氧化法超纯生铁的生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种氧化法超纯生铁的生产工艺，包括出铁、脱硅、脱钒钛、脱磷、脱硫、补充成分、成型或铸块，铁水成分的含量分别为：Ｃ３．０６６％、Ｓｉ０．０００％、Ｍｎ０．０２１％、Ｐ０．０２２％、Ｓ０．００６％、Ｔｉ＜０．０００％、Ｖ０．０１３～０．０４７％、Ｃｒ＜０．０１６％、Ｍｏ０．０００％、Ｃｕ０．０１０％、Ｎｉ０．０１～０．０４５％、Ｂｉ＜０．００００５％、Ｓｎ＜０．０００５％、Ｐｂ＜０．０００５％、Ｓｂ＜０．０００５％、Ｚｎ＜０．００５％，根据铸件需要，补充成分后的铁水可加工成各种型材或直接铸块，也可对铁水中所含成分进行调整，生产出不同成分含量、不同铸造产品需要的超纯生铁，解决了生铁中成分达不到所要求含量的问题，其生产成本虽高于国内优质生铁，但低于国外价格３０％，不需要进口优质低磷、低硫、低钛铁粉生产优质生铁，可节约大量外汇。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于铸造的生铁原料的生产工艺，特别是涉及一种氧化法超纯生铁的生产工艺。
技术介绍
目前，由于国外市场的需求和铸件标准的不断提高，使国内铸造业逐渐开始从低端铸件向高端铸件发展，同时国内汽车、风电、化工、高速列车等行业的发展和巨大需求也给中国铸造业的铸件产品进入高附加值的高端市场创造了条件。现在，国内铸造业在熔炼设备、铸造设备、铸造工艺、合金材料、涂料、固化剂等方面都已具备了生产高端铸件的条件，但是符合生产要求的生铁原料的供给成为制约这一发展的瓶颈。国内厂家需通过采购优质低磷、低硫、低钛铁粉通过高炉低温冶炼的方式生产优质生铁，这种生产方式无法做到生铁中成分达到Ti＜0.010％、P＜0.020％、Mn＜0.025％，无法满足中国铸造业的高端铸件原材料要求，超纯生铁分为 A型石墨灰铸铁铸件用超纯生铁、D型石墨灰铸铁铸件用超纯生铁、低温等高使用性能铸态使用的球墨铸铁铸件用超纯生铁和ADI(等温淬火球墨铸铁)用球墨铸铁铸件用超纯生铁。由于我国的生铁普遍存在杂质性元素超标的问题，使得国内铸造企业不得不从南非、加拿大等国进口超纯生铁来满足生产的需要，因此既提高了产品的加工成本，又延长了供货周期。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的不足，提供一种氧化法超纯生铁的生产工艺，采用该工艺生产的生铁，可满足铸造产品对铸铁成分的要求，使超纯生铁的成分与国外同类产品相比更具实用性，可大大降低超纯生铁的生产成本，提高生产效率，缩短供货周期，且生产工艺合理，本专利技术所采取的技术方案如下本专利技术包括出铁、脱硅、脱钒钛、脱磷、脱硫、补充成分、成型或铸块，出炉铁水铁水中含有C、Si、Mn、P、S、Ti、V、Cr、Mo、Cu、Ni，其特征在于(1)将脱硅剂直接加入出铁沟，随铁水流入铁水包(或罐)进行反应，铁水处理温度为1320℃左右；(2)采用氧气或空气顶吹或侧吹工艺进行提钒，吨铁水用氧量为50～60标准立方米，反应温度1450～1470℃；(3)吹炼完的铁水出炉温度大于1450℃，入连续脱硫包进行脱硫，脱硫剂采用钙系脱硫剂，用氮气作载气将脱硫剂送入铁水下一米，脱硫剂消耗量20公斤/吨，氮气消耗12.5-14标准立方米；(4)脱磷在脱硫后的铁水加入冷料、脱磷剂，入铁水包脱磷，反应温度1250～C1300℃，每吨铁水需氧量大约2-5标准立方米；(5)经上述工艺处理后的铁水，其所含各成分的含量分别为C3.066％、Si0.000％、Mn0.021％、P0.022％、S0.006％、Ti＜0.000％、V0.013～0.047％、Cr＜0.016％、Mo0.000％、Cu0.010％、Ni0.01～0.045％、Bi＜0.00005％、Sn＜0.0005％、Pb＜0.0005％、Sb＜0.0005％、Zn＜0.005％；(6)根据需要对铁水中所含成分进行调整；(7)采用水平连铸铸铁型材工艺铸成各种型材或直接进行铸块，形成生铁坯料。与现有技术相比，本专利技术解决了生铁中成分达不到所要求含量的问题，可使Ti＜0.010％、P＜0.020％、Mn＜0.025％，满足了中国铸造业对高端铸件原材料的要求，其生产成本虽高于国内优质生铁，但低于国外价格30％，极具竞争优势，不需要进口优质低磷、低硫、低钛铁粉生产优质生铁，不仅使国家节约了外汇，也弥补了国内的空白。具体实施方案本专利技术包括出铁、脱硅、脱钒钛、脱磷、脱硫、补充成分、成型或铸块，出炉铁水铁水中含有C、Si、Mn、P、S、Ti、V、Cr、Mo、Cu、Ni，(1)脱硅将脱硅剂直接加入出铁沟，随铁水流入铁水包(或罐)进行反应，铁水处理温度为1320℃左右，铁水沟有落差，脱硅剂从高点加入，并在过落差点后一段距离设置撇渣器，将脱硅渣分离。当铁水温度不足时，可在铁水表面用氧枪喷氧，每吨铁水氧气用量(标态)1.4～1.5立方米，由于铁水成分差别很大，脱硅剂成分差别也很大，用量及加入形式必须具体计算，同时和操作相结合，确定出适合的脱硅剂，并严格按照操作规程控制用量和反应时间；(2)脱钒采用氧气或空气顶吹或侧吹工艺进行提钒，吨铁水用氧量为50～60标准立方米，反应温度1450～1470℃，并根据现场反应温度的变化，适量加入烧结球团、返矿粉或轧钢铁皮进行调整，吹炼反应后的铁水中除硅、钼、钨、铝量通过直读光谱仪检测不出来外，其他元素降低量为碳25％、锰80％、铬75％、铜30％、镁50％、钒90～98％，磷和硫基本上无变化；(3)脱硫吹炼完的铁水出炉温度大于1450℃，入连续脱硫包进行脱硫，脱硫剂采用钙系脱硫剂，用氮气作载气将脱硫剂送入铁水下一米，氮气可起到搅拌的，增加铁水与脱硫剂接触面积，提高脱硫效率，脱硫剂消耗量20公斤/吨，氮气消耗12.5-14标准立方米。如果铁水余钒还高，可使用苏打系脱硫剂，以便后段磷、钒共脱，防止钙离子对钒渣质量的影响；此外，硅含量要求＜0.15％时，使用石灰系脱硫剂处理；硅含量要求＜0.1％时，应使用苏打系脱硫剂处理；对于高钒钛铁水处理后的钒渣用做生产五氧化二钒或钒铁合金的必须使用苏打系处理剂，不许存在钙离子否则无法进行湿法冶金。钙系脱硫剂包括CaCO3＞80，CaF25-9，SiO2＜3，烧碱小于1％；钠系脱硫剂(苏打)为Na2CO3；(4)脱磷在脱硫后的铁水加入冷料、脱磷剂，入铁水包脱磷，反应温度1250℃～1300℃，每吨铁水需氧量大约2-5标准立方米。硅含量要求＜0.15％时，使用石灰系脱硫剂处理，硅含量要求＜0.15％时，使用石灰系脱磷处理剂，若硅量高于此值，脱硅剂先用于脱硅而不能脱磷，不利于脱磷渣碱度CaO/SiO2＝3.5～6和脱磷剂利用率。对于高钒钛铁水处理后的钒渣用做生产五氧化二钒或钒铁合金的必须使用苏打系处理剂，不许存在钙离子否则无法进行湿法冶金。具有脱磷作用的物料包括石灰、扎钢皮、烧结粉，苏达等，助溶剂有莹石、氯化钙等；(5)经上述工艺处理后的铁水，其所含各成分的含量分别为C 3.066％、Si 0.000％、Mn0.021％、P 0.022％、S 0.006％、Ti＜0.000％、V0.013～0.047％、Cr＜0.016％、Mo0.000％、Cu0.010％、Ni0.01～0.045％、Bi＜0.00005％、Sn＜0.0005％、Pb＜0.0005％、Sb＜0.0005％、Zn＜0.005％，除Bi、Sn、Pb、Sb、Zn由中国钢铁研究总院国家材料测试中心检测结果外，其余可用F20直读光谱检测数据；(6)成分调整根据需要对铁水中所含成分进行调整；(7)采用水平连铸铸铁型材工艺铸成各种型材或直接进行铸块，形成生铁坯料。经本专利技术所述工艺处理后的铁水，其所含各成分的含量分别为C3.066％、Si0.000％、Mn0.021％、P0.022％、S0.006％、Ti＜0.000％、V0.013～0.047％、Cr＜0.016％、Mo0.000％、Cu0.010％、Ni0.01～0.045％、Bi＜0.00005％、Sn＜0.0005％、Pb＜0.0005％、Sb＜0.0005％、Zn＜0.005％，通过在电炉内调整成分，可形成所需的不同成分的超纯生铁型材或坯料。(一)A型石墨灰铸铁型材或坯料C2.9～3.4％ 根据要求加入增碳剂进行调整。Si1.8～本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化法超纯生铁的生产工艺，包括出铁、脱硅、脱钒钛、脱磷、脱硫、补充成分、成型或铸块，出炉铁水铁水中含有Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｉ，其特征在于：（１）将脱硅剂直接加入出铁沟，随铁水流入铁水包（或罐）进行反应，铁水处理温度为１３２０℃左右；（２）采用氧气或空气顶吹或侧吹工艺进行提钒，吨铁水用氧量为５０～６０标准立方米，反应温度１４５０～１４７０℃；（３）吹炼完的铁水出炉温度大于１４５０℃，入连续脱硫包进行脱硫，脱硫剂采用钙系脱硫剂，用氮气作载气将脱硫剂送入铁水下一米，脱硫剂消耗量２０公斤／吨，氮气消耗１２．５－１４标准立方米；（４）脱磷：在脱硫后的铁水加入冷料、脱磷剂，入铁水包脱磷，反应温度１２５０℃～１３００℃，每吨铁水需氧量大约２－５标准立方米；（５）经上述工艺处理后的铁水，其所含各成分的含量分别为：Ｃ３．０６６％、Ｓｉ０．０００％、Ｍｎ０．０２１％、Ｐ０．０２２％、Ｓ０．００６％、Ｔｉ＜０．０００％、Ｖ０．０１３～０．０４７％、Ｃｒ＜０．０１６％、Ｍｏ０．０００％、Ｃｕ０．０１０％、Ｎｉ０．０１～０．０４５％、Ｂｉ＜０．００００５％、Ｓｎ＜０．０００５％、Ｐｂ＜０．０００５％、Ｓｂ＜０．０００５％、Ｚｎ＜０．００５％；（６）根据需要对铁水中所含成分进行调整；（７）采用水平连铸铸铁型材工艺铸成各种型材或直接进行铸块，形成生铁坯料。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：闫晓峰，
申请(专利权)人：闫晓峰，
类型：发明
国别省市：13[]