工业纯铁生产工艺流程【详情】.doc

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1、工业纯铁生产工艺流程内容来源网络，由深圳机械展收集整理！更多相关金属材料及金属加工设备展示，就在深圳机械展！纯铁是一种含碳量很低的铁合金，具有矫顽力低、导热和电磁性能良好、质地柔软、韧性大等优良性能。目前，已实现工业化生产和应用的纯铁的纯度为99.6%~99.8%，又称为工业纯铁。工业纯铁是一种重要的钢铁基础材料，主要用于冶炼各种高温合金、耐热合金、精密合金、马氏体时效钢等航空航天、军工和民用合金或钢材。根据用途，其主要分为电磁纯铁、原料纯铁和军工纯铁三大类。　　国内外学者开展了大量纯铁制备方法及其性能的研究，制备

2、的纯铁纯度多在99.99%~99.9999%的范围内，又称为超纯铁(Ultra-HighPurityIron)。其纯度很高，并具有很多独特的性能，如不溶解于盐酸、硫酸而溶于硝盐酸，难以用传统的锯条切割，熔点比普通铁高，在潮湿的空气中不易生锈等。超纯铁的制备与研究成为当前高纯金属研究中的热点之一。国内外超纯铁的制备工艺仍很不成熟，大部分研究与开发还集中在小规模试验室阶段，超纯铁的供应也不能满足需求。因此，超纯铁的研发具有很大的市场潜力和利润空间。　　工业纯铁和超纯铁都属于纯铁的范畴，但由于铁的纯度不同，又具有各自不同

3、的制备方法、性能特点和使用范围。　　工业纯铁的研发进展　　工业纯铁的制备技术。目前，国内外有很多企业生产工业纯铁。由于工业纯铁的碳含量与钢相当，采用火法冶金即传统的铁矿石—烧结(或球团矿)—高炉炼铁—炼钢的长流程进行生产，可以符合工业纯铁对碳含量的要求。但由于工业纯铁对夹杂物含量要求极其严格，后续需采用特殊精炼工艺和精炼设备以满足其要求，因此，大规模生产仍具有一定难度。　　钢铁企业以现有生产流程为基础，开展了提高工业纯铁纯净度、缩短生产流程和改善产品性能的尝试。例如，鞍钢采用转炉炼钢+LF+RH真空处理+连铸的工艺

4、，成功开展了原料纯铁的试制。日本的神户制钢生产ELCH2电磁纯铁由于切削性较差，在其基础上开发了ELCH2S电磁纯铁，将纯铁含硫量提高，改善了切削加工性能。　　另一种普遍应用的工业纯铁生产方法是铁溶液电解法，即以待提纯的铁作为阳极，将铁的盐溶液作为电解液，另一种纯金属作为阴极，通电进行电解，在阴极上就可以得到相当纯的铁。日本生产的电解铁纯度最高，英美也多购买日本的电解铁。但是，电解铁成本高，价格昂贵，限制了它的应用。如何采用短流程、低成本、绿色及可循环钢铁制造技术，是生产工业纯铁制品未来的研究方向。　　国内外工业纯

5、铁制备技术的研发进展。我国工业纯铁的市场需求量较大，部分需依赖进口。国内主要企业生产工业纯铁的成分见表1、表2，表中所列出的是太钢、武钢、宝钢现有批量生产的原料纯铁成分，抚顺特钢的产品是2000年采用三联法试制的高纯净工业纯铁，其杂质元素已达到很低的程度。表3、表4是日本JFE公司生产的工业纯铁的成分。比较表1~表5可见，国内主要生产厂家与日本主要生产厂家的工业纯铁杂质控制水平相当。　　超纯铁的研发进展　　超纯铁制备工艺。制备超纯铁的原料是工业电解铁和铁盐等，制备方法一般有如下几种：溶剂萃取法、离子交换法、区域提纯

6、法(又称区域熔炼法)、浮区熔炼法、等离子电弧熔炼法、冷坩埚熔炼法、电磁悬浮熔炼法和固态电迁移法。其中，溶剂萃取法和离子交换法属于湿法冶金，区域提纯法、浮区熔炼法、等离子电弧熔炼法和冷坩埚熔炼法属于火法冶金，电磁悬浮熔炼法和固态电迁移法属于电化学冶金的范畴。　　等离子电弧熔炼一般可得到纯度为99.99%的超纯铁。由于单一的提纯方法难以满足制备99.9999%以上超纯铁的要求，因此需要将多种提纯方法结合使用。比较常见的工艺流程为离子交换法+溶剂萃取法→电解精炼→冷坩埚熔炼→区域熔炼，几种方法的配合使用可使金属得以大幅度

7、纯化。制备工业纯铁的传统方法电解法，也是超纯铁的主要制备方法之一。　　国内外超纯铁制备技术研究进展。随着高新技术产业的发展，国内外对纯铁的需求正朝着超纯净化的方向发展。以电子工业的需求为例，β-FeSi2成为新型的光电材料，其原料纯铁的纯度对β-FeSi2的性能起到决定性影响，因此需要采用超纯铁。同时，随着其他新型材料的出现，超纯铁的工业需求日益增加。　　2000年日本东北大学的MasahitoUchikoshi等公开了一种超纯铁生产方法，采用离子交换树脂法分离FeCl水溶液中的杂质元素，得到99.9997%的超纯

8、铁。2009年M.Uchikoshi等又提出了一种超纯铁的大批量生产方法。该研究新开发了一种超纯铁制备炉，改进了传统超纯铁制备炉，并采用控制化合价离子交换法结合带等离子电弧熔炼的氧化精炼法，解决了离子交换法效率低和等离子电弧熔炼法中存在电极元素污染的问题，得到纯度为99.9993%的超纯铁。日本东邦亚铅公司采用电解法生产工业纯铁，该公司生产的电解铁纯度最高为