CN101993974B

CN101993974B - 一种极低气体含量纯铁的生产方法

Info

Publication number: CN101993974B
Application number: CN 200910013131
Authority: CN
Inventors: 李德刚; 赵刚; 任子平; 廖相巍; 万雪峰; 贾吉祥; 曹东; 孟劲松; 温铁光; 修国涛; 王鹏; 毛志勇
Original assignee: Angang Steel Co Ltd
Current assignee: Angang Steel Co Ltd
Priority date: 2009-08-10
Filing date: 2009-08-10
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2029-08-10
Also published as: CN101993974A

Abstract

本发明极低气体含量纯铁的生产方法：①铁水预脱硫，将硫含量控制在0.003％～0.015％；②转炉冶炼：采用“双渣法”冶炼工艺，脱磷前期底吹气体采用氮气和氩气混合气体，脱磷后期底吹气体改用氩气，吹炼终点C＜0.03％，P＜0.008％；采用挡渣出钢和铝粒脱氧，出钢后挂罐温度＞1635℃；③扒渣；④RH深脱碳：进站温度＞1615℃，出站温度＞1645℃，冶炼结束C＜0.002％，Als：0.020～0.035％；⑤LF深脱硫：进站前加入深脱硫剂，然后吹氩搅拌，进站后，加入造渣剂，造渣后进行大氩量搅拌，冶炼结束C＜0.0025％，S＜0.0015％，Als＜0.010％，出站温度：1600～1605℃；⑥板坯连铸。采用本发明生产的纯铁的纯度高达99.9％以上，气体含量T[O]+[N]+[H]≤0.0045％。

Description

一种极低气体含量纯铁的生产方法

技术领域

本发明属于炼钢技术领域，特别涉及一种大规模生产低气体含量纯铁的技术。

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铁的纯度要求也越来越高，同时对其气体含量的要求也越来越高。

目前我国采用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，实物气体含量较高，只能用于制造普通的零部件，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。

名称为“一种超低碳高纯度工业纯铁及其制造方法”的中国专利(200710044143.2)是采用电弧炉和AOD冶炼生产超低碳高纯度工业纯铁。由于电弧炉冶炼过程是增氮的过程，AOD冶炼过程采用氩气和氮气混合气体冶炼，也是增氮的过程，因此，最终气体含量很高，尤其是氮含量。名称为“以废钢作原料冶炼原料纯铁的工艺”的中国专利(200710023829.3)和名称为“低氧、低氢、低氮VOD精炼高纯度纯铁方法”的中国专利(200810196539.3)是采用VOD精炼生产纯铁，是以废钢作原料冶炼原料纯铁的生产工艺，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，普及生产受到限制，且没有明确钢中的气体含量范围，实施效果不明确。

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方法所存在的不足，提供一种采用转炉+炉外精炼工艺生产极低气体含量高纯度纯铁的大规模生产方法。

本发明是这样实现的，本发明极低气体含量纯铁的生产工艺为：铁水预脱硫→转炉冶炼→扒渣→RH深脱碳→LF深脱硫→板坯连铸。本发明工艺要点如下：

1)铁水预脱硫：采用复合喷粉脱硫工艺，使用CaO粉和钝化金属Mg粉复合喷吹技术，喷出载气即便使用氮气也不会影响最终产品的含氮量。转炉入炉铁水的硫含量应控制在0.003％～0.015％。

2)转炉冶炼：转炉加入废钢要求低硅、低锰、Cr+Ni+Cu＜0.02％，并且要求干燥；转炉冶炼采用“双渣法”工艺，脱磷期底吹气体采用氮气和氩气混合气体，脱磷期加入28～32kg/t高效活性冶金石灰、4～6kg/t氧化铁皮和1.5～2kg/t铁矾土，脱磷结束放出脱磷渣，然后用18～20kg/t高效活性冶金石灰和1～1.5kg/t铁矾土重新造渣，脱磷后期底吹气体改用氩气，吹炼终点要求C＜0.03％，P＜0.008％。转炉采用挡渣方式出钢，出钢脱氧采用铝粒脱氧，不采用硅锰复合脱氧剂脱氧，以避免增加钢中硅和锰的含量，出钢后加入2.0～2.4kg/t小颗粒高效活性冶金石灰。出钢后挂罐温度＞1635℃。

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℃，定氧后抽真空冶炼，要求真空度在100Pa以下，氩气流量在2000～2500NL/min，脱碳过程根据氧值情况配加脱氧铝，冶炼结束要求C＜0.002％，Als：0.020～0.035％。出站温度控制在＞1645℃，以防止脱硫后钢液温度过低。

5)LF深脱硫：LF进站前，进站前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。然后进行吹氩搅拌，使深脱硫剂完全熔化，氩气流量为800NL/nmin。进入LF后，加入造渣剂，并开始大氩气流量搅拌，所述的造渣剂为2.5～3.5kg/t高效活性冶金石灰和0.8～1.0kg/t铝粒，吹氩量为1600～1700NL/min，搅拌时间为15～20min。在此过程中应避免使用电极加热，防止钢液增碳和增氮，需要升温时可采用化学热升温。冶炼结束要求C＜0.0025％，S＜0.0015％，Als＜0.010％。出站温度控制在1600～1605℃，搬出后加入覆盖剂保温。

6)连铸：采用全保护浇注的方式进行连铸，以防钢液氧化和增氮。

本发明要求上述所有加入的高效活性冶金石灰中的CaO＞90％，氧化铁皮中的TFe＞55％，铁矾土中的TFe＞35％，铝粒中的活性铝大于95％。本发明各工艺过程中所加入的造渣材料必须干燥，渣料中水分应小于0.5％，以防止钢液增氢。

采用本发明技术方案生产的工业纯铁，其纯度能高达99.9％以上，气体含量T[O]+[N]+[H]≤0.0045％，T[O]≤0.0022％，[N]≤0.0018％，[H]≤0.0005％。

具体实施方式

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

本发明实施例下面工位采用如下控制：铁水预处理可采用CaO粉和钝化金属Mg粉复合喷吹，其喷入量根据初始硫含量来确定，应保证转炉入炉铁水硫含量在0.015％～0.003％，喷吹载气可使用氮气。转炉加入的废钢要求干燥，转炉出钢后应扒除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。LF进站前需加入进站前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4kg/t。然后进行氩气流量为800NL/min搅拌，使深脱硫剂完全熔化。LF搬出时加入覆盖剂保温。连铸采用全保护浇注方式进行。各工艺过程所加入的造渣材料必须干燥，以防止钢液增氢，渣料中水分应小于0.5％。

Claims

1.一种极低气体含量纯铁的生产方法，其特征在于包括下列步骤：①铁水预脱硫，将硫含量控制在0.003%～0.015%；②转炉冶炼：采用“双渣法”冶炼工艺，脱磷前期底吹气体采用氮气和氩气混合气体，脱磷后期底吹气体改用氩气，吹炼终点C＜0.03%，P＜0.008%；脱磷期加入28～32kg/t高效活性冶金石灰，4～6kg/t氧化铁皮，1.5～2kg/t铁矾土，脱磷结束放出脱磷渣，然后用18～20kg/t高效活性冶金石灰和1～1.5kg/t铁矾土重新造渣，所述的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%采用挡渣出钢和铝粒脱氧，出钢后挂罐温度＞1635℃；③扒渣；④RH深脱碳：进站温度＞1615℃，出站温度＞1645℃，冶炼结束C＜0.002%，Als：0.020～0.035%；⑤LF深脱硫：进站前加入深脱硫剂，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，然后吹氩搅拌，进站后，加入造渣剂，造渣剂为2.5～3.5kg/t高效活性冶金石灰和0.8～1.0kg/t铝粒，所述铝粒中的活性铝大于95%；所述大氩量搅拌的吹氩量为1600～1700NL/min，搅拌时间为15～20min，造渣结束进行大氩量搅拌，冶炼结束C＜0.0025%，S＜0.0015%，Als＜0.010%，出站温度：1600～1605℃；⑥板坯连铸。

2.根据权利要求1所述纯铁的生产方法，其特征在于所述的铁水预脱硫采用CaO粉和钝化金属Mg粉复合喷吹工艺。

3.根据权利要求1所述纯铁的生产方法，其特征在于在所述转炉冶炼期间所加入的废钢要求低硅、低锰、Cr+Ni+Cu＜0.02%，并且干燥。

4.根据权利要求1所述纯铁的生产方法，其特征在于所述扒渣时，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, 高效活性冶金石灰中活性氧化钙大于90%。

5.根据权利要求1所述纯铁的生产方法，其特征在于在所述RH深脱碳期间，定氧后抽真空冶炼，真空度在100Pa以下，氩气流量在2000～2500NL/min，并根据氧值情况配加脱氧铝。

6.根据权利要求1所述纯铁的生产方法，其特征在于在所述LF深脱硫时采用化学热升温。