CN109852761A

CN109852761A - 一种工业纯铁的生产方法

Info

Publication number: CN109852761A
Application number: CN201910173477.2A
Authority: CN
Inventors: 谌智勇; 翁举; 杨乐; 刘南; 高博; 高勇; 倪磊
Original assignee: Baotou Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Baotou Iron and Steel Group Co Ltd
Priority date: 2019-03-07
Filing date: 2019-03-07
Publication date: 2019-06-07

Abstract

本发明涉及钢铁材料领域，特别涉及一种工业纯铁的生产方法，该方法具体包括以下步骤：KR铁水预处理，BOF顶底复吹氧气转炉冶炼，LF炉外精炼，VD炉精炼脱碳脱氧。该方法实施可靠，可以通过本方法实现工业纯铁的批量化生产，绿色环保，实施中无产生尘毒危害。

Description

一种工业纯铁的生产方法

技术领域

本发明涉及钢铁材料领域，特别涉及一种工业纯铁的生产方法。

背景技术

纯铁是一种含碳量很低的铁合金，具有矫顽力低、导热和电磁性能良好、质地柔软、韧性大等优良性能。目前已实现工业化生产和应用的纯铁又称为工业纯铁，纯度为99.6％～99.8％。我国工业纯铁的市场需求量较大，部分需依赖进口，效益良好。

目前国内外有很多企业生产工业纯铁，主要的生产工艺包括：铁溶液电解法即以待提纯的铁作为阳极将铁的盐溶液作为电解液另一种纯金属作为阴极进行电解在阴极上就可以得到相当纯的铁。其缺点是成本高价格昂贵，同时其电解液的排放带来大量的环境污染。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种工业纯铁的生产方法。

本发明提供一种工业纯铁的生产方法，其包括以下步骤：

KR铁水预处理，其包括：前扒渣，扒除全部铁水所带的高炉渣；第一次脱硫处理，目标S≤0.010wt％；中扒渣；第二次脱硫处理，目标S≤0.005wt％；后扒渣，入炉前铁水包内残余的渣量小于3kg/吨铁水；

BOF顶底复吹氧气转炉冶炼：采用全铁双渣冶炼，控制一倒温度为1340～1420℃，钢水中P≤0.055wt％；转炉终点控制：P≤0.010wt％，C≤0.03wt％，温度1640～1660℃；出钢前定氧，根据定氧值，使用铝铁脱氧，氧值控制在500-600ppm；

LF炉外精炼：精炼初期保持钢中的O含量在550±50ppm，仅使用石灰造渣，总加入量为6Kg/吨钢水；精炼过程中每间隔5～10min使用定氧仪定氧，目标氧含量控制在400±50ppm，依据定氧值加入铝铁脱氧；离位的目标要求：钢水中O含量在350～450ppm之间，控制温度在1680-1700℃；

VD炉精炼脱碳脱氧：VD就位后定氧，如果定氧值大于600ppm，使用铝粒脱氧；VD抽气操作，控制真空度小于80Pa的时间为13min以上；VD破空后定氧、测温、取样，并加入铝粒脱氧、脱硫，控制钢水中Al含量为0.020～0.045wt％。

进一步地，所述KR铁水预处理中，预处理前铁水中P％≤0.130wt％，S％≤0.060wt％，铁水温度≥1320℃。

进一步地，所述转炉和精炼的过程中，铝铁加入量的计算为：每降低100ppm氧，加入铝铁0.28Kg/吨钢水。

进一步地，所述铝铁中：Al含量为50～55wt％，C含量≤0.08wt％，P含量≤0.03wt％，S含量≤0.03wt％，铝铁粒度20～50mm。

进一步地，所述精炼过程中，石灰的加入方式为：总加入量6Kg/吨钢水，第一批加入2kg/吨钢水的石灰，之后分批均匀加入，每批加入量50～70kg；所述石灰中CaO≥85wt％，SiO₂≤10wt％，P、S≤0.05wt％，粒度10mm～50mm之间。

进一步地，在VD炉精炼脱碳脱氧后还包括如下步骤：喂铁钙线，软吹≥10min，上铸机浇注。

相对于现有技术，本发明提供的工业纯铁的生产方法具有以下优点：

1)、本方法实施可靠，可以通过本方法实现工业纯铁的批量化生产；

2)、本方法对关键的技术要求进行了量化，因此易推广实施，并能保证实施效果；

3)、本方法绿色环保，实施中无产生尘毒危害。

具体实施方式

本发明公开了一种工业纯铁的生产方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

本发明提供一种工业纯铁的生产方法，其包括以下步骤：

KR铁水预处理，其包括：前扒渣，扒除全部铁水所带的高炉渣；第一次脱硫处理，目标S≤0.010wt％；中扒渣；第二次脱硫处理，目标S≤0.005wt％；后扒渣，入炉前铁水包内残余的渣量小于3kg/吨铁水；作为本发明的优选方案，预处理前铁水中P％≤0.130wt％，S％≤0.060wt％，铁水温度≥1320℃。

BOF顶底复吹氧气转炉冶炼：采用全铁双渣冶炼，即不配加废钢及其他含铁冷料，控制一倒温度为1340～1420℃，钢水中P≤0.055wt％；转炉终点控制：P≤0.010wt％，C≤0.03wt％，温度1640～1660℃；出钢前定氧，根据定氧值，使用铝铁脱氧，氧值控制在500-600ppm；

LF炉外精炼：精炼初期保持钢中的O含量在550±50ppm，仅使用石灰造渣，不使用其他助熔剂，石灰总加入量为6Kg/吨钢水；精炼过程中每间隔5～10min使用定氧仪定氧，目标氧含量控制在400±50ppm，依据定氧值加入铝铁脱氧；离位的目标要求：钢水中O含量在350～450ppm之间，控制温度在1680-1700℃；此步骤中石灰的加入方式优选为：总加入量6Kg/吨钢水，第一批加入2kg/吨钢水的石灰，之后分批均匀加入，每批加入量50～70kg；所述石灰中CaO≥85wt％，SiO2≤10wt％，P、S≤0.05wt％，粒度10mm～50mm之间；

VD炉精炼脱碳脱氧：VD就位后定氧，如果定氧值大于600ppm，使用铝粒脱氧；VD抽气操作，控制真空度小于80Pa的时间为13min以上，优选地随时观察溢渣情况，在保证不溢渣的前提下，氩气流量控制在300NL/min以上；VD破空后定氧、测温、取样，并加入铝粒脱氧、脱硫，控制钢水中Al含量为0.020～0.045wt％。作为优选方案，铝粒加入量计算公式：每降低100ppm氧，加入铝粒0.15Kg/吨钢水，按照此方式脱氧，铝的有效使用率为75％。

其后便可进行喂铁钙线，软吹≥10min，上铸机浇注。

优选地上述转炉和精炼的过程中，铝铁加入量的计算为：每降低100ppm氧，加入铝铁0.28Kg/吨钢水。进一步地，所述铝铁中：Al含量为50～55wt％，C含量≤0.08wt％，P含量≤0.03wt％，S含量≤0.03wt％，铝铁粒度20～50mm。采用该方法，铝的有效使用率为80％。

本发明提供的工业纯铁的生产方法中KR铁水预处理采用“三扒两脱”处理，严格控制冶炼前铁水中P和S的含量，转炉冶炼过程中采用全铁双渣冶炼严格控制重点O的含量，精炼过程中也是严格控制O含量，均为后续的精炼VD脱碳脱氧提供良好条件，

3)、本方法绿色环保，实施中无产生尘毒危害。

下面结合实施例，进一步阐述本发明：

实施例

在150吨转炉生产5炉工业纯铁，工业纯铁成分列于表1：

表1工业纯铁化学成分 (％)

C

Si

Mn

P

S

Cr

Ni

Al

Cu

Ti

O

≤0.010

≤0.06

≤0.10

≤0.016

≤0.010

≤0.020

≤0.100

≤0.050

≤0.030

生产工艺路线为：KR铁水预处理脱硫—BOF顶底复吹转炉—LF精炼—VD精炼—280×380mm大方坯连铸。其中：

1)转炉铁水全部经KR铁水预处理三脱两扒，入炉前成分及温度控制情况见表2：经过KR处理后S％全部控制在0.005％以内。

表2 KR铁水预处理入炉前成分及温度

	Si％	Mn％	P％	S％	温度(℃)
						范围	0.34～0.68	0.49～0.67	0.125～0.134	0.003～0.005	1321～1337
平均值	0.514	0.526	0.127	0.0042	1327

2)转炉冶炼采用双渣工艺，一倒控制情况见表3：

表3转炉冶炼一倒控制情况

拉碳后点吹1次，总供氧时间为15～19min，总氧累7000～7500m3，冶炼周期为45-55min，终点控制见表4：

表4转炉重点控制工艺参数

3)其后，转炉出钢过程中，钢包内强氩气搅拌，底吹供气量为200NL/min，并随着出钢过程由大到小。

4)其后，LF炉精炼过程控制的主要参数如表5。LF过程中连续进行了5～6次的定氧，氧值在450～650ppm之间波动，均按照每降低100ppm氧，加入铝粒0.15Kg/吨钢进行脱氧，始终保持目标氧值为400ppm。LF过程中分批次加入白灰，每次基本控制在50kg，一方面保持炉渣碱度，另一方面起到防止溢渣的作用。

表5 LF炉精炼过程中工艺参数

5)其后，VD炉过程控制的主要参数如表6：VD真空操作主要降低钢中C％含量，通过实践可得到：在保持钢中350～550ppm自由氧的前提下，深真空13min以上可以保证将[O]％降低到0.01％以下。

表6 VD炉过程中工艺参数

VD破空后主要通过采用Al粒脱氧脱硫，加铝粒操作会产生大量的高温，因此投入铝粒前通常关闭氩气，快速投入后，盖上VD盖后缓慢开启氩气搅拌，提升氩气流量，进行深搅拌脱硫。之后按照通常的铝镇静钢的钙处理方法进行处理。

6)其后上铸机浇注，浇注过程平稳无液位波动，成品成分见表7：

由上述内容可知，按照本发明所生产的5炉钢成品成分全部满足要求，并且质量稳定，能够实现工业纯铁的批量化生产。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种工业纯铁的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的工业纯铁的生产方法，其特征在于，所述KR铁水预处理中，预处理前铁水中P％≤0.130wt％，S％≤0.060wt％，铁水温度≥1320℃。

3.根据权利要求1所述的工业纯铁的生产方法，其特征在于，所述转炉和精炼的过程中，铝铁加入量的计算为：每降低100ppm氧，加入铝铁0.28Kg/吨钢水。

4.根据权利要求3所述的工业纯铁的生产方法，其特征在于，所述铝铁中：Al含量为50～55wt％，C含量≤0.08wt％，P含量≤0.03wt％，S含量≤0.03wt％，铝铁粒度20～50mm。

5.根据权利要求1所述的工业纯铁的生产方法，其特征在于，所述精炼过程中，石灰的加入方式为：总加入量6Kg/吨钢水，其中第一批加入2kg/吨钢水的石灰，之后分批均匀加入；所述石灰中CaO≥85wt％，SiO₂≤10wt％，P、S≤0.05wt％，粒度10mm～50mm之间。

6.根据权利要求1所述的工业纯铁的生产方法，其特征在于，在VD炉精炼脱碳脱氧后还包括如下步骤：喂铁钙线，软吹≥10min，上铸机浇注。