[发明专利]一种生产高纯度纯铁的方法

说明书

技术领域

本发明属于炼钢技术领域，特别涉及一种高纯度工业纯铁的大规模生产方法。

背景技术

纯铁是生产磁性材料、电热合金、精密合金和特种金属材料的重要原料，随着对精密合金、磁性元器件的要求越来越高，尖端高技术产品对纯度要求也越来越高。日本生产高纯度工业纯铁采用电解方法制造，纯度可以达到含铁量在99.9％，但价格太高。

我国采用GB9971、GB6983生产原料纯铁和工业纯铁，一般用转炉或转炉+炉外精炼制造，但是，纯度不高，纯铁杂质元素高，实物质量纯度较低，特别是碳、硫、磷较高，只能用于制造普通的零部件。这些纯铁已经不适合制造高端产品，不适合用于生产超低碳高纯洁度马氏体时效钢、高强不锈钢、高级功能材料(软磁合金等)用的原材料，更不能用于尖端技术和高质量零部件。

申请号为200710044143.2的中国专利公开了一种超低碳高纯度工业纯铁及其制造方法，该技术采用电弧炉冶炼脱磷、硫，再通过AOD吹氧去碳，高温、高碱度脱硫，最后浇注钢锭。由于该方法采用电弧炉和AOD工艺生产，而AOD设备在全国钢厂不是很普及，故采用这种方法生产受到一定的限制。此外，其纯度较低，只达到99.5％～99.7％。名为“母液增碳VOD精炼生产原料纯铁方法”(200810196541.0)的中国专利采用VOD精炼生产纯铁，是一种以废钢作原料冶炼原料纯铁的生产工艺。该方法将废钢熔化成母液倒入钢包，除渣后置于VOD精炼炉进行精炼，由于VOD设备较少，普及生产同样受到限制，且其纯度不高，也小于99.7％。

随着炉外精炼技术的进步和炉外精炼设备的大型化、控制的智能化，采用转炉+炉外精炼手段生产纯铁要比上述采用AOD、VOD和感应炉生产纯铁的纯度、成本及效率都将有较大的提高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术生产高纯度纯铁所存在的不足，提供一种高效率、低成本生产纯度更纯的纯铁的方法。

本发明生产高纯度纯铁的方法包括以下步骤：铁水预脱硫→转炉冶炼→扒渣→RH深脱碳→LF深脱硫→板坯连铸。

以上各工艺步骤的控制要点如下：

1)铁水预脱硫：复合脱硫喷粉工艺设备，采用CaO粉和钝化金属Mg粉复合喷吹技术，以提高脱硫粉剂的利用率，达到快速高效的脱硫目的；应保证转炉入炉铁水硫含量在0.002％～0.015％。

2)转炉冶炼：转炉所加入的废钢应比较纯净，要求Cr+Ni+Cu＜0.02％；转炉冶炼采用双渣法脱磷，脱磷期加入高效活性冶金石灰28～32kg/t，氧化铁皮4～6kg/t，铁矾土1.5～2kg/t，脱磷结束进行放渣，然后换渣：高效活性冶金石灰18～20kg/t，铁矾土1～1.5kg/t；吹炼终点要求C＜0.03％，P＜0.008％；转炉采用挡渣出钢，出钢脱氧采用铝脱氧，铝粒1.5kg/t，不能用硅锰复合脱氧剂脱氧，以避免增加钢中硅、锰含量；出钢加入小颗粒高效活性冶金石灰2.0～2.4kg/t；出钢后挂罐温度＞1635℃。

3)扒渣：应扒除95％以上的氧化渣，扒渣后加入小颗粒高效活性冶金石灰4kg/t。

4)RH深脱碳：RH进站温度＞1615℃，定氧后抽真空冶炼，要求真空度在100Pa以下，氩气流量在2000～2500NL/min，脱碳过程需根据氧值情况配加脱氧铝，冶炼结束时C＜0.002％，Als：0.020～0.035％；出站温度＞1645℃，以防止脱硫后钢液温度过低。

5)LF深脱硫：LF进站前，加入的深脱硫剂为活性氧化钙∶钝化铝粉＝6∶4的混合物，加入量为4kg/t，然后进行氩气流量为800～1000NL/nmin搅拌，使深脱硫剂完全熔化；进入LF后，加入高效活性冶金石灰2.5～3.5kg/t，铝粒0.8～1.0kg/t，开始大氩气流量搅拌，吹氩量1600～1700NL/min，搅拌时间15～20min；在此过程中应避免使用电极加热，以防止钢液增碳和增氮，需要升温时应采用化学热升温；冶炼结束时C＜0.0025％，S＜0.0015％，Als＜0.010％；出站温度1600～1605℃，搬出加入覆盖剂保温。

6)连铸：采用全保护浇注的方式进行连铸。

本发明上述所采用的高效活性冶金石灰中的CaO应大于90％，氧化铁皮中的TFe应大于55％，铁矾土中TFe应大于35％，铝粒中的活性铝应大于95％。