[发明专利]一种工业纯铁生产工艺及方法

说明书

本发明属于冶金技术领域，涉及一种工业纯铁生产工艺及方法，该生产工艺分为直接还原、电炉冶炼、炉外精炼和钢水成型四个步骤。钒钛铁精矿、粘结剂、还原剂等原料在直接还原装置内通过选择性还原得到钒钛金属化球团，钒钛金属化球团在电炉冶炼装置内先被加热熔化，通过控制熔分过程得到钒渣和熔分钢水，然后再经造渣冶炼实现熔分钢水的脱碳升温，得到高纯钢水；高纯钢水在炉外精炼装置内进行脱硫、真空脱碳处理，精炼后的合格钢水在钢水成型装置内经连铸和轧制成工业纯铁。本发明工艺流程短、在电炉冶炼熔化分离提钒的同时实现了铁资源的高附加值利用，整个工艺投资少，污染物排放少，降低了工业纯铁的生产成本。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及一种工业纯铁生产工艺及方法。

背景技术

工业纯铁是一种重要的钢铁基础材料，它是一种碳含量很低的铁合金，具有矫顽力低、导热和电磁性能良好、之地柔软、韧性大等优良性能。根据其用途主要分为电磁纯铁、原料纯铁和军工纯铁等三类。

传统转炉流程生产工业纯铁，采用铁水预处理+转炉炼钢+LF+RH真空处理+连铸的工艺来生产，其钢水纯净度能够满足工业纯铁生产要求。但是该流程以铁水为原料，工艺流程长，且铁水生产能耗高、不环保。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种工业纯铁生产工艺及方法，该工艺流程短、在电炉冶炼熔化分离提钒的同时实现了铁资源的高附加值利用，整个工艺投资少，污染物排放少，降低了工业纯铁的生产成本。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种工业纯铁生产工艺，包括以下步骤：

S1：直接还原以钒钛铁精矿、粘结剂和还原剂为原料，通过选择性还原得到钒钛金属化球团，钒钛金属化球团热送至电炉冶炼车间；

S2：电炉冶炼以100％钒钛金属化球团为原料，冶炼操作分为熔化分离和脱碳升温两个阶段；熔化分离阶段通过电弧加热熔化钒钛金属化球团，根据炉内热平衡情况及输入功率，控制钒钛金属化球团加料速度、吹氧及喷碳操作，熔清后通过炉门出渣至渣罐内，得到钒渣和熔分钢水；脱碳升温阶段通过继续向炉内加入造渣料、供电及吹氧，实现熔分钢水的脱碳升温，得到高纯钢水；

S3：炉外精炼以高纯钢水为原料，通过精炼脱硫和真空脱碳得到合格钢水；

S4：钢水成型以合格钢水为原料，通过连铸和轧制成工业纯铁。

可选的，直接还原的选择性还原方式为竖炉、转底炉、隧道窑、回转窑、多层炉。

可选的，所述金属化球团具有85％以上的金属化率、不高于2.0％的碳含量。

可选的，所述钒渣碱度为0.15～0.30，渣中五氧化二钒含量4～8％。

可选的，所述熔分钢水C含量不高于0.20％，P含量不高于0.01％，S含量不高于0.03％，Fe不低于99.5％。

可选的，所述造渣料包括石灰、轻烧、萤石。

可选的，所述高纯钢水C含量不高于0.10％，P含量不高于0.005％，S含量不高于0.03％。

可选的，所述精炼脱硫的熔炼装置可以是钢包精炼炉或钢包吹氩站或CAS-OB。

可选的，精炼脱硫后钢水中S含量不高于0.005％。

可选的，真空脱碳的熔炼装置为RH或VOD。

可选的，所述真空脱碳后钢水中C含量不高于0.01％。

可选的，工业纯铁化学成分组成及其质量百分含量为C0.01％，P≤0.005％，S≤0.005％，余量为Fe和杂质。