本發(fā)明涉及工業(yè)純鐵生產(chǎn)，尤其涉及一種生態(tài)電爐流程生產(chǎn)工業(yè)純鐵棒材的方法。
背景技術(shù)：
1、工業(yè)純鐵是鋼的一種，其雜質(zhì)總含量＜0.2％，含碳量在0.04％以下，因為它實際上并不是真正的純鐵(工業(yè)純鐵的純度為99.5％～99.9％)，所以稱這一種接近于純鐵的鋼為工業(yè)純鐵。工業(yè)純鐵的質(zhì)地特別軟，韌性特別大，電磁性能很好。通常有兩種用途，一種是是作為深沖材料，可以沖壓成極復(fù)雜的形狀；另一種是作為電磁材料，其具有高感磁性和低抗磁性。工業(yè)純鐵還是冶煉精密合金、高溫合金、超低碳不銹鋼、電熱合金等的重要原材料。
2、工業(yè)純鐵作為鋼鐵制造的重要基礎(chǔ)原料，其純度直接決定了金屬制品性能的好壞及鋼材的質(zhì)量，甚至關(guān)系到鋼材下游用戶的產(chǎn)品使用安全性。
3、目前，工業(yè)純鐵主要采用電弧爐、氧氣轉(zhuǎn)爐、電弧爐+爐外真空脫碳、氧氣轉(zhuǎn)爐+爐外真空脫碳等工藝流程生產(chǎn)。不同工藝流程生產(chǎn)的工業(yè)純鐵各具特點：
4、1、電弧爐流程生產(chǎn)工業(yè)純鐵的特點：作為早期生產(chǎn)工業(yè)純鐵的方法，最低含碳量可達(dá)到0.025％，但工業(yè)純鐵的含氮量較高；另外受石墨電極增碳的影響，不能生產(chǎn)更低含碳量的工業(yè)純鐵。
5、2、氧氣轉(zhuǎn)爐流程生產(chǎn)工業(yè)純鐵的特點：可以生產(chǎn)含碳量小于0.01％的低碳工業(yè)純鐵，工業(yè)純鐵的含氮量較低，但含氧量高，只能用于一般品質(zhì)工業(yè)純鐵的生產(chǎn)。
6、3.電弧爐流程或氧氣轉(zhuǎn)爐與爐外精煉的雙聯(lián)法生產(chǎn)流程生產(chǎn)工業(yè)純鐵的特點：工業(yè)純鐵的含碳量約為0.005％，磷、硫、氧、氮以及非金屬夾雜物含量低，是目前用于生產(chǎn)高品質(zhì)工業(yè)純鐵的主流工藝方法。
7、本發(fā)明采用“生態(tài)電爐+lf精煉+rh精煉+方坯連鑄+冶煉+軋制”的工藝生產(chǎn)工業(yè)純鐵棒材，實現(xiàn)了基于“生產(chǎn)電爐+連鑄”流程的工業(yè)純鐵棒材的批量化生產(chǎn)，工業(yè)純鐵產(chǎn)品具有高純凈度，能夠滿足高端鋼材產(chǎn)品生產(chǎn)的要求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明提供了一種生態(tài)電爐流程生產(chǎn)工業(yè)純鐵棒材的方法，采用“生態(tài)電爐+lf精煉+rh精煉+方坯連鑄+冶煉+軋制”的生產(chǎn)工藝；與基于常規(guī)冶煉流程的生產(chǎn)工藝不同，本發(fā)明基于生態(tài)電爐流程生產(chǎn)工業(yè)純鐵棒材，既能夠保證成品的化學(xué)成分和鋼質(zhì)純凈度符合高品質(zhì)工業(yè)線鐵的要求，又能夠保證成品的表面質(zhì)量水平(滿足gb/t?702-2004標(biāo)準(zhǔn)《熱軋圓鋼和方鋼尺寸、外形、重量及允許偏差》中的相關(guān)質(zhì)量要求)，為高品質(zhì)工業(yè)純鐵的工業(yè)化生產(chǎn)提供了一條新的途徑。
2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
3、一種生態(tài)電爐流程生產(chǎn)工業(yè)純鐵棒材的方法，生產(chǎn)工藝過程包括：生態(tài)電爐冶煉、lf精煉、rh精煉、方坯連鑄、加熱、軋制及冷卻；具體過程如下：
4、1)生態(tài)電爐冶煉：
5、采用鐵水和廢鋼冶煉鋼水；入爐鐵水成分要求按重量百分比計為：c≤4％，si≤0.32％，mn≤0.15％，p≤0.10％，s≤0.001％；入爐鐵水溫度控制在1345～1350℃；冶煉終點鋼水溫度為1650～1655℃；終點氧含量≥700ppm，按重量百分比計，終點[c]≤0.04％、[mn]≤0.04％、[p]≤0.005％、[s]≤0.003％；
6、2)lf精煉：
7、采用35000～36000a的大電流升溫化渣，當(dāng)渣面波動、鋼水及電弧不裸露時，補加活性石灰7～8kg/t鋼，精煉5～8min時第一次取樣分析化學(xué)成分，按照化學(xué)成分目標(biāo)值補加石灰；鋼水到站溫度1565～1570℃，吹氬時間為55～60min，通電時間為40～45min，停止吹氬時鋼水溫度為1658～1664℃，精煉總時間為50～60min；鋼水鎮(zhèn)靜時間為10～15min，鋼水離站溫度為1650～1655℃，底吹氬流量為16～17m3/min；
8、3)rh精煉：
9、當(dāng)真空度達(dá)到95～105pa時開始計時，保持10～15min；循環(huán)時間為30～40min，精煉處理時間為60～65min，軟吹氬時間為15～20min，鋼水鎮(zhèn)靜時間為40～45min；精煉處理前鋼水溫度為1645～1650℃，精煉復(fù)壓后鋼水溫度為1625～1630℃；精煉處理前定氧值為520～530ppm，頂吹氧時間為4～5min，最低真空度為18～20pa，最低真空度時蒸汽溫度為200～205℃；脫氧鋁加入量為1.0～1.1kg/t鋼，升溫鋁加入量為0.6～0.65kg/t鋼；脫碳后氧含量為415～420ppm，脫氧時間為17～20min；靜吹氬結(jié)束后，加入直徑為的純鈣線0.82～0.85m/t鋼；
10、4)方坯連鑄：
11、中間包鋼水溫度為1545～1555℃，拉速為0.43～0.44m/min，中間包控制鋼水h含量≤2ppm，結(jié)晶器保護(hù)渣用量為0.45～0.50kg/t鋼，低碳中包覆蓋劑用量為1.1～1.2kg/t鋼；
12、5)加熱：
13、鑄坯進(jìn)加熱爐溫度為400℃～500℃，預(yù)熱段溫度為550℃～600℃，加熱時間為1.0～1.3h；加熱二段溫度為850℃～860℃，加熱時間為1.0～1.3h；加熱一段溫度為1180℃～1210℃，加熱時間為1.0～1.3h；均熱段溫度為1160℃～1180℃，加熱時間為1.0～1.5h；鑄坯出爐溫度為1000℃～1050℃；
14、6)軋制：
15、初軋工序：軋件經(jīng)多架軋機(jī)多道次軋制后進(jìn)入連軋機(jī)組；
16、連軋工序：軋件再經(jīng)多道次軋制后，得到工業(yè)純鐵棒材；
17、7)冷卻：軋后的工業(yè)純鐵棒材空冷至室溫。
18、所述生態(tài)電爐冶煉過程中，采用重量百分比為60％～65％鐵水與35％～40％的廢鋼冶煉。
19、所述生態(tài)電爐冶煉過程中加入輔料，包括：粒度為10～70mm的活性石灰，加入量為28～29kg/t鋼；粒度為20～80mm的石灰，加入量為3～3.1kg/t鋼；粒度為25～40mm的石灰石，加入量為42～43kg/t鋼；粒度為20～70mm的白云石，加入量為16～17kg/t鋼；以及燒結(jié)礦42～43kg/t鋼。
20、所述lf精煉過程中，鋼包凈空控制在350～400mm，渣厚為50～60mm；加入粒徑為的鋁渣球2.0～2.1kg/t鋼進(jìn)行頂渣改質(zhì)。
21、所述rh精煉過程中，真空泵啟動前氬氣壓力控制在0.1～0.3mpa，此時渣面微動鋼水不裸露；鋼包凈空控制在350～400mm，渣厚為50～60mm。
22、所述初軋工序中，軋件經(jīng)3架850mm軋機(jī)軋制9道次，具體過程為：第一次翻鋼后，第1道次軋至軋件寬408～408.01mm、高421～421.01mm，壓下量為65～65.01mm；第2道次軋至軋件寬426～426.01mm、高351～351.01mm，壓下量為70～70.01mm；第二次翻鋼后，第3道次軋至軋件寬370～370.01mm、高362～362.01mm，壓下量為64～64.01mm；第4道次軋至軋件寬397～397.01mm、高272～272.01mm，壓下量為90～90.01mm；第三次翻鋼后，第5道次軋至軋件寬285～285.01mm、高355～355.01mm，壓下量為42～42.01mm；第6道次軋至軋件寬297～297.01mm、高315～315.01mm，壓下量為40～40.01mm；第7道次軋至軋件寬307～307.01mm、高280～280.01mm，壓下量為35～35.01mm；第8道次軋至軋件寬317～317.01mm、高246～246.01mm，壓下量為34～34.01mm；第四次翻鋼后，第9道次軋至軋件寬271～271.01mm、高235～235.01mm，壓下量為82～82.01mm。
23、所述連軋工序中軋件再經(jīng)9道次軋制，具體過程為：第1道次軋至軋件高229～229.01mm、寬245～245.01mm；第2道次軋至軋件高192～192.01mm、寬235～235.01mm；第3道次軋至軋件高200～200.01mm、寬195～195.01mm；第4道次軋至軋件高173～173.01mm、寬210～210.01mm；第5道次軋至軋件高180～180.01mm、寬178.2～178.21mm；第6道次軋至軋件高142～142.01mm、寬190～190.01mm；第7道次軋至軋件高158～158.01mm、寬154.8～154.81mm；第8道次軋至軋件高121～121.01mm、寬162.8～162.81mm；第9道次軋至軋件高131.76～131.77mm、寬131.76～131.77mm。
24、所生產(chǎn)工業(yè)純鐵棒材成品的化學(xué)成分按重量百分比計為c≤0.004％，si≤0.010％，mn≤0.050％，p≤0.004％，s≤0.005％，co≤0.005％，mo≤0.005％，cu≤0.012％，alt：0.005％～0.020％，ti≤0.005％，nb≤0.005％，ni≤0.005％，其余為fe。
25、所生產(chǎn)工業(yè)純鐵棒材成品的規(guī)格為
26、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
27、(1)采用“生態(tài)電爐+lf精煉+rh精煉+方坯連鑄+冶煉+軋制”的生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)的高品質(zhì)工業(yè)純鐵棒材，既能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的化學(xué)成分，又能夠保證鋼質(zhì)純凈度。
28、(2)通過合理的成分設(shè)計并匹配優(yōu)化的生產(chǎn)工藝，保證了工業(yè)純鐵棒材的表面質(zhì)量及內(nèi)部質(zhì)量。
29、(3)與基于常規(guī)冶煉流程的生產(chǎn)工藝不同，本發(fā)明基于生態(tài)電爐流程生產(chǎn)工業(yè)純鐵棒材，為高品質(zhì)工業(yè)純鐵的工業(yè)化生產(chǎn)提供了一條新的途徑。