高品质钛铁的生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及高品质铁铁的生产方法，属于铁合金冶炼技术领域。
【背景技术】
[0002] 铁可W增加钢铁的耐磨性和抗拉强度，可用作脱氧剂、除气剂。铁的脱氧能力大大 高于娃、儘，并可减少钢锭偏析，改善钢锭质量，提高收得率。而金属铁的比重低，仅为4.5 克/毫升，烙点又高，为1690°C，又易氧化，在钢液面上被氧化烧掉很多，损失太大，又不易控 制含量，并且单体金属制取工艺复杂，生产成本高，价格昂贵等等，因此不适合W纯金属和 非金属单体状态在炼钢时直接加入钢液中。为此冶金工作者们研究制出了运些元素和铁的 合金，就叫做"铁合金"，铁元素和铁的合金烙点和钢接近，比重和钢差不多，又不易氧化，其 生产工艺又比生产该纯金属和非金属简单，生产成本比纯的单体金属和非金属低的多，价 格低，特别适合于炼钢和生产各种高科技材料中使用。因此铁合金成为炼钢和新材料工业 中的重要材料。目前的铁合金品种有二元的和多元的铁合金数十种，其中铁铁属于用量最 大的二元铁合金之一。铁铁合金是生产链条钢、错链钢、造船用钢、不诱钢、电焊条W及电 子、军工产品等的重要原料。
[0003] 目前，国内的铁铁生产主要采用铁精矿、铁渣等为铁原料，通过还原法生产铁铁合 金O
[0004] 专利201010514572.3公开了 "一种分步金属热还原制备高铁铁的方法"，包括一步 侣热还原烙炼、二步强化还原精炼两个步骤，按质量比，原料配料为：金红石或高铁渣：侣 粉:铁精矿:造渣剂:KC103= 1.0:0.37 ~0.50:0.05 ~0.10:0.15 ~0.25:0.20 ~0.25,冶炼 溫度1900°C~2200°C ;二步强化还原精炼时间10~30min，精炼结束后，冷却、起锭、除杂，得 到高铁铁合金;复合还原剂为巧儀合金。专利CN200710049216.7公开了 "一种W铁原料冶炼 制取系列铁铁合金的方法"，工艺步骤如下:将攀西地区铁原料、巧质冶金辅料及巧-钢系处 理剂送入旋转炉中，经快速预热后，再经连接仓送入混料器中充分混合均匀，然后从配料仓 依次加入金属侣、铁系原料、辅助还原剂及氯酸钟，混料器中的原料及辅助材料混合均匀 后，经对接仓落入已预热的冶炼炉内，加入点火剂，2~3min反应结束后加入缓凝剂，冷却20 ~40h，最后分离渣和铁铁合金，铁铁合金产品经检验、包装后入库。专利CN200810230203.4 公开了 "基于侣热还原制备高品质高铁铁合金的方法及装置"，方法包括W下步骤：（1)将侣 热还原剂预热到液态;将含铁物质、含铁物质和造渣剂经过球磨、赔烧后连续加入金属烙池 中进行高溫烙炼；（2)喷吹颗粒还原剂进行冶炼；（3)经过冷却，起锭，去除杂质，获得高品质 高铁铁。专利CN201110113452.7公开了 "一种祕铁铁合金及其用途"，所述祕铁铁合金W其 组分和各组分的重量百分含量是:祕15-68wt%，铁15-68wt%，不可避免的杂质含0.8wt%， 铁:5~70%。其制备方法为将金属祕、海绵铁、生铁和废钢按配比配料，先行烙化生铁和废 钢，再将海绵铁加入并进行揽拌，W使铁充分溶解到铁液中，在此过程中，随着铁的不断加 入，对合金液进行加热升溫，直至海绵铁完全溶解并均匀混合后再用钟罩将金属祕压入金 属液中并进行揽拌，W使祕充分溶解到铁铁合金液中，待金属祕完全溶解均匀后把合金液 诱注到铸锭模内快速冷却，即制成祕铁铁合金锭。专利CN201310507878.X公开了 "W铁渣与 铁精矿为铁、铁原料生产高铁铁合金的方法"，W铁渣与铁精矿为铁、铁原料，包括W下步 骤:将原料按质量配比铁渣1份、铁精矿O . 35~O . 51份、侣粉O . 83份、氯酸钟O . 36份、蛋石 0.14~0.16份、石灰0.11~0.15份混匀后，采用上部点火法冶炼，获得高铁铁合金。专利 CN201310449481.X公开了 "利用碳还原制备妮铁铁合金的方法及妮铁铁合金"，该方法包 括：（1)碳高溫还原，将高铁富妮渣、碳和第一溶剂在1550-1700°C烙化，然后保溫还原冶炼， 得到碳化物；W及（2)二次冶炼。专利CN201310413509.4公开了 "一种制备铁铁合金的方 法"，将铁精矿在电炉中冶炼铁渣;在铁渣冶炼结束后，向电炉中加入至少一种碱金属碳酸 盐，通入空气或氧气并揽拌，W使铁渣中的铁氧化物转化为铁酸盐；W石墨为阳极并W电炉 底部的铁水为阴极进行电解，生成金属铁，并且金属铁进入烙融的铁中形成液相铁铁合金； 在惰性气体保护下排出所述铁水及所述液相铁铁合金并进行冷却，得到铁铁合金。专利 CN201310507100.9公开了一种"侣儀法生产高铁铁合金"，将原料按质量配比铁精矿1份、铁 渣2.3份、侣粉1.73~1.93份、儀粉为0.17~0.23份、蛋石0.27~0.37份、石灰0.33~0.4份、 氯酸钟0.83份混匀后，采用上部点火法冶炼，获得高铁铁合金。专利CN201310449614.3公开 了 "妮铁铁合金的制备方法及妮铁铁合金"，妮铁铁合金的制备方法包括如下工序：（1)高溫 碳化，将富妮渣、碳和第一烙剂在1500-1700°C烙化，然后保溫还原冶炼，得到妮铁碳化物； W及(2)再氧化，先将铁鱗加入到工序（1)得到的碳化物中，在1550-1700°C反应冶炼，然后 保持溫度1550-1700°C下加入第二烙剂，烙化后继续保溫一段时间进行冶炼，得到妮铁铁合 金O
[0005] 从已经公开的发明专利来看，铁铁的生产主要采用铁精矿、铁渣、金红石等含铁物 质为铁源，侣、儀、碳等为还原剂，同时采用石灰、蛋石等作为造渣剂，部分发明还采用氯酸 钟为点火剂，运些方法虽然都可W成功生产出不同铁含量的铁铁合金，但是方法存在反应 剧烈、反应时间短、生产周期长、合金成分波动大、杂质含量高等缺点，极大影响铁合金钢种 的成分精度控制。比如：W上方法生产出的不同铁含量合金存在状态不一，低铁含量的铁铁 合金易粉化，高铁含量的铁铁合金硬度大难破碎，运就造成采用低铁含量合金进行合金化 时加入量控制难度大。现有方法生产出的铁铁在成分上波动较大，同时含有的杂质元素含 量高，因此国标对铁铁成分的要求较为宽泛（国标中铁铁的化学成分见表1)，娃、儘、侣等含 量均可W在1 %及W上，憐、硫含量较高，高牌号的铁铁还存在氧、氮含量高等问题（如 化Ti70的氮含量高达0.80%、氧含量在5.00% W上），运些都极大影响铁合金化过程中钢水 成分的精确控制和有害元素的控制。
[0006] 表1国标中铁铁合金的化学成分
【发明内容】
[000引本发明解决的技术问题是提供高品质铁铁的生产方法，采用本发明的方法不仅可 W生产出不同铁含量要求的铁铁系列产品，而且产品中杂质及有害元素含量低、铁铁成品 品质局。
[0009] 本发明高品质铁铁的生产方法，包括如下步骤：
[0010] a、在真空或惰性气体氛围中进行铁源的烙清，烙清后升溫到1690°C W上，得到铁 液;所述铁源的铁含量含99.5% ;
[0011] b、在真空或惰性气体氛围中进行铁源的烙清，烙清后升溫到1650°C W上;所述铁 源中的碳、娃、儘、憐、硫、侣、饥、铁元素含量的总和<1% ;
[0012] C、在真空条件下或惰性气体氛围中将a步骤的铁液和b步骤烙清并升溫后的铁源 进行对冲混匀到红热合金液包中，并在包底喷吹氣气，供氣强度为0.25~1.0m^(min ? t)， 吹氣时间为3~15min;得到铁铁合金液；
[0013] d、在真空条件下或惰性气体氛围中将铁铁合金液进行诱铸，待合金降溫到100°C 及其W下后，将铁铁合金进行破碎包装，得到铁铁合金。
[0014] 优选的，所述铁源为等外海绵铁、铁屑、铁合金屑、铁创花、铁合金创花中的至少一 种;所述铁源为纯铁粉、铁块或铁水。
[001引作为优选方案，a步骤升溫到1690~1700。(：，6步骤将铁水升溫到1650~1700。(：。
[0016] 进一步的，优选a步骤中，采用相蜗炉或电阻炉进行铁源的烙清;b步骤中，采用感 应炉、相蜗炉或电阻炉进行铁源的烙清。
[0017] 优选的，C步骤中，在铁铁合金中进入其他合金成分，用W得到含其他合金成分的 铁铁合金，所述其他合金成分为铭、妮、儀中的至少一种。
[0018] 其中，惰性气体优选为氮气、氛气、氣气、氯气、氣气或氮气。
[0019] 作为优选方案，所