[發(fā)明專利]中低碳工業(yè)超純鐵及其生產(chǎn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911037043.6
• 申請(qǐng)日: 2019-10-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110629118A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳鋮川;葉文冰;李源;王洪利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都先進(jìn)金屬材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號(hào): C22C38/02
• 分類號(hào): C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/14;C21C7/06;C21C7/064;C21C7/10;C22C33/04
• 代理公司: 51124 成都虹橋?qū)＠聞?wù)所(普通合伙)
• 代理人: 張小麗

本發(fā)明屬于金屬冶煉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種中低碳工業(yè)超純鐵及其生產(chǎn)方法。該中低碳工業(yè)超純鐵，成分組成如下：C≤0.25wt％，Si≤0.04wt％，Mn≤0.03wt％，S≤0.001wt％，P≤0.0025wt％，Al≤0.005wt％，Ti≤0.003wt％，Ce：0.003～0.01wt％，La：0.002～0.005wt％，Nd和Pr為痕量，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)；制備方法包括以下步驟：依次經(jīng)過(guò)KR鐵水預(yù)脫硫、轉(zhuǎn)爐深脫磷、LF深脫硫、RH深脫氧、連鑄工序。本發(fā)明方法制備得到的鐵純度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬冶煉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種中低碳工業(yè)超純鐵及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

純鐵是生產(chǎn)磁性材料、電熱合金、精密合金和特種金屬材料的重要原料，隨著對(duì)精密合金、磁性元器件的要求越來(lái)越高，尖端高技術(shù)產(chǎn)品對(duì)純度要求也越來(lái)越高。

我國(guó)采用GB9971，GB6983生產(chǎn)原料純鐵和工業(yè)純鐵，一般用轉(zhuǎn)爐或轉(zhuǎn)爐+爐外精煉制造，但是，純度不高，純鐵雜質(zhì)元素高，實(shí)物質(zhì)量純度較低，特別是碳、硫、磷較高，只能用于制造普通的零部件。這些純鐵已經(jīng)不適合制造高端產(chǎn)品，不適合用于生產(chǎn)超低碳高純潔度馬氏體時(shí)效鋼、高強(qiáng)不銹鋼、高級(jí)功能材料(軟磁合金等)用的原材料，更不能用于尖端技術(shù)和高質(zhì)量零部件。

二次硬化鋼是一種含碳的Cr-Ni-Co-Mo系高純凈度鋼種，用于制造飛機(jī)起落架、樑、軸等零部件，該類鋼所用純鐵化學(xué)成分要求(wt％)為C≤0.25，Si≤0.05，Mn≤0.05，S≤0.001，P≤0.003，Al≤0.005，Ti≤0.005。純度仍然是目前二次硬化鋼和馬氏體時(shí)效鋼首先需要解決的問(wèn)題，純鐵中的雜質(zhì)是影響鋼純度的重要原因，雜質(zhì)含量高對(duì)材料的韌性影響很大。尤其是二次硬化鋼其中S和易氧化元素Al、Si、Ti、Mn對(duì)材料的斷裂韌性和沖擊韌性影響很大，在雙真空冶煉時(shí)又很難去除，這就要求純鐵中的這類元素盡可能的低。

目前，日本及美國(guó)采用電解方法制造高純度工業(yè)純鐵，純度可以達(dá)到含鐵量為99.9，但其價(jià)格非常高，用于生產(chǎn)二次硬化鋼、馬氏體時(shí)效鋼、高純度不銹鋼成本高。國(guó)內(nèi)一般采用轉(zhuǎn)爐或電爐+爐外精煉制造，有的經(jīng)AOD或VOD爐制造，但是其純度均不高，特別是硫、磷、鋁含量較高。隨著爐外精煉技術(shù)的進(jìn)步和爐外精煉設(shè)備的大型化、控制的智能化，采用轉(zhuǎn)爐/電爐+爐外精煉手段生產(chǎn)純鐵，可針對(duì)特定使用需求將純鐵分類分級(jí)，同時(shí)將精煉提純工藝進(jìn)一步優(yōu)化。

目前國(guó)內(nèi)在轉(zhuǎn)爐/電爐+爐外精煉提純鐵方面的專利或文章較多，但針對(duì)采用鐵水預(yù)處理+轉(zhuǎn)爐+爐外精煉生產(chǎn)中低碳工業(yè)超純鐵，可用于生產(chǎn)更加優(yōu)質(zhì)的低合金超高強(qiáng)鋼、二次硬化超高強(qiáng)鋼、高級(jí)葉片鋼或低中碳高純度不銹鋼的中低碳工業(yè)超純鐵的制備方法尚屬首例。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)純鐵特定使用需求，提供一種中低碳工業(yè)超純鐵及其生產(chǎn)方法。

本發(fā)明中低碳工業(yè)超純鐵，成分組成如下：C≤0.25wt％，Si≤0.04wt％，Mn≤0.03wt％，S≤0.001wt％，P≤0.0025wt％，Al≤0.005wt％，Ti≤0.003wt％，Ce：0.003～0.01wt％,La：0.002～0.005wt％，Nd和Pr為痕量，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。所述不可避免的雜質(zhì)小于0.001wt％。

本發(fā)明還提供了上述中低碳工業(yè)超純鐵的生產(chǎn)方法。該生產(chǎn)方法包括以下步驟：依次經(jīng)過(guò)KR鐵水預(yù)脫硫、轉(zhuǎn)爐深脫磷、LF深脫硫、RH深脫氧、連鑄工序；其中，KR鐵水預(yù)脫硫工序中，對(duì)S＜0.02％的鐵水進(jìn)行預(yù)脫硫，控制脫硫終點(diǎn)鐵水S＜0.002％；轉(zhuǎn)爐深脫磷工序中，出鋼時(shí)采用碳?jí)K脫氧，碳?jí)K加入量以控制鐵水中碳含量不高于0.20wt％；LF深脫硫工序中，先在還原階段加入碳粉使鐵水中碳含量為0.20～0.25wt％，然后在深脫硫階段，繼續(xù)加入碳粉使鐵水中的碳含量高于0.25wt％，同時(shí)控制堿度為5.0～7.0；RH深脫氧工序中，真空深脫氧循環(huán)末期，加入混合稀土，吹煉至T[O]<15ppm時(shí)為終點(diǎn)。