CN103397131A

CN103397131A - 一种纯铁冶炼的方法

Info

Publication number: CN103397131A
Application number: CN2013103462421A
Authority: CN
Inventors: 陈泽民; 苗晓; 辛宪诚; 王新宇
Original assignee: Shanxi Taigang Stainless Steel Co Ltd
Current assignee: Shanxi Taigang Stainless Steel Co Ltd
Priority date: 2013-08-11
Filing date: 2013-08-11
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2033-08-11
Also published as: CN103397131B

Abstract

本发明涉及一种纯铁冶炼的方法，它包括下述的步骤：步骤一、铁水脱硅、脱磷处理铁水进行脱硅、脱磷处理；步骤二、铁水脱硫使用喷吹金属镁的方法进行脱硫，之后扒渣；高炉铁水中P≤0.060%，S≤0.050%；步骤三、转炉冶炼冶炼期间造渣脱磷，转炉冶炼终点P≤0.0025%；步骤四、VOD深脱碳 VOD抽真空进行自然脱碳，脱碳结束后加铝粒脱氧，使纯铁游离氧含量[O]_游离≤10ppm；步骤五、VOD深脱硫脱氧结束后加入脱硫剂，循环8～10分钟结束真空，并转运至连铸进行浇铸。发明的纯铁冶炼的方法纯度高、成本低。

Description

一种纯铁冶炼的方法

技术领域

本发明涉及一种纯铁冶炼的方法，具体讲是一种在冶炼过程中脱磷、脱硫的方法。

背景技术

原料纯铁主要用来生产永磁材料、电热合金、精密合金、低碳不锈钢、非晶等特殊金属材料。部分材料要求原料纯铁具有极低的磷、硫含量。目前日本采用电解法生产高纯度原料纯铁，价格极高，而国内生产原料纯铁普遍存在残余元素偏高的问题。国内相近专利技术及其应用效果如下。

专利号200910013128.0中公开了“一种生产高纯度纯铁的方法”，采用的工艺是：铁水预处理脱硫→转炉“双渣法”冶炼脱磷→扒渣→RH深脱碳→LF炉深脱硫。这种工艺在转炉内脱磷，转炉倒渣量对钢水“回磷”影响较大，且倒渣量较难控制，专利公开的产品磷含量只能达到0.008%以下水平。

专利号201210212046.0中公开了“一种原料纯铁用钢的冶炼方法”，该发明采用RH脱硫，成品硫只能达到0.005%以下水平。

专利号200710044143.2中公开了“一种超低碳高纯度工业纯铁及其制造方法”，采用EAF+AOD工艺脱磷、脱硫，其磷含量只能达到0.005%，且脱碳效果较差。

发明内容

为了克服现有纯铁冶炼的方法的上述不足，本发明提供一种纯度高、成本低的纯铁冶炼的方法。

本发明提供了一种超低磷、硫原料纯铁冶炼方法，其化学成分的质量百分比如下：C≤0.003%，P≤0.003%，S≤0.002%，其余为Fe和不可避免的杂质。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案进行解决。

本纯铁冶炼的方法包括下述依次的步骤：

步骤一铁水脱硅、脱磷处理

铁水进入炼钢厂后在预处理工序先进行脱硅、脱磷处理，脱硅的目的是为了有效去除铁水中的磷。主要包括以下操作：

1）扒渣；2）吹氧，在吹氧的同时，加入一定量的脱硅脱磷粉剂；3）当铁水P≤0.01%时扒渣。

步骤二铁水脱硫

使用喷吹金属镁的方法进行脱硫，之后扒渣。

高炉铁水中P≤0.060%，S≤0.050%。

步骤三转炉冶炼

冶炼期间造渣脱磷，造渣料中石灰加入量为20～30kg/吨铁，分3～4批加入，轻烧白云石加入量为17～23kg/吨铁，转炉冶炼终点P≤0.0025%。

步骤四 VOD深脱碳

VOD抽真空进行自然脱碳，脱碳结束后加铝粒脱氧，使纯铁游离氧含量[O]_游离≤10ppm。

步骤五 VOD深脱硫

脱氧结束后加入脱硫剂，循环8～10分钟结束真空，并转运至连铸进行浇铸。

上述的纯铁冶炼的方法，其特征是：步骤一中，吹氧量为10.5～12 Nm³/吨铁。

上述的纯铁冶炼的方法，其特征是：步骤一中脱硅脱磷粉剂，使用量为38～45kg/吨铁，其组分为Fe₂O₃、CaO、CaF₂，对应质量百分含量分别为30%、60%、10%。

上述的纯铁冶炼的方法，其特征是：步骤二铁水脱硫中，金属镁的使用量为0.90～1.5kg/吨铁，供粉速度为5～6kg/分钟。

上述的纯铁冶炼的方法，其特征是：步骤五VOD脱硫剂用量为9～15kg/吨铁，脱硫剂为石灰和萤石的混合物，配比为CaO：CaF₂=3～4：1。

上述的纯铁冶炼的方法，其特征是：步骤五VOD脱硫剂用量为9～15kg/吨铁，脱硫剂为石灰和萤石的混合物，配比为CaO：CaF₂=3：1

本发明有效降低了原料纯铁磷、硫含量，按照本发明提供的技术方案冶炼的纯铁P≤0.003%，S≤0.002%，而且经过铁水“三脱”处理后，转炉渣量减少，有利于提高金属收得率。同时，按照本发明生产原料纯铁工艺简单，成本低。

具体实施方式

下面结合实例详细说明超低磷、硫原料纯铁冶炼方法的具体实施方式，需要注意的是本发明的具体实施方式不局限于下述的实施例。

实施例一

本实施例是在高炉铁水P含量0.059%，S含量0.031%的条件下冶炼纯铁，有效降低纯铁磷、硫含量，具体包括如下步骤：

步骤一铁水脱硅、脱磷处理

铁水进入炼钢厂后在预处理工序先进行脱硅、脱磷处理。主要包括以下操作：1）扒渣；2）吹氧12Nm³/吨铁，同时加入组分为Fe₂O₃：CaO：CaF₂=30%：60%：10%的脱硅脱磷粉剂45 kg/吨铁；3）扒渣，扒渣前铁水P含量0.006%。

步骤二铁水脱硫

使用喷吹金属镁的方法进行脱硫，金属镁使用量1.0kg/吨铁，供粉速度为5kg/分钟，脱硫结束后扒渣。S含量为0.030%。

步骤三转炉冶炼

冶炼期间造渣脱磷，造渣料中石灰加入量为20kg/吨铁，分3批加入，轻烧白云石加入量为21kg/吨铁，转炉冶炼终点P≤0.0025%。

步骤四 VOD深脱碳

VOD抽真空进行自然脱碳，系统真空度达到1×10²Pa后保持8分钟，脱碳结束后加铝粒脱氧，之后定氧，[O]_游离＝6ppm。

步骤五 VOD深脱硫

脱硫剂是石灰和萤石的混合物，配比为CaO：CaF₂=3.5：1，加入量10kg/吨铁，循环10分钟后结束真空。

然后破真空连铸。

实施例二

本实施例是在高炉铁水P含量0.050%，S含量0.051%的条件下冶炼纯铁，有效降低纯铁磷、硫含量，具体包括如下步骤：

步骤一铁水脱硅、脱磷处理

铁水进入炼钢厂后在预处理工序先进行脱硅、脱磷处理。主要包括以下操作：1）扒渣；2）吹氧10.5Nm³/吨铁，同时加入组分为Fe₂O₃：CaO：CaF₂=30%：60%：10%的脱硅脱磷粉剂39 kg/吨铁；3）扒渣，扒渣前铁水P含量0.005%。

步骤二铁水脱硫

使用喷吹金属镁的方法进行脱硫，金属镁使用量1.5kg/吨铁，供粉速度为6kg/分钟，脱硫结束后扒渣。S含量为0.040%。

步骤三转炉冶炼

冶炼期间造渣脱磷，造渣料中石灰加入量为30kg/吨铁，分3批加入，轻烧白云石加入量为17kg/吨铁，转炉冶炼终点P≤0.0021%。

步骤四，VOD深脱碳

VOD抽真空进行自然脱碳，系统真空度达到1×10²Pa后保持11分钟，脱碳结束后加铝粒脱氧，之后定氧，[O]_游离＝4ppm。

步骤五，VOD深脱硫。脱硫剂是石灰和萤石的混合物，配比为CaO：CaF₂=3：1，加入量15kg/吨铁，循环8分钟后结束真空。

然后破真空连铸。

实施例三

本实施是在高炉铁水P含量0.056%，S含量0.045%的条件下冶炼纯铁，有效降低纯铁磷、硫含量，具体包括如下步骤：

步骤一铁水脱硅、脱磷处理

铁水进入炼钢厂后在预处理工序先进行脱硅、脱磷处理。主要包括以下操作：1）扒渣；2）吹氧11.6Nm³/吨铁，同时加入组分为Fe₂O₃：CaO：CaF₂=30%：60%：10%的脱硅脱磷粉剂43 kg/吨铁；3）扒渣，扒渣前铁水P含量0.006%。

步骤二铁水脱硫

使用喷吹金属镁的方法进行脱硫，金属镁使用量1.3kg/吨铁，供粉速度为6kg/分钟，脱硫结束后扒渣。S含量为0.040%。

步骤三转炉冶炼

冶炼期间造渣脱磷，造渣料中石灰加入量为26kg/吨铁，分4批加入，轻烧白云石加入量为23kg/吨铁，转炉冶炼终点P≤0.0022%。

步骤四 VOD深脱碳

VOD抽真空进行自然脱碳，系统真空度达到1×10²Pa后保持10分钟,脱碳结束后加铝粒脱氧，之后定氧，[O]_游离＝9ppm。

步骤五 VOD深脱硫

脱硫剂是石灰和萤石的混合物，配比为CaO：CaF₂=4：1，加入量12kg/吨铁，循环8分钟后结束真空。然后破真空连铸。

以上实例所得到的原料纯铁质量百分含量见表1。

表1（其余为Fe与不可避免的杂质）

	钢种	C%	P%	S%
					实施例一	YT01	0.0025	0.0029	0.0013
实施例二	YT01	0.0020	0.0023	0.0015
					实施例三	YT01	0.0022	0.0025	0.0010

Claims

1.一种纯铁冶炼的方法，它包括下述依次的步骤：

步骤一铁水脱硅、脱磷处理

铁水进入炼钢厂后在预处理工序先进行脱硅、脱磷处理，脱硅的目的是为了有效去除铁水中的磷；主要包括以下操作：

a 扒渣； b 吹氧，在吹氧的同时，加入一定量的脱硅脱磷粉剂；

c 当铁水P≤0.01%时扒渣；

步骤二铁水脱硫

使用喷吹金属镁的方法进行脱硫，之后扒渣；

高炉铁水中P≤0.060%，S≤0.050%；

步骤三转炉冶炼

冶炼期间造渣脱磷，造渣料中石灰加入量为20～30kg/吨铁，分3～4批加入，轻烧白云石加入量为17～23kg/吨铁，转炉冶炼终点P≤0.0025%；

步骤四 VOD深脱碳

VOD抽真空进行自然脱碳，脱碳结束后加铝粒脱氧，使纯铁游离氧含量[O]_游离≤10ppm；

步骤五 VOD深脱硫

2.根据权利要求1所述的纯铁冶炼的方法，其特征是：在步骤一中，吹氧量为10.5～12 Nm³/吨铁。

3.根据权利要求1或2所述的纯铁冶炼的方法，其特征是：步骤一中脱硅脱磷粉剂使用量为38～45kg/吨铁，其组分为Fe₂O₃、CaO、CaF₂，对应质量百分含量分别为30%、60%、10%。

4.根据权利要求1或2所述的纯铁冶炼的方法，其特征是：步骤二铁水脱硫中，金属镁的使用量为0.90～1.5kg/吨铁，供粉速度为5～6kg/分钟。

5.根据权利要求1或2所述的纯铁冶炼的方法，其特征是：步骤五VOD脱硫剂用量为9～15kg/吨铁，脱硫剂为石灰和萤石的混合物，配比为CaO：CaF₂=3～4：1。

6.根据权利要求3所述的纯铁冶炼的方法，其特征是：步骤二铁水脱硫中，金属镁的使用量为0.90～1.5kg/吨铁，供粉速度为5～6kg/分钟。

7.根据权利要求3所述的纯铁冶炼的方法，其特征是：步骤五VOD脱硫剂用量为9～15kg/吨铁，脱硫剂为石灰和萤石的混合物，配比为CaO：CaF₂=3～4：1。

8.根据权利要求4所述的纯铁冶炼的方法，其特征是：步骤五VOD脱硫剂用量为9～15kg/吨铁，脱硫剂为石灰和萤石的混合物，配比为CaO：CaF₂=3～4：1。

9.根据权利要求4所述的纯铁冶炼的方法，其特征是：步骤五VOD脱硫剂用量为9～15kg/吨铁，脱硫剂为石灰和萤石的混合物，配比为CaO：CaF₂=3：1。