專利名稱：氧化法超純生鐵的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于鑄造的生鐵原料的生產(chǎn)工藝，特別是涉及一種氧化法超純生鐵的生產(chǎn)工藝。
背景技術：
目前，由于國外市場的需求和鑄件標準的不斷提高，使國內(nèi)鑄造業(yè)逐漸開始從低端鑄件向高端鑄件發(fā)展，同時國內(nèi)汽車、風電、化工、高速列車等行業(yè)的發(fā)展和巨大需求也給中國鑄造業(yè)的鑄件產(chǎn)品進入高附加值的高端市場創(chuàng)造了條件?，F(xiàn)在，國內(nèi)鑄造業(yè)在熔煉設備、鑄造設備、鑄造工藝、合金材料、涂料、固化劑等方面都已具備了生產(chǎn)高端鑄件的條件，但是符合生產(chǎn)要求的生鐵原料的供給成為制約這一發(fā)展的瓶頸。國內(nèi)廠家需通過采購優(yōu)質(zhì)低磷、低硫、低鈦鐵粉通過高爐低溫冶煉的方式生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生鐵，這種生產(chǎn)方式無法做到生鐵中成分達到Ti＜0.010％、P＜0.020％、Mn＜0.025％，無法滿足中國鑄造業(yè)的高端鑄件原材料要求，超純生鐵分為 A型石墨灰鑄鐵鑄件用超純生鐵、D型石墨灰鑄鐵鑄件用超純生鐵、低溫等高使用性能鑄態(tài)使用的球墨鑄鐵鑄件用超純生鐵和ADI(等溫淬火球墨鑄鐵)用球墨鑄鐵鑄件用超純生鐵。由于我國的生鐵普遍存在雜質(zhì)性元素超標的問題，使得國內(nèi)鑄造企業(yè)不得不從南非、加拿大等國進口超純生鐵來滿足生產(chǎn)的需要，因此既提高了產(chǎn)品的加工成本，又延長了供貨周期。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術存在的不足，提供一種氧化法超純生鐵的生產(chǎn)工藝，采用該工藝生產(chǎn)的生鐵，可滿足鑄造產(chǎn)品對鑄鐵成分的要求，使超純生鐵的成分與國外同類產(chǎn)品相比更具實用性，可大大降低超純生鐵的生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，縮短供貨周期，且生產(chǎn)工藝合理，本發(fā)明所采取的技術方案如下本發(fā)明包括出鐵、脫硅、脫釩鈦、脫磷、脫硫、補充成分、成型或鑄塊，出爐鐵水鐵水中含有C、Si、Mn、P、S、Ti、V、Cr、Mo、Cu、Ni，其特征在于(1)將脫硅劑直接加入出鐵溝，隨鐵水流入鐵水包(或罐)進行反應，鐵水處理溫度為1320℃左右；(2)采用氧氣或空氣頂吹或側(cè)吹工藝進行提釩，噸鐵水用氧量為50～60標準立方米，反應溫度1450～1470℃；(3)吹煉完的鐵水出爐溫度大于1450℃，入連續(xù)脫硫包進行脫硫，脫硫劑采用鈣系脫硫劑，用氮氣作載氣將脫硫劑送入鐵水下一米，脫硫劑消耗量20公斤/噸，氮氣消耗12.5-14標準立方米；(4)脫磷在脫硫后的鐵水加入冷料、脫磷劑，入鐵水包脫磷，反應溫度1250～C1300℃，每噸鐵水需氧量大約2-5標準立方米；(5)經(jīng)上述工藝處理后的鐵水，其所含各成分的含量分別為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)根據(jù)需要對鐵水中所含成分進行調(diào)整；(7)采用水平連鑄鑄鐵型材工藝鑄成各種型材或直接進行鑄塊，形成生鐵坯料。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明解決了生鐵中成分達不到所要求含量的問題，可使Ti＜0.010％、P＜0.020％、Mn＜0.025％，滿足了中國鑄造業(yè)對高端鑄件原材料的要求，其生產(chǎn)成本雖高于國內(nèi)優(yōu)質(zhì)生鐵，但低于國外價格30％，極具競爭優(yōu)勢，不需要進口優(yōu)質(zhì)低磷、低硫、低鈦鐵粉生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生鐵，不僅使國家節(jié)約了外匯，也彌補了國內(nèi)的空白。
具體實施方案本發(fā)明包括出鐵、脫硅、脫釩鈦、脫磷、脫硫、補充成分、成型或鑄塊，出爐鐵水鐵水中含有C、Si、Mn、P、S、Ti、V、Cr、Mo、Cu、Ni，(1)脫硅將脫硅劑直接加入出鐵溝，隨鐵水流入鐵水包(或罐)進行反應，鐵水處理溫度為1320℃左右，鐵水溝有落差，脫硅劑從高點加入，并在過落差點后一段距離設置撇渣器，將脫硅渣分離。當鐵水溫度不足時，可在鐵水表面用氧槍噴氧，每噸鐵水氧氣用量(標態(tài))1.4～1.5立方米，由于鐵水成分差別很大，脫硅劑成分差別也很大，用量及加入形式必須具體計算，同時和操作相結(jié)合，確定出適合的脫硅劑，并嚴格按照操作規(guī)程控制用量和反應時間；(2)脫釩采用氧氣或空氣頂吹或側(cè)吹工藝進行提釩，噸鐵水用氧量為50～60標準立方米，反應溫度1450～1470℃，并根據(jù)現(xiàn)場反應溫度的變化，適量加入燒結(jié)球團、返礦粉或軋鋼鐵皮進行調(diào)整，吹煉反應后的鐵水中除硅、鉬、鎢、鋁量通過直讀光譜儀檢測不出來外，其他元素降低量為碳25％、錳80％、鉻75％、銅30％、鎂50％、釩90～98％，磷和硫基本上無變化；(3)脫硫吹煉完的鐵水出爐溫度大于1450℃，入連續(xù)脫硫包進行脫硫，脫硫劑采用鈣系脫硫劑，用氮氣作載氣將脫硫劑送入鐵水下一米，氮氣可起到攪拌的，增加鐵水與脫硫劑接觸面積，提高脫硫效率，脫硫劑消耗量20公斤/噸，氮氣消耗12.5-14標準立方米。如果鐵水余釩還高，可使用蘇打系脫硫劑，以便后段磷、釩共脫，防止鈣離子對釩渣質(zhì)量的影響；此外，硅含量要求＜0.15％時，使用石灰系脫硫劑處理；硅含量要求＜0.1％時，應使用蘇打系脫硫劑處理；對于高釩鈦鐵水處理后的釩渣用做生產(chǎn)五氧化二釩或釩鐵合金的必須使用蘇打系處理劑，不許存在鈣離子否則無法進行濕法冶金。鈣系脫硫劑包括CaCO3＞80，CaF25-9，SiO2＜3，燒堿小于1％；鈉系脫硫劑(蘇打)為Na2CO3；(4)脫磷在脫硫后的鐵水加入冷料、脫磷劑，入鐵水包脫磷，反應溫度1250℃～1300℃，每噸鐵水需氧量大約2-5標準立方米。硅含量要求＜0.15％時，使用石灰系脫硫劑處理，硅含量要求＜0.15％時，使用石灰系脫磷處理劑，若硅量高于此值，脫硅劑先用于脫硅而不能脫磷，不利于脫磷渣堿度CaO/SiO2＝3.5～6和脫磷劑利用率。對于高釩鈦鐵水處理后的釩渣用做生產(chǎn)五氧化二釩或釩鐵合金的必須使用蘇打系處理劑，不許存在鈣離子否則無法進行濕法冶金。具有脫磷作用的物料包括石灰、扎鋼皮、燒結(jié)粉，蘇達等，助溶劑有瑩石、氯化鈣等；(5)經(jīng)上述工藝處理后的鐵水，其所含各成分的含量分別為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由中國鋼鐵研究總院國家材料測試中心檢測結(jié)果外，其余可用F20直讀光譜檢測數(shù)據(jù)；(6)成分調(diào)整根據(jù)需要對鐵水中所含成分進行調(diào)整；(7)采用水平連鑄鑄鐵型材工藝鑄成各種型材或直接進行鑄塊，形成生鐵坯料。
經(jīng)本發(fā)明所述工藝處理后的鐵水，其所含各成分的含量分別為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％，通過在電爐內(nèi)調(diào)整成分，可形成所需的不同成分的超純生鐵型材或坯料。
(一)A型石墨灰鑄鐵型材或坯料C2.9～3.4％ 根據(jù)要求加入增碳劑進行調(diào)整。
Si1.8～2.0％ 根據(jù)要求加入硅鐵進行調(diào)整。
Mn0.5～0.8％ 根據(jù)要求加入錳鐵進行調(diào)整。
P＜0.030％ 根據(jù)要求進行調(diào)整S0.05～0.06％Ti＜0.01％(二)D型石墨灰鑄鐵型材或坯料C3.4～3.6％ 根據(jù)要求加入增碳劑進行調(diào)整。
Si1.8～2.3％根據(jù)要求加入硅鐵進行調(diào)整。
Mn0.2～0.3％根據(jù)要求加入錳鐵進行調(diào)整。
P 根據(jù)要求進行調(diào)整，S0.008～0.012％。
(三)、低溫等高使用性能鑄態(tài)使用的球墨鑄鐵型材或坯料C3.0～4.0％ 根據(jù)要求加入增碳劑進行調(diào)整。
Si1.2～1.8％根據(jù)要求加入硅鐵進行調(diào)整。
Mn＜0.025％P＜0.020％ 根據(jù)要求進行調(diào)整S＜0.012％Ti Ti＜0.010％其他雜質(zhì)性元素為痕量級不會影響鑄造性能。
(四)、ADI(等溫淬火球墨鑄鐵)用球墨鑄鐵型材或坯料C3.0～4.0％根據(jù)要求加入增碳劑進行調(diào)整。
Si1.2～1.8％根據(jù)要求加入硅鐵進行調(diào)整。
Mn＜0.025％P＜0.020％ 根據(jù)要求進行調(diào)整S＜0.012％ Ti＜0.010％其他雜質(zhì)性元素為痕量級不會影響鑄造性能。
權(quán)利要求
1.一種氧化法超純生鐵的生產(chǎn)工藝，包括出鐵、脫硅、脫釩鈦、脫磷、脫硫、補充成分、成型或鑄塊，出爐鐵水鐵水中含有C、Si、Mn、P、S、Ti、V、Cr、Mo、Cu、Ni，其特征在于(1)將脫硅劑直接加入出鐵溝，隨鐵水流入鐵水包(或罐)進行反應，鐵水處理溫度為1320℃左右；(2)采用氧氣或空氣頂吹或側(cè)吹工藝進行提釩，噸鐵水用氧量為50～60標準立方米，反應溫度1450～1470℃；(3)吹煉完的鐵水出爐溫度大于1450℃，入連續(xù)脫硫包進行脫硫，脫硫劑采用鈣系脫硫劑，用氮氣作載氣將脫硫劑送入鐵水下一米，脫硫劑消耗量20公斤/噸，氮氣消耗12.5-14標準立方米；(4)脫磷在脫硫后的鐵水加入冷料、脫磷劑，入鐵水包脫磷，反應溫度1250℃～1300℃，每噸鐵水需氧量大約2-5標準立方米；(5)經(jīng)上述工藝處理后的鐵水，其所含各成分的含量分別為C 3.066％、Si 0.000％、Mn 0.021％、P 0.022％、S 0.006％、Ti＜0.000％、V 0.013～0.047％、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)根據(jù)需要對鐵水中所含成分進行調(diào)整；(7)采用水平連鑄鑄鐵型材工藝鑄成各種型材或直接進行鑄塊，形成生鐵坯料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氧化法超純生鐵的生產(chǎn)工藝，包括出鐵、脫硅、脫釩鈦、脫磷、脫硫、補充成分、成型或鑄塊，鐵水成分的含量分別為C 3.066％、Si 0.000％、Mn 0.021％、P 0.022％、S 0.006％、Ti＜0.000％、V 0.013～0.047％、Cr＜0.016％、Mo 0.000％、Cu 0.010％、Ni 0.01～0.045％、Bi＜0.00005％、Sn＜0.0005％、Pb＜0.0005％、Sb＜0.0005％、Zn＜0.005％，根據(jù)鑄件需要，補充成分后的鐵水可加工成各種型材或直接鑄塊，也可對鐵水中所含成分進行調(diào)整，生產(chǎn)出不同成分含量、不同鑄造產(chǎn)品需要的超純生鐵，解決了生鐵中成分達不到所要求含量的問題，其生產(chǎn)成本雖高于國內(nèi)優(yōu)質(zhì)生鐵，但低于國外價格30％，不需要進口優(yōu)質(zhì)低磷、低硫、低鈦鐵粉生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生鐵，可節(jié)約大量外匯。
文檔編號C21C1/02GK101074454SQ20071006167
公開日2007年11月21日 申請日期2007年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月6日
發(fā)明者閆曉峰 申請人:閆曉峰