[發明專利]一種超純鐵制造方法

有效

• 申請號: 202210329217.1
• 申請日: 2022-03-31
• 公開（公告）號: CN114657308B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 黃玉平;廖相巍;趙成林;張維維
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C21C3/00
• 分類號: C21C3/00;C21C7/10;C21C7/072;C21C7/068;C21C7/00;C21C7/06
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所(普通合伙) 21224
• 代理人: 陶新亞

本發明涉及一種超純鐵制造方法，包括：將鋼材爐料裝入真空感應爐的坩堝中加熱熔化，向鋼液中吹入氧氣；2)真空室密閉并抽真空，鋼液溫度≥1750℃，得到純鐵液；3)用氧槍槍頭粘取鋼液面上的熔渣，升起氧槍，使熔渣脫離鋼液；4)保持高溫和高真空度，純鐵液的純度提高到99.97％以上，氧含量控制在0.015％～0.03％；5)向純鐵液中加入鎂鐵合金進行脫氧，純鐵液的純度提高到99.999％以上；6)停止加熱，保持真空度直至純鐵液凝固成為鐵錠；7)破真空后取出鐵錠，即獲得純度為99.99％以上的超純鐵。本發明采用高真空度感應爐即可獲得純度在99.999％以上的超純鐵，制造成本低，提純效率高。

技術領域

本發明涉及鐵提純技術領域，尤其涉及一種超純鐵制造方法。

背景技術

純度在99.990％～99.9999％范圍內的鐵稱為超純鐵，其性能優異，常應用于高精尖產品的制造，價格昂貴(最高可達150萬元/t)。但是，目前鐵提純技術還不能完全滿足實際使用的要求。

公告號為CN101993973B的中國發明專利公開了“一種生產高純度純鐵的方法”，包括①鐵水預脫硫：將轉爐入爐鐵水硫含量控制在0.002％～0.015％；②轉爐冶煉：采用雙渣法脫磷，脫磷結束進行放渣，再換渣，吹煉結束C＜0.03％，P＜0.008％，并采用擋渣出鋼和鋁脫氧，掛罐溫度＞1635℃；③扒渣：扒除95％以上的氧化渣；④RH深脫碳：RH進站溫度＞1615℃，冶煉結束C＜0.002％，Als：0.020～0.035％，出站溫度＞1645℃；⑤LF深脫硫：進LF站前，加入深脫硫劑，氬氣攪拌，進入LF后加入造渣劑，大氬量攪拌，冶煉結束C＜0.0025％，S＜0.0015％，Als＜0.010％，出站溫度1600～1605℃；⑥板坯連鑄。其生產成本低、效率高，生產出的產品純度高達99.9％以上。

公告號為CN108277316B的中國發明專利公開了“一種純鐵的生產方法”，具體如下：生產前準備，事先使用鋼水洗轉爐爐襯、洗RH真空室、洗鋼水罐；采用“雙脫雙扒”工藝對鐵水進行脫硫預處理；將脫硫預處理后的鐵水進行轉爐冶煉，在冶煉過程中進行脫磷處理，造渣材料采用活性石灰、輕燒白云石、螢石和石灰石；將轉爐冶煉后的鋼水進行LF爐冶煉，在冶煉過程中繼續進行脫磷、脫錳處理；將LF爐冶煉后的鐵水進行RH爐冶煉。其在轉爐爐后不具備扒渣設備的情況下可以生產出高級別的超純鐵，通過該方法生產出來的高級別超純鐵其成分可以達到以下標準：C≤0.002％，Si≤0.02％，Mn≤0.04％，P≤0.003％，S≤0.004％，Alt≤0.03％。

上述專利文獻中所涉及的提純方法均能夠獲得純度達99.9％的純鐵，但是其純鐵的純度達不到超純鐵的標準。

發明內容

本發明提供了一種超純鐵制造方法，無需專用設備，采用高真空度感應爐即可獲得純度在99.999％以上的超純鐵，制造成本低，提純效率高。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

一種超純鐵制造方法，包括如下步驟：

1)將低磷低硫低碳的鋼材爐料裝入真空感應爐的坩堝中，通電加熱熔化，然后降下氧槍向鋼液中吹入氧氣，將其中的硅、錳、鉻、鈦、釩、磷元素氧化，生成的二氧化硅、氧化錳、氧化鉻及其他金屬氧化物上浮排除到熔渣中；鋼液中的活性氧含量≥0.080％；

2)將真空室密閉并抽真空，真空度≤10Pa，鋼液溫度≥1750℃；鋼液中的氧與碳發生碳氧反應生成CO氣體排除，鋼液中的碳含量降低到0.0001％以下；同時錳、銅、錫、硫及其它揮發性雜質元素逸出鋼液后被抽出真空室，得到純鐵液；

3)再次下降氧槍，用氧槍槍頭粘取鋼液面上的熔渣，升起氧槍后熔渣隨即脫離純鐵液；

4)保持高溫和高真空度，純鐵液中的雜質元素繼續揮發，純鐵液的純度提高到99.97％以上，氧含量控制在0.015％～0.03％；