专利名称：一种生产高纯度纯铁的方法
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%0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一转炉冶炼一扒渣 —RH深脱碳一LF深脱硫一板坯连铸。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°C。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°C，定氧后抽真空冶炼，要求真空度在IOOPa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°C，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 lOOONL/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. Okg/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°C，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%。本发明适用于大规模生产，生产成本低、效率高，采用本发明技术方案生产出的工 业纯铁，其纯度高达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 %，其它杂质小于 0.001%。本发明所述的百分比均为质量百分比。
具体实施例方式下面通过实施例对本发明作进一步的描述。本发明实施例生产方法见表1。表1本发明实施例生产方法
权利要求
一种生产高纯度纯铁的方法，其特征在于包括以下步骤①铁水预脱硫将转炉入炉铁水硫含量控制在0.002％～0.015％；②转炉冶炼采用双渣法脱磷，脱磷结束进行放渣，再换渣，吹炼结束C＜0.03％，P＜0.008％，并采用挡渣出钢和铝脱氧，挂罐温度＞1635℃；③扒渣扒除95％以上的氧化渣；④RH深脱碳RH进站温度＞1615℃，冶炼结束C＜0.002％，Als0.020～0.035％，出站温度＞1645℃；⑤LF深脱硫进LF站前，加入深脱硫剂，进行氩气搅拌，进入LF后，加入造渣剂，进行大氩量搅拌，冶炼结束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板坯连铸；以上均为质量百分比。
2.根据权利要求1所述生产高纯度纯铁的方法，其特征在于所述的铁水预脱硫采用 CaO粉和钝化金属Mg粉复合喷吹技术。
3.根据权利要求1所述生产高纯度纯铁的方法，其特征在于所述转炉冶炼时所加入 的废钢要求Cr+Ni+Cu < 0. 02% ；转炉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 ；换渣采用高效活性冶金石灰18 20kg/t，铁矾土 1 1. 5kg/t ；铝脱氧所用铝粒1. 5kg/t，且出钢加入小颗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%，所述氧化铁皮中的TFe > 55%，所述铁矾土中的 TFe > 35%，所述铝粒中的活性铝> 95% ；以上均为质量百分比。
4.根据权利要求1所述生产高纯度纯铁的方法，其特征在于扒渣后加入小颗粒高效活 性冶金石灰4kg/t，所述高效活性冶金石灰中的CaO >90%。
5.根据权利要求1所述生产高纯度纯铁的方法，其特征在于所述RH深脱碳时定氧后抽 真空冶炼，真空度< lOOPa，氩气流量为2000 2500NL/min，脱碳过程根据氧值情况配加脱 執招o
6.根据权利要求1所述生产高纯度纯铁的方法，其特征在于所述LF深脱硫所加入 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，所述氩气流量 为800 lOOONL/min ；所述的造渣剂为高效活性冶金石灰2. 5 3. 5kg/t和铝粒0. 8 1. 0kg/t，所述大氩量为1600 1700NL/min，搅拌时间15 20min。
7.根据权利要求1和6所述生产高纯度纯铁的方法，其特征在于在所述LF深脱硫时采 用化学热升温。
8.根据权利要求1所述生产高纯度纯铁的方法，其特征在于所述的板坯连铸采用全保 护浇注的方式进行。
全文摘要
本发明提供一种生产高纯度纯铁的方法，包括①铁水预脱硫将转炉入炉铁水硫含量控制在0.002％～0.015％；②转炉冶炼采用双渣法脱磷，脱磷结束进行放渣，再换渣，吹炼结束C＜0.03％，P＜0.008％，并采用挡渣出钢和铝脱氧，挂罐温度＞1635℃；③扒渣扒除95％以上的氧化渣；④RH深脱碳RH进站温度＞1615℃，冶炼结束C＜0.002％，Als0.020～0.035％，出站温度＞1645℃；⑤LF深脱硫进LF站前，加入深脱硫剂，氩气搅拌，进入LF后加入造渣剂，大氩量搅拌，冶炼结束C＜0.0025％，S＜0.0015％，Als＜0.010％，出站温度1600～1605℃；⑥板坯连铸。本发明生产成本低、效率高，生产出的产品纯度高达99.9％以上。
文档编号C21C7/064GK101993973SQ200910013128
公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月10日 优先权日2009年8月10日
发明者万雪峰, 任子平, 修国涛, 孟劲松, 廖相巍, 曹东, 李德刚, 毛志勇, 温铁光, 王鹏, 贾吉祥, 赵刚 申请人:鞍钢股份有限公司