专利名称：用海绵铁冶炼纯铁的工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用海绵铁冶炼纯铁的工艺，属于钢铁冶金领域。二、 背景技术纯铁是含碳量极低的一种铁(C《0.025M)。它主要用作为生产钕铁硼磁性材料、电工硅钢 片、高温合金和不锈钢等要求含碳量极低的含铁的或铁基产品的原材料。目前，我国纯铁的 生产主要集中在太原钢铁公司、武汉钢铁公司和上海宝山钢铁公司等国有大中型钢铁企业。 据2007年初步统计全国全年纯铁的产量约100万吨。早期纯铁的生产是以废钢为原料，在电弧炉中通过熔化、吹氧脱碳、脱硅、脱锰、脱磷 最后脱硫等工艺过程而制得。近年来，随着炼钢炉外精炼技术的蓬勃发展，纯铁的生产工艺 技术在借鉴炼钢炉外精炼技术的基础上也相应地有了长足的进展。目前现代化的纯铁生产工 艺技术为电弧炉熔化废钢原料一精炼炉中完成脱碳、脱硅、脱锰、脱磷和脱硫一连铸机 中制坯一轧钢机中轧制成材。与传统生产工艺技术相比，现代纯铁的生产工艺技术使得纯铁 的生产效率有了显著的提高，然而，在生产成本、产品质量，特别是在环境污染等方面实际上 并没有发生明显的改善。海绵铁又称为直接还原铁，是以铁精矿粉为原料通过采用直接还原技术而制得的一种以 铁为主的并且含有少量脉石杂质的混合物。海绵铁密度低、呈多孔状，故称其为海绵铁。由 于海绵铁的原料为铁精矿粉，不含其它合金元素，因此，海绵铁具有生产成本低、能耗少、 含三残五害元素(三残指Ni、 Cr、 Cu残留元素；五害指Sn、 Pb、 As、 Sb、 Bi有害元素)低等 优点。海绵铁目前主要做为炼钢用原材料，可代替废钢从而部分缓解废钢不足的矛盾。合理 使用海绵铁不但可以优化钢水质量，而且可以提高下游钢材的加工性能，为生产多品种高强 度低合金钢提供了原料保证。三、 发明内容本发明的目的在于提供一种可提取出海绵铁中被直接还原出的铁，改变了熔融铁液的化 学成分，去除了海绵铁中的脉石杂质，从而冶炼出高品质的纯铁的用海绵铁冶炼纯铁的工艺。技术解决方案工艺步骤如下(1) 选取海绵铁原料密度》3.5g/cm',即为高密度海绵铁；(2) 采用中频感应电炉，炉衬用镁砂或A1A打结；(3)采用造氧化渣和还原渣双渣工艺熔炼，造氧化渣的材料为氧化铁皮和石灰(比例1:10)或铁精矿粉和石灰(比例1:20)或氧气和石灰；造还原渣的材料为铝粉和石灰或铝块和 石灰(比例1:5);(4) 按重量百分比计，氧化渣量占海绵铁总重量的5-40%;还原渣量占海绵铁总重暈的5-15%;(5) 先将占总氧化渣量为5-10%的氧化渣料放入中频感应电炉，然后加入占海绵铁总量为 20-50%的海绵铁，当海绵铁溶化后，随着温度的升高，逐步加入余卜的海绵铁和余下的氧化 渣；(6) 当海绵铁和氧化渣料全部加完，继续熔炼20-30分钟后扒除氧化渣，逐步加入还原渣 材料造还原渣；(7) 升高熔池温度，达到浇注温度1580°C -1640°C;(8) 铸造成型。 造渣材料为干燥的氧化铁皮。 石灰为经过煅烧处理的熟石灰。 单块海绵铁原料的重量《10公斤。本发明是以海绵铁为原料，通过高温冶炼的手段提取出海绵铁中被直接还原出的铁，通 过造渣等工艺环节改变熔融铁液的化学成分和除去海绵铁中的脉石等杂质，从向制备出品质 优异的纯铁。本发明生产的纯铁化学成分达到和超过了纯铁国家标准GB9971-88， C《0. 0l%wt ， Si《0. 01%wt， Mn《0. 01%wt， P《0.02%wt， S《0. 02%wt，
《50ppm， Sn + Pb + As + Sb + Bi + Cu + Ni + Cr《0. 15%wt，完全可以用作为生产钕铁硼磁性材料、电工硅钢片、高温合金和 不锈钢等产品的原材料。四
附图为本发明流程图。五、 具体实施力'式 实施例1在屮频感应电炉的坩锅内首先加入总渣量5%的由氧化铁皮和石灰组成的氧化渣，然后， 加入高密度海绵铁填满柑锅。通电，当温度升至1550°C以上时，坩锅底部的海绵铁开始熔化， 当温度升至1650°C以上时，坩锅底生成金属熔池后，用钢钎捅料让上层海绵铁逐渐进入熔池 熔化；在此之后不断地添加海绵铁和氧化渣料。当海绵铁和氧化渣料加入完毕后，再熔炼20-30分钟，彻底扒除氧化渣，并取样分析化验。如果P、 C、 Si、 Mn成份合格，则加入还原渣材料 造渣脱硫；否则，继续补加氧化渣料并取样分析化验直至P、 C、 Si、 Mn化学成分符合要求 为止。待还原渣逐歩加入完毕后，取样分析化验S，如果S成份合格，则升高温度准备出铁， 否则，继续补加还原渣料并取样分析化验直至S符合要求为止。当铁水温度达到1550° C -1680 °C时,出铁浇注。待铸件冷却到室温后，从砂型中翻出铸件，割掉水口，并用滚桶清理掉铸 件表面的粘砂和涂料就可以制成合格的高品质纯铁原料。 实施例2
在中频感应电炉的坩锅内首先加入总渣量10%的由铁精矿粉和石灰组成的氧化渣，然后， 加入高密度海绵铁填满柑锅。通电，当温度升至1550°C以上时，坩锅底部的海绵铁丌始熔化， 当温度升至1650°C以上时，坩锅底生成金属熔池后，用钢钎捅料让上层海绵铁逐渐进入熔池 熔化；在此之后不断地添加海绵铁和氧化渣料。当海绵铁和氧化渣料加入完毕后，再熔炼20-30 分钟，彻底扒除氧化渣，并取样分析化验。如果P、 C、 Si、 Mn成份合格，则加入还原渣材料 造渣脱硫；否则，继续补加氧化渣料并取样分析化验直至P、 C、 Si、 Mn化学成分符合要求为 止。待还原渣逐歩加入完毕后，取样分析化验S，如果S成份合格，则升高温度准备出铁， 否则，继续补加还原渣料并取样分析化验直至S符合要求为止。当铁水温度达到1580QC-1640 °C时，出铁浇注。待铸件冷却到室温后，从砂型中翻出铸件，割掉水口，并用滚桶清理掉铸 件表面的粘砂和涂料就可以制成合格的高品质纯铁原料。
实施例3
在中频感应电炉的坩锅内首先加入总渣量2%的由氧化铁皮和石灰组成的氧化渣，然后， 加入高密度海绵铁填满坩锅。通电，当温度升至1550QC以上时，坩锅底部的海绵铁开始熔化， 当温度升至1650°C以上时，坩锅底生成金属熔池后，用钢钎捅料让上层海绵铁逐渐进入熔池 熔化;在此之后不断地添加海绵铁。当海绵铁全部加入完毕并且熔化后，向金属熔池吹氧20-50 分钟并逐步加入石灰。取样分析化验，如果P、 C、 Si、 Mn成份合格，则彻底扒除炉渣，加入 还原渣材料造还原渣脱硫；否则，继续补加氧化渣料并取样分析化验直至P、 C、 Si、 Mn化学 成分符合要求为止。待还原渣逐步加入完毕后，取样分析化验S，如果S成份合格，则升高 温度准备出铁，否则，继续补加还原渣料并取样分析化验直至S符合要求为止。当铁水温度 达到1580°C -1640。C时，出铁浇注。待铸件冷却到室温后，从砂型中翻出铸件，割掉水口， 并用滚桶清理掉铸件表面的粘砂和涂料就可以制成合格的高品质纯铁原料。
权利要求
1、用海绵铁冶炼纯铁的工艺，其特征在于工艺步骤如下(1)选取海绵铁原料的密度≥3.5g/cm3；(2)采用中频感应电炉熔炼，炉衬用镁砂或Al2O3打结；(3)采用造氧化渣和还原渣双渣工艺熔炼，造氧化渣的材料为氧化铁皮∶石灰＝1∶10或铁精矿粉∶石灰＝1∶20或氧气和石灰；造还原渣的材料为铝粉∶石灰或铝块∶石灰的比例为1∶5；(4)按重量百分比计，氧化渣和还原渣的总渣量各占海绵铁总重量的10-15％；(5)先将占总氧化渣量为5-10％的氧化渣料放入中频感应电炉，然后加入占海绵铁总量为20-50％的海绵铁，当海绵铁溶化后，随着温度的升高，逐步加入余下的海绵铁和余下的氧化渣；(6)当海绵铁和氧化渣料全部加完，继续熔炼20-30分钟后扒除氧化渣，逐步加入还原渣材料造还原渣；(7)升高熔池温度，达到浇注温度1550℃-1680℃；(8)铸造成型。
2、 根据权利要求l所述的用海绵铁冶炼纯铁的工艺，其特征在于造渣材料为干燥的氧 化铁皮、铁精矿粉或氧气。
3、 根据权利要求l所述的用海绵铁冶炼纯铁的工艺，其特征在于石灰为经过煅烧处理的熟石灰。
4、 根据权利要求l所述的用海绵铁冶炼纯铁的工艺，其特征在于单块海绵铁原料的重量《10公斤。
全文摘要
本发明涉及一种用海绵铁冶炼纯铁的工艺，属于钢铁冶金领域。特点是以海绵铁为原料，将占总氧化渣量为5-10％的氧化渣料放入中频感应电炉，然后加入占海绵铁总量为20-50％的海绵铁，当海绵铁溶化后，随着温度的升高，逐步加入余下的海绵铁和余下的氧化渣；当海绵铁和氧化渣料全部加完，继续熔炼20-30分钟后扒除氧化渣，逐步加入还原渣材料造还原渣，浇注温度1550℃-1680℃，铸造成型。本发明冶炼制成的纯铁的化学成分达到和超过了国家纯铁标准GB9971-88，完全可以用作为生产钕铁硼磁性材料、电工硅钢、高温合金和不锈钢等产品的原材料。具有纯铁品质纯净、残留元素和杂质元素含量极低等突出的优点。
文档编号C22B11/00GK101220413SQ20081000502
公开日2008年7月16日 申请日期2008年1月30日 优先权日2008年1月30日
发明者郭长庆 申请人:郭长庆