[发明专利]一种消除氢基熔融还原铸造用高纯生铁白口组织的方法及生铁

说明书

本发明公开了一种消除氢基熔融还原铸造用高纯生铁白口组织的方法，包括氢基熔融还原非高炉炼铁工艺生产的铸造用高纯生铁的特点，生铁铁液一次孕育、脱硫、二次孕育，进行炉外精炼脱气(O、N、H)处理。所述氢基熔融还原工艺生产的铸造用高纯生铁硅低、磷低、钛低，一次孕育处理包括向铁液中加入硅钡钙孕育剂和助剂，二次孕育向铁液中加入锶硅孕育剂强化铁液中促进石墨化元素，使生铁铁液石墨化能力增强，碳原子析出，杜绝凝固结晶过程中形成碳与铁的化合物，而产生的白口组织。通过上述技术方案，解决了现有氢基熔融还原工艺生产的铸造用高纯生铁白口组织的问题。

技术领域

本公开的实施例一般涉及黑色金属冶炼技术领域，尤其涉及一种消除氢基熔融还原铸造用高纯生铁白口组织的方法及生铁。

背景技术

铸造业是制造业的基础产业，而铸造用高纯生铁是高端铸铁件的关键基础材料。传统铸造用高纯生铁采用高炉长流程炼铁工艺生产，包括(1)精选原料：充分利用优质矿源，精选低P、低Ti、低微量元素的铁精矿粉；(2)铁精矿粉润磨工艺：提高铁精粉的细度与球团矿强度，减少了球团矿中TiO2、P2O5的杂质含量；(3)优化烧结预配：对铁精矿粉和石灰采用自动化预配工艺，实行两配两混，保证铁精矿粉的品位、碱度、TiO2、P2O5及石灰的均匀与稳定；(4)高炉采用低硅低温冶炼，达到铸造用高纯生铁化学成分要求。

高炉长流程炼铁经过环境深度治理也难以降低CO2排放量。由于优质铁矿及优质炼焦煤资源日益短缺，限制了传统炼铁工艺生产铸造用高纯生铁的进一步发展。氢基熔融还原短流程炼铁工艺不以优质铁矿和优质焦炭为主要原燃料，不仅摆脱了传统高炉炼铁的限制，而且符合冶金工业绿色发展的大方向。传统高炉炼铁采用的是碳冶金，所谓碳冶金是固体碳(焦炭等)在不完全燃烧条件下转化成CO，进行还原反应。而氢冶金，即在还原冶炼过程中主要用气体氢作还原剂。氢基熔融还原技术，采用熔融还原结合氢冶金的新工艺，不同于国际和国内的常规氢冶金工艺，是采用气固混合铁浴熔融还原技术，氢基熔融冶金技术就是利用氢作为还原剂代替碳还原剂，从而实现减少CO2排放的目的，实现低碳冶金，保证炼铁工业的可持续发展。

因在氢基熔融还原工艺炼铁中要控制低磷，熔融还原主体炉内温度控制较低低(约1400℃-1450℃)，而硅在冶炼过程中还原温度高(＞1600℃)，因此，氢基熔融还原炼铁工艺产出的铁液中硅含量低(＜0.01％)。众所周知，硅在铸铁中是促进石墨化元素，如果生铁中含硅量低、铁水温度低，凝固过程中很容易产生大量的碳化物，生铁锭断面形成白口组织。由碳化物组成的白口组织在下游铸造企业生产铸件时具有遗传性，严重影响高端铸铁件力学性能、冲击韧性和疲劳强度。氢基熔融还原工艺冶炼铸造高纯生铁降低了碳排放，利于环境治理，解决了传统高炉冶炼高纯生铁受原燃料的限制。但，目前亟待开发一种消除氢基熔融还原铸造用高纯生铁白口组织的方法，为装备制造业稳定提供高端基础原材料，也为冶炼铸造用高纯生铁开辟一条新技术、新工艺和新思路。

发明内容

为了解决上述技术问题，达到相应的技术效果，本发明提出一种消除氢基熔融还原铸造用高纯生铁白口组织的方法，解决了现有技术中氢基熔融还原工艺冶炼铸造用高纯生铁白口组织的问题。

本发明采用的基本构思如下：

一种消除氢基熔融还原铸造用高纯生铁白口组织的方法，将氢基熔融还原工艺生产的铸造用高纯生铁铁液进行电磁感应加热，提升铁液温度＞1450℃，再进行第一次硅钡钙随流孕育，并同时加入助剂；铁液脱硫后，进行扒渣处理，铸铁时在铸铁机铁水沟进行第二次锶硅随流孕育处理，使生铁铁液中不仅有大量促进石墨化的元素，而且对生铁铁液进行脱氢、脱氧、脱氮处理，使生铁凝固过程碳充分析出，杜绝形成Fe3C，进而消除铸造用高纯生铁的白口组织。

进一步地，提升铁液温度是通过在线电磁感应加热，在铁水沟增加中频感应加热系统，在铁液通过铁水沟时进行加热，可根据铁液的不同温度调整加热功率，保证铁液温度＞1450℃。