占配料的 60%?70%，因此，硬磁材料的快速發(fā)展給原料純鐵帶來了廣闊的市場發(fā)展空間，據(jù)資料顯 示，我國硬磁材料的發(fā)展每年以30%?40%的速度增長；非晶態(tài)合金是電子類產(chǎn)品的配套 產(chǎn)品，其生產(chǎn)工藝簡單、能耗少且效率高，就電力行業(yè)基礎(chǔ)材料的發(fā)展趨勢而言，非晶態(tài)合 金產(chǎn)品有著良好的發(fā)展前景。
[0004] 國內(nèi)外一些廠家高純鐵成份如表1,高純鐵產(chǎn)品氣體、夾雜物和微量元素含量如表 2,美國高純鐵化學(xué)成分如表3:
[0005] 表1/% (不大于）：
[0006]
【權(quán)利要求】
1. 一種生產(chǎn)高純度純鐵的方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行： 步驟一、選用含鐵氧化物原料，通過直接還原系統(tǒng)進(jìn)行分層控制還原，制取海綿鐵； 步驟二、再將海綿鐵加入中頻或工頻感應(yīng)爐中進(jìn)行熔煉，熔化時(shí)分批加入復(fù)合造渣 劑； 步驟三、熔化扒渣后對鋼液進(jìn)行深度精處理，加復(fù)合造渣劑并通過中頻或工頻感應(yīng)爐 底部透氣磚底吹氬氧混合氣體，待鋼液溫度達(dá)到1620°c?1650時(shí)1：停止吹混合氣體，鋼液 鎮(zhèn)靜25?35min扒渣，扒渣后向鋼液中刺鋁1?2min，同時(shí)通過中頻或工頻感應(yīng)爐底部透 氣磚底吹氬氣，繼續(xù)升溫至1640?1680°C停止吹氬； 步驟四、鋼液鎮(zhèn)靜15min后進(jìn)行水平連鑄或底澆注，得到鐵大于99. 9%低雜質(zhì)純鐵，其 中 C、51、]^、？、5、0、附、]\1〇、六1、(：11、(：〇、11、恥、￥、1、？13、8、六8、〇6、1^二十余種元素含量 都均小于0.01 %。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)高純度純鐵的方法，其特征在于：在步驟三中，對凈 化鋼液精煉過程中根據(jù)產(chǎn)品要求進(jìn)行真空精煉。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種生產(chǎn)高純度純鐵的方法，其特征在于還包括：步驟 五、對步驟四所制得的高純度純鐵再進(jìn)行電渣重熔處理生產(chǎn)更高純度的純鐵。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種生產(chǎn)高純度純鐵的方法，其特征在于：所述的含鐵 氧化物原料中Ni、Cu、Zn均彡0· 01%，C、S、P也均彡0· 015%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種生產(chǎn)高純度純鐵的方法，其特征在于：步驟一中直 接還原溫度控制在850?1180°C。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種生產(chǎn)高純度純鐵的方法，其特征在于：步驟一中同 時(shí)控制海綿鐵的金屬化率為85?95%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種生產(chǎn)高純度純鐵的方法，其特征在于：所述的復(fù)合 造渣劑各組成成分按質(zhì)量百分比計(jì)，石灰50?60 %，白云石20?30 %，含鐵氧化物10 %? 15%，螢石5%?10%，鈉鹽0%?5%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種生產(chǎn)高純度純鐵的方法，其特征在于：步驟三中采 用的氬氧混合氣體，其中氬氣和氧氣質(zhì)量比為0.25?0.75 : 1，底吹透氣磚采用多臺階結(jié) 構(gòu)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種生產(chǎn)高純度純鐵的方法，其特征在于：步驟四中水 平連鑄或底澆注時(shí)鋼液溫度控制在1580°C?1680°C。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種生產(chǎn)高純度純鐵的方法，其特征在于：所述中頻或 工頻感應(yīng)爐的爐襯采用雙層爐襯，內(nèi)爐襯采用電熔鎂砂或鉻鎂材質(zhì)制成。
【文檔編號】B22D11/045GK104141024SQ201410341008
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月17日
【發(fā)明者】李森蓉, 李雄 申請人:武漢桂坤科技有限公司