TA的每日心情 | 开心
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发表于 2018-9-21 17:39:03
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各位坛友好！谈谈高纯生铁的不同生产方法的优缺点。
高端铸件的生产是铸造强国的标志之一。高端铸件的生产对原燃料有很苛刻的要求，因此,高纯生铁自然就成了首选的生铁原料。不过，高纯生铁的生产非常困难，不仅成本高，而且很难保证质量的稳定。这不是用一般生铁的冶炼工艺所能生产的。目前，高纯生铁的生产工艺大致有三种。高炉精料法、氧化法和电炉还原法。它们的共通的质量要求是：精确地控制C,Si,Ti,Mn,P,S等元素的含量；将影响球墨铸铁的微量元素减少到极致值；最大限度地降低其他微量元素的总和。由于工艺不同,因此在操作的难易，质量的稳定性也各不一样。
高炉精料法
这种方法是以高炉冶炼工艺为基础的。高炉冶炼的特点是能连续生产，炉温不高，通常在1100C°左右，影响炉况的因素多而且变化复杂，很难维持炉况的稳定。但是这些特点都不利于高纯生铁的生产。为了获得符合质量要求的高纯生铁，必须在高炉工艺的基础上引进各种精确的操作，精密的管理，精准的控制，精细的处理。因此也有人把它称作“高炉精料法”，或“高炉+十大控制法”。具体地来讲，从选矿开始就需要精选原料，加上烧结预配，增设铁精粉淘磨工序，采用低硅冶炼法对高炉冶炼的十大要素进行控制。除此之外，还要进行炉外脱硫搅拌，铸铁孕育等精细化处理。
如上所述，这种工艺的优点是设备投资比较少，但是缺点是对矿石的要求高，影响炉况的因素多达十几乃至几十项，如果其中的一项或多项出现差错，就会影响生铁的质量。可以说，不能无视这种方法的潜在的质量隐患。
氧化法
这是对高炉铁水通过氧化处理获得高纯生铁的工艺。据说已有50多年的应用历史了。它是对在转炉，反射炉或大型的包罐中的高炉铁水吹入氧气或空气，进行吹炼而得到高纯度的生铁。通过氧化反应，可以除去铁水中的P，S，Ti，V 以及元素。但是吹炼工艺也容易引起一些问题：由于强氧化的作用，硅含量很低，这样的铁水碳质核心太少，过冷度大，孕育处理的效果不好，铸件容易产生过冷组织和收缩缺陷。其碳当量偏离共晶点太多，熔点高，用感应电炉熔炼时能耗较高。由于铁水中的氧和氮的含量高，因此铁水中的非金属杂质也较多。
电炉还原法
这种工艺是加拿大的QIT-FereTitane 公司首先采用的。它是以电弧炉冶炼工艺为基础的非常有利于从钛铁矿中提取氧化钛（氧化钛是生产钛白、海绵钛的原料）的工艺。也就是将无烟煤和钛铁矿石放入电弧炉中冶炼。电弧炉冶炼的特点是批次生产方式，炉温比高炉高（炉温为1,500～1,750），影响炉况的因素比较少，且容易控制。因此在高温，稳定的炉况下，金属氧化物在还原反应中，具有的按照其稳定性依次被还原的特性，能够充分完美地显现出来。由于TiO2比NiO，FeO，Co，MnO，SiO2，更稳定（如图所示），所以到了能最大限度地提取氧化钛的时候，镍，铁，碳，锰，硅已经被充分还原了，另外，由于炉温高，有利于除去S，P，V等杂质。因此，提取了含有大量氧化钛的炉渣后，剩下的铁水的纯度自然就很高了，而且纯度的一致性也很稳定。这是工艺过程必然的结果。见附图：碳按“啄食顺序”（优先选择、先后顺序）还原氧化物的原理图
如上所述，虽然三种方法在一定程度上，都能获得满足要求的高纯生铁，但是受各自工艺本身的限制，获得的高纯生铁的质量的稳定度和一致性是不一样的。 |
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