[发明专利]一种高纯生铁的冶炼工艺

说明书

本发明公开了一种高纯生铁的冶炼工艺，其是喷吹颗粒镁和氧化钙对铁水进行脱硫处理，然后加入由块状生石灰、萤石、氧化铁皮构成的造渣剂在氧气氛围下对脱硫后的铁水进行脱磷处理，最后经过精炼、铸造成型后制成高纯生铁。本发明的冶炼工艺简单、利用普通冶炼原料即可制备铸造用高纯生铁，生产成本低、可规模化生产。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，特别是涉及一种高纯生铁的冶炼工艺。

背景技术

随着国内高速列车、核电、风电、汽车、船舶、化工等行业的快速发展，我国铸造行业也得到急速发展，同时对优质的高纯生铁的需求量日趋增大。纯生铁是一种磷、硫、锰、钛等有害杂质元素含量低，特定微量元素含量很少的高端铸件专用铁，主要用于风电铸件、核电铸件、高速铁路用铸件、有低温冲击韧度和疲劳性能要求的球铁铸件等。

高纯生铁化学成分包括钛、铬、钒、钼、锑、铅、铋、碲、砷、硼、铝等11种元素含量(12种元素质量之和，特级≤0.06％；一级、二级﹥0.06％～0.1％)，具体如表1所示。

表1

目前我国铸造用高纯生铁绝大部分都依赖进口，且国内企业所生产的生产纯度相对较低,且需要Ti、Mn、P、S的含量相对较高，如何利用钢铁行业普通冶炼原料制备高品质的铸造生铁是目前亟待要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供了一种高纯生铁的冶炼工艺。本工艺流程简单，对冶炼原材料没有特殊要求，不需要低磷铁粉、低硫焦炭，采用钢铁行业普通冶炼原料即可实现。本冶炼工艺方法，设备简单，操作方便。

本发明的高纯生铁的冶炼工艺包括以下步骤：

S1、铁水脱硫，对铁水包中的高炉铁水喷吹颗粒镁，然后再喷吹氧化钙粉，一吨铁水中加入所述颗粒镁的重量为0.3-0.6Kg，一吨铁水中加入所述氧化钙粉的重量为1-5Kg，然后扒渣处理；

S2、铁水脱磷，将步骤S1扒渣后的铁水置于脱磷炉加入造渣剂进行冶炼6-12min，冶炼温度为1350℃-1450℃，所述脱磷工艺需要在脱磷炉中吹入氧气，所述造渣剂由块状生石灰、萤石、氧化铁皮构成，一吨铁水中加入块状生石灰20-35Kg、萤石0-2Kg、氧化铁皮0-6Kg；

S3、铁水精炼，将S2冶炼后的铁水进行倒渣处理，并检测倒渣后的铁水中元素含量，根据实际需求在出铁过程中适当加入增碳剂、增硅剂使得铁水中的元素满足铸造生铁的要求，然后进入精炼工位，倒渣后的铁水采用顶吹搅拌工艺，提温至1400-1450℃进行精炼，精炼时间为10-15min；

S4、铸造成型，将精炼后的铁水抽检合格后进行铸造成型处理，得到高纯生铁。

优选的，步骤S1所述的铁水中主要包括以下重量百分数的组分：C 4-4.5％、Si≤0.40％、Ti≤0.001％、Mn≤0.3％、P≤0.1％、S≤0.05％，其余为Fe和不可避免的杂质。

优选的，步骤S1中所述的颗粒镁的粒径为0.5-1.6mm。

优选的，步骤S1中喷吹颗粒镁采用氮气进行喷吹，且喷吹压力为0.3MPa-0.8MPa。

优选的，步骤S2中每吨铁水中氧气的吹氧量为15-25Nm³。供氧强度小于2.5Nm³/min.t；供氧压力：0.5～0.6MPa；枪位：1.0～1.2。

优选的，步骤S3中所述增碳剂为碳粉。

优选的，步骤S3中所述增硅剂为碳化硅或硅含量为75％的硅铁合金。所述增硅剂的加入量按如下公式计算：

φ＝T(【Si】Fe1-【Si】Fe2)/(【Si】η)

式中：T---铁水重量；