一种生产高纯度纯铁的方法
【专利摘要】本发明涉及一种生产高纯度纯铁的方法，按以下步骤进行：用铁氧化物通过直接还原系统分层控制还原制取海绵铁；将其加入中频或工频感应炉中进行熔炼，分批加入复合造渣剂；熔化扒渣后加复合造渣剂并通过中频或工频感应炉底部透气砖底吹氩氧混合气体,待钢液温度达到1620℃～1650℃时停止吹混合气体，钢液镇静25～35min扒渣，然后向钢液中刺铝1～2min，同时通过感应炉底部透气砖底吹氩气，继续升温至1640～1680℃停止吹氩，钢液镇静15min后进行水平连铸或底浇注，得到铁大于99.9％低杂质纯铁，其中二十余种元素含量都均小于0.01％，同时还可通过真空精炼或电渣重熔生产更高纯度的纯铁。本发明的方法流程短，设备简单，投资省。
【专利说明】一种生产高纯度纯铁的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种生产高纯度纯铁的方法，主要是采用直接还原技术和熔分技术在 非真空或真空条件下通过改型的中频/工频炉及水平连铸及底浇注、电渣重熔等生产高纯 度纯铁及超高纯铁，属于冶金【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 含碳量低于0. 04%的铁碳合金称为低碳钢或无碳钢，也称工业纯铁，具有矫顽力 低、导热和电磁性能好等优良物理性能。主要包括电磁纯铁和原料纯铁：电磁纯铁是功能 性软磁材料，要求电磁性能优良，主要用于电器、电讯、仪表和国防尖端工业制做电磁元件、 电磁铁芯等。原料纯铁是一种要求纯净度较高的工业纯金属，是精密合金、非晶态合金（如 SiFeB等）、硬磁材料、超低碳不锈钢、高速钢以及粉末冶金的主要原料。
[0003] 近年来，随着生产设备的不断改进以及通讯、音像、电机工程、自动化设备、汽车、 磁分离及生物工程等领域高新技术产业的发展，国内外原料纯铁正向超纯化以及适合磁性 材料，特殊钢用途的方向发展。有关资料表明，以铁为基体的硬磁材料中纯铁平均占配料的 60%?70%，因此，硬磁材料的快速发展给原料纯铁带来了广阔的市场发展空间，据资料显 示，我国硬磁材料的发展每年以30%?40%的速度增长；非晶态合金是电子类产品的配套 产品，其生产工艺简单、能耗少且效率高，就电力行业基础材料的发展趋势而言，非晶态合 金产品有着良好的发展前景。
[0004] 国内外一些厂家高纯铁成份如表1,高纯铁产品气体、夹杂物和微量元素含量如表 2,美国高纯铁化学成分如表3:
[0005] 表1/% (不大于）：
[0006]
【权利要求】
1. 一种生产高纯度纯铁的方法，其特征在于按以下步骤进行： 步骤一、选用含铁氧化物原料，通过直接还原系统进行分层控制还原，制取海绵铁； 步骤二、再将海绵铁加入中频或工频感应炉中进行熔炼，熔化时分批加入复合造渣 剂； 步骤三、熔化扒渣后对钢液进行深度精处理，加复合造渣剂并通过中频或工频感应炉 底部透气砖底吹氩氧混合气体，待钢液温度达到1620°c?1650时1：停止吹混合气体，钢液 镇静25?35min扒渣，扒渣后向钢液中刺铝1?2min，同时通过中频或工频感应炉底部透 气砖底吹氩气，继续升温至1640?1680°C停止吹氩； 步骤四、钢液镇静15min后进行水平连铸或底浇注，得到铁大于99. 9%低杂质纯铁，其 中 C、51、]^、？、5、0、附、]\1〇、六1、(：11、(：〇、11、恥、￥、1、？13、8、六8、〇6、1^二十余种元素含量 都均小于0.01 %。
2. 根据权利要求1所述的一种生产高纯度纯铁的方法，其特征在于：在步骤三中，对净 化钢液精炼过程中根据产品要求进行真空精炼。
3. 根据权利要求1或2所述的一种生产高纯度纯铁的方法，其特征在于还包括：步骤 五、对步骤四所制得的高纯度纯铁再进行电渣重熔处理生产更高纯度的纯铁。
4. 根据权利要求1或2所述的一种生产高纯度纯铁的方法，其特征在于：所述的含铁 氧化物原料中Ni、Cu、Zn均彡0· 01%，C、S、P也均彡0· 015%。
5. 根据权利要求1或2所述的一种生产高纯度纯铁的方法，其特征在于：步骤一中直 接还原温度控制在850?1180°C。
6. 根据权利要求1或2所述的一种生产高纯度纯铁的方法，其特征在于：步骤一中同 时控制海绵铁的金属化率为85?95%。
7. 根据权利要求1或2所述的一种生产高纯度纯铁的方法，其特征在于：所述的复合 造渣剂各组成成分按质量百分比计，石灰50?60 %，白云石20?30 %，含铁氧化物10 %? 15%，萤石5%?10%，钠盐0%?5%。
8. 根据权利要求1或2所述的一种生产高纯度纯铁的方法，其特征在于：步骤三中采 用的氩氧混合气体，其中氩气和氧气质量比为0.25?0.75 : 1，底吹透气砖采用多台阶结 构。
9. 根据权利要求1或2所述的一种生产高纯度纯铁的方法，其特征在于：步骤四中水 平连铸或底浇注时钢液温度控制在1580°C?1680°C。
10. 根据权利要求1或2所述的一种生产高纯度纯铁的方法，其特征在于：所述中频或 工频感应炉的炉衬采用双层炉衬，内炉衬采用电熔镁砂或铬镁材质制成。
【文档编号】B22D11/045GK104141024SQ201410341008
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年7月17日 优先权日:2014年7月17日
【发明者】李森蓉, 李雄 申请人:武汉桂坤科技有限公司