工业纯铁生产工艺流程【详情】
钢铁生产流程

钢铁生产流程前言钢铁作为一种重要的金属材料,在现代社会中扮演着重要的角色。
钢铁的生产流程既包含了传统的冶炼工艺,也融合了现代工业技术的高度发展。
本文将介绍钢铁的生产流程,从原材料准备到成品的加工过程,展示钢铁行业的发展脉络。
原材料准备钢铁的生产主要依赖于两种基本原材料:铁矿石和焦炭。
铁矿石是钢铁的主要原料,通过提炼可以得到纯净的铁;而焦炭则提供了高温熔炼所需的热能。
除此之外,还需要适量的石灰石和废钢作为辅助原料。
在生产之前,这些原材料需要进行配比、破碎、混合等处理,以确保生产过程的顺利进行。
炼铁过程炼铁是钢铁生产的核心环节,主要分为高炉法、直接还原法和熔融还原法等方法。
其中,高炉法是目前最主流的方法。
在高炉中,将经过破碎处理的铁矿石、焦炭和石灰石按一定比例装入高炉,通过加热使其中的铁矿石发生还原反应,最终得到铁水和副产品炉渣。
铁水经过处理后可以得到生铁,成为下游加工的原料。
钢的冶炼生铁虽然可以直接用于一些领域,但其含碳量较高,性能不够稳定。
因此需要对生铁进行冶炼,控制其碳含量,制成符合要求的钢。
目前主要的冶炼方法有转炉法、电炉法和氧气底吹法等。
这些方法可以有效地控制钢的成分和性能,生产出适用于不同领域的钢材产品。
钢材加工冶炼出的钢材并不能直接使用,一般需要经过热处理、轧制、铸造等加工工艺,才能成为成品钢材。
在这一过程中,钢材会根据具体需求进行裁切、成型等操作,最终得到适用于建筑、机械制造、汽车等行业的钢材产品。
结语钢铁生产流程是一个复杂而系统的工程,需要多种原材料和技术的协同作用。
随着工业技术的不断进步,钢铁行业也在不断创新,减少能耗、降低排放,提高产品质量。
相信随着科技的发展,钢铁行业将迎来更加美好的未来。
钢铁企业基本工艺作业流程

钢铁企业工艺步骤钢铁生产工艺步骤大致分为:选矿,烧结,焦化,炼铁,炼钢,连铸,轧钢等过程;辅助系统有:制氧/制氮,循环水系统,烟气除尘及煤气回收等。
原煤粉状含铁原料铁矿原料物料流线能源流线钢成品1选矿1.1工艺介绍选矿是冶炼前准备工作,从矿山开采下来矿石以后,首先需要将含铁、铜、铝、锰等金属元素高矿石甄选出来,为下一步冶炼活动做准备。
1.2工艺步骤选矿通常分为破碎、磨矿、选别三部分。
其中,破碎又分为:粗破、中破和细破;选别依方法不一样也可分为:磁选、重选、浮选等。
1.3原料原矿石。
1.4产物铁精矿。
1.5设备矿石破碎设备:颚式破碎机、锤式破碎机。
磨矿工艺设备:球磨机、螺旋分级机。
选别工艺设备:浮选机、磁选机。
2烧结2.1工艺介绍为了确保供给高炉铁矿石中铁含量均匀,而且确保高炉透气性,需要把选矿工艺产出铁精矿制成10-25mm块状原料。
铁矿粉造块现在关键有两种方法:烧结法和球团法。
铁矿粉造块目标:◆去除有害杂质,回收有益元素,保护环境;◆综合利用资源,扩大炼铁用原料种类;◆改善矿石冶金性能,适应高炉冶炼对铁矿石质量要求。
2.2工艺步骤2.2.1烧结法烧结是钢铁生产工艺中一个关键步骤,它是将铁矿粉、粉(无烟煤)和石灰、高炉炉尘、轧钢皮、钢渣按一定配比混匀。
经烧结而成有足够强度和粒度烧结矿可作为炼铁熟料。
烧结矿生产步骤:烧结料准备,配料和混合,烧结和产品处理。
精矿粉石灰石碎焦高炉灰结矿热烧结矿电2.2.2 球团法球团是把细磨铁精矿粉或其它含铁粉料添加少许添加剂混合后,在加水润湿条件下,经过造球机滚动成球,再经过干燥焙烧,固结成为含有一定强度和冶金性能球型含铁原料。
球团矿生产步骤:原料准备、配料、混合、造球、干燥和焙烧、冷却、成品和返矿处理铁精粉精矿粉膨润土电2.3原料含铁原料:含铁量较高、粒度<5mm矿粉,铁精矿,高炉炉尘,轧钢皮,钢渣等。
通常要求含铁原料品位高,成份稳定,杂质少。
熔剂:要求熔剂中有效CaO含量高,杂质少,成份稳定,含水3%左右,粒度小于3mm占90%以上。
钢铁生产工艺流程介绍

钢铁生产工艺流程介绍
钢铁生产工艺主要包括:炼铁、炼钢、轧钢等流程。
(1)炼铁:就是把烧结矿和块矿中的铁还原出来的过程。
焦炭、烧结矿、块矿连同少量的石灰石、一起送入高炉中冶炼成液态生铁(铁水),然后送往炼钢厂作为炼钢的原料。
(2)炼钢:是把原料(铁水和废钢等)里过多的碳及硫、磷等杂质去掉并加入适量的合金成分。
(3)连铸:将钢水经中间罐连续注入用水冷却的结晶器里,凝成坯壳后,从结晶器以稳定的速度拉出,再经喷水冷却,待全部凝固后,切成指定长度的连铸坯。
(4)轧钢:连铸出来的钢锭和连铸坯以热轧方式在不同的轧钢机轧制成各类钢材,形成产品。
钢铁工业的生产流程图
钢铁产业链条
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钢铁制造流程

2024/11/1
College of material science and engineering, ChongQing university
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钢铁铁制造流程
转炉炼钢的技术发展
18551856年英国人亨利 贝塞麦Henly开发了酸性底吹空气 转炉炼钢法;
1878年英国人托马斯S G Thomas碱性底吹空气转炉炼钢 法;
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钢铁铁制造流程
连铸工艺——设备
2024/11/1
College of material science and engineering, ChongQing university
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钢铁铁制造流程
连铸工艺——相关技术
连铸ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ套技求如下
保护浇注 采用无氧化保护浇注;大钢包与中间包用长水口;中间包与结晶 器之间用浸入式水口;钢水面用保护渣;连接处用氩气保护 电磁搅拌 安装在不同部位和不同搅拌方向的电磁搅拌装置可达到不同效 果 有结晶器电磁搅拌MEMS;结晶器下方电磁搅拌IEMS;二次区电磁搅拌 SEMS和冶金长度末端的电磁搅拌FEMS 这些搅拌装置可以单独亦可组合 使用 液面控制 这应采用灵敏可靠的结晶器液面测量及自动控制 目前对特殊钢 方坯连铸机采用钴60或铯137液位检测仪;自动调节中间罐水口开口度控制 液面;使液面波动范围在0~3mm内 中间包设计 中间包按大容量和最佳形状设计 为保证夹杂物充分上浮析出; 中间包钢液面深度不小于800mm;利用中间包钢水重量变化来自动调节钢 水包水口开口度;控制中间包熔池深度 振动装置 采用小振幅高频率的结晶器振动;一般频率可达0~360次/min; 振幅<10mm有的为±4mm 二冷控制 精确控制二次喷水冷却 按不同钢种 不同拉速自动调节;均匀冷 却 尽管气水雾冷却会增加控制上的困难 价格较高;但对特殊钢连铸来说仍 是十分必要的 自动控制 采用计算机控制对稳定铸坯质量非常重要
生铁的工艺流程

生铁的工艺流程
生铁是一种重要的金属材料,广泛应用于建筑、机械制造、汽车工业等领域。
生铁的制造工艺流程主要包括矿石选矿、炼焦、铁矿石还原和熔炼、炼铁和铸造等环节。
矿石选矿是生铁制造的第一步。
从矿山中挖掘出的铁矿石经过破碎、磨矿和浮选等工艺,去除杂质,得到高品位的铁矿石。
这些铁矿石通常含有铁氧化物、硅酸盐、碳酸盐等成分。
第二步是炼焦。
将选矿后的铁矿石与焦炭混合,放入高炉中进行炼焦。
在高温下,焦炭中的挥发物被释放出来,形成焦炭气体。
这些挥发物经过冷凝、净化处理后,可以得到有机化学品和煤气。
接下来是铁矿石还原和熔炼。
经过炼焦后的铁矿石和石灰石一起放入高炉中。
在高温下,焦炭气体与铁矿石中的氧化铁反应,生成还原铁。
同时,石灰石可以与杂质反应,形成炉渣。
在高炉底部,还会产生液态铁和炉渣的分离。
然后是炼铁环节。
液态铁从高炉底部流出,经过一系列的处理,去除杂质,得到精铁。
这个过程中会使用各种冶金设备,如连铸机、炼钢炉等。
精铁中的碳含量较高,通常在2-4%之间。
最后是铸造。
精铁可以通过铸造工艺制成各种形状的铸件,如铁轨、铸铁管、铸铁件等。
铸造过程中需要将精铁加热至熔化状态,然后
倒入铸型中,冷却凝固后得到所需的铸件。
总结来说,生铁的工艺流程包括矿石选矿、炼焦、铁矿石还原和熔炼、炼铁和铸造等环节。
这些环节相互配合,通过一系列的化学反应和物理过程,将原始的铁矿石转化为有用的金属材料。
生铁的制造工艺在不断发展和创新,以提高生铁的品质和产量,满足各个领域对金属材料的需求。
钢铁生产流程详解图

钢铁生产工艺(附流程图)1、碳素钢的定义及钢中五元素含碳2%以下的铁碳合金称为钢。
碳素钢中的五元素是指化学-成份中的主要组成物,即 C、Si、Mn、S、P(碳、硅、锰、硫、磷)。
其次是在炼钢过程中不可避免地会混入气体,含O、H、N(氧、氢、氮)。
此外,用铝—硅脱氧镇静工艺中,必然在钢水中含有 Al,当Als(酸溶铝)≥0.020%时,还有细化晶粒的作用。
2、钢铁是怎样炼成的?炼钢的主要任务是按所炼钢种的质量要求,调整钢中碳和合金元素含量到规定范围之内,并使P、S、H、O、N等杂质的含量降至允许限量之下。
炼钢过程实质上是一个氧化过程,炉料中过剩的碳被氧化,燃烧成CO气体逸出,其它Si、P、Mn 等氧化后进入炉渣中。
S部份进入炼渣中,部份则生成SO2排出。
当钢水成份和温度达到工艺要求后,即可出钢。
为了除去钢中过剩的氧及调整化学成份,可以添加脱氧剂和铁合金或合金元素。
3、转炉炼钢简介从鱼雷车运来的铁水经过脱硫、挡渣等处理后即可倒入转炉中作为主要炉料,另加10% 以下的废钢。
然后,向转炉内吹氧燃烧,铁水中的过量碳被氧化并放出大量热量,当探头测得达到预定的低碳含量时,即停止吹氧并出钢。
一般在钢包中需进行脱氧及调整成份操作;然后在钢液表面抛上碳化稻壳防止钢水被氧化,即可送往连铸或模铸工区。
对要求高的钢种可增加底吹氩、RH真空处理、喷粉处理(喷SI—CA粉及变性石灰)可以有效降低钢中的气体与夹杂,并有进一步降碳及降硫的作用。
在这些炉外精炼措施后还可以最终微调成份,满足优质钢材的需求。
4、初轧模铸钢锭采取热装、热送新工艺,进入均热炉加热,然后通过初轧机及钢坯连轧机轧成板坯、管坯、小方坯等初轧产品,经过切头、切尾、表面清理,(火焰清理、打磨)高品质产品则还需对初轧坯进行扒皮和探伤,检验合格后入库。
目前初轧厂的产品有初轧板坯、轧制方坯、氧气瓶用钢坯、齿轮用圆管坯、铁路车辆用车轴坯及塑模用钢等。
初轧板坯主要供应热轧厂作为原料;轧制方坯除部份外供,主要送往高速线材轧机作原料。
钢铁冶炼工艺流程
钢铁冶炼工艺流程钢铁冶炼是将铁矿石经过一系列工艺流程加工成钢铁产品的过程。
这一过程涉及多个步骤和工艺,需要严格控制各个环节,以确保最终产品的质量和性能。
下面我们将详细介绍钢铁冶炼的工艺流程。
首先,钢铁冶炼的第一步是选矿。
在这一阶段,需要对原料进行筛分、破碎和磨矿,以获得适合冶炼的铁矿石。
选矿的目的是提高矿石的品位,减少杂质,为后续的冶炼工艺提供良好的原料。
接下来是炼铁工艺。
在炼铁过程中,将经过选矿处理的铁矿石与焦炭、石灰石等原料一起投入高炉进行冶炼。
在高炉内,矿石在高温下被还原成铁,同时石灰石吸收硅、磷等杂质,焦炭提供热量。
这一过程产生的熔融铁水称为生铁,是钢铁冶炼的重要中间产品。
随后是转炉冶炼。
生铁经过转炉冶炼可以得到钢水。
在转炉内,将生铁与废钢、废铁等原料一起进行冶炼,通过吹氧等工艺,去除熔融铁水中的碳、硅、锰等杂质,调整合金成分,最终得到符合要求的钢水。
接着是连铸工艺。
钢水经过连铸设备进行连铸,将熔融的钢水浇铸成方坯、圆坯等不同形状的铸坯。
连铸是钢铁冶炼的关键环节,直接影响最终产品的质量和形状。
最后是热轧工艺。
铸坯经过热轧设备进行轧制,将其加热至一定温度后进行轧制,得到不同规格和形状的钢材。
热轧是将铸坯加热至一定温度后进行轧制,以改变其形状和尺寸,得到成品钢材的重要工艺。
总的来说,钢铁冶炼工艺流程是一个复杂而又精细的过程,需要各个环节密切配合,确保生产过程的稳定和产品质量的可控。
只有严格按照工艺流程进行操作,才能生产出优质的钢铁产品,满足市场需求。
希望本文的介绍能够对钢铁冶炼工艺有所了解,也希望钢铁行业在未来能够不断创新,提高工艺水平,生产更加优质的钢铁产品。
工业纯铁生产工艺流程【详情】
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!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,制备的纯铁纯度多在99.99%~99.9999%的范围内,又称为超纯铁(Ultra-High Purity Iron)。
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,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。
钢铁制品制作工艺流程
钢铁制品制作工艺流程
本文档旨在介绍钢铁制品的制作工艺流程,以帮助读者了解钢
铁制品的生产过程。
1. 原料准备
首先,钢铁制品的制作过程始于原料准备。
需要准备的原料包
括铁矿石、煤炭和废钢等。
这些原料将在后续的步骤中加工和利用。
2. 炼铁
第二步是炼铁过程。
在这一阶段,铁矿石将通过高温高压的炼
铁炉进行熔化和精炼,以提取出纯净的铁。
3. 炼钢
在炼铁后,将进行炼钢过程。
这一步骤中,通过加入合适的合
金元素和控制加热时间和温度等参数,将铁转化为具有所需性能的钢。
4. 钢铁制品制作
一旦获得所需的钢,便可以开始钢铁制品的制作过程。
钢铁制品可以通过多种方式加工,包括锻造、冷加工、热处理、焊接和涂层等。
5. 检验和质量控制
在制作过程中,需要进行检验和质量控制。
这可以确保最终的钢铁制品符合相关的标准和规定,并具有所需的质量和性能。
6. 包装和发货
最后一步是将制作完成的钢铁制品进行包装和发货。
这包括选择适当的包装材料和进行合理的包装,以确保产品在运输过程中的安全和完整。
结论
通过本文档的介绍,读者可以了解到钢铁制品制作的基本工艺流程。
这个过程涵盖了原料准备、炼铁、炼钢、钢铁制品制作、检验和质量控制,以及最终的包装和发货。
对于了解钢铁制品生产过程的人来说,本文档提供了一个简要的概览。
铁的冶炼工艺流程
铁的冶炼工艺流程
《铁的冶炼工艺流程》
铁的冶炼工艺是指将铁矿石中的铁元素提取出来并加工成可用的金属铁的过程。
铁是一种重要的建筑和制造材料,因此其冶炼工艺流程也十分重要。
首先,铁矿石需要经过采矿和选矿的步骤。
采矿是指从地下或地表采集铁矿石的过程,而选矿则是将采集到的矿石进行分选、破碎和磨矿,以提高矿石的品位和含铁率。
接下来是炼铁的过程。
炼铁是将经过选矿处理的铁矿石与焦炭、石灰石等原料放入高炉中,通过高温还原反应产生铁的过程。
在高炉中,焦炭会释放一定量的热能,并向矿石中注入碳,从而与氧化铁发生还原反应,产生出金属铁。
然后是钢铁的制备过程。
在炼铁工艺中,产生的铁并不是纯净的金属铁,还需要通过炼钢工艺进一步提纯和合金化。
炼钢是通过向生铁中加入其他金属元素或进行氧化还原反应,以改变其化学成分和性能,从而得到钢铁。
最后是铁的加工和应用。
经过炼铁和炼钢工艺得到的铁和钢材还需要进行一系列的加工,如轧制、锻造、铸造等工艺,才能制成各种形状和规格的铁制品。
这些铁制品广泛应用于建筑、机械制造、交通运输等各个领域。
总的来说,铁的冶炼工艺流程包括采矿、选矿、炼铁、炼钢和
铁的加工和应用等多个过程。
这些工艺严格控制着铁的质量和性能,是铁制品制造的基础。
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工业纯铁生产工艺流程
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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,制备的纯铁纯度多在99.99%~99.9999%的范围内,又称为超纯铁(Ultra-High Purity Iron)。
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,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Masahito Uchikoshi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
99.999% ,已可以进行商业化生产。
国内的超纯铁制备技术研究起步较晚。
例如,有色金属研究总院的孙辉等提出了采用萃取色层法,即利用萃淋树脂将溶剂萃取法的高选择性和色层法的高效性结合起来,解决了溶剂萃取分层困难的问题,有效分离出了高纯三氯化铁溶液,纯度达到99. 99%。
国内外超纯铁杂质检测技术研发进展。
当纯铁的纯度达到一定程度后,其他元素都成为痕量元素,确定痕量元素的含量对控制超纯铁的性能起到至关重要的作用。
对于超纯铁中碳及其他杂质成分的检验方法,国内外学者也开展了大量的研究。
文献报道较多的是采用原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、电感耦合等离
子体质谱法和电感耦合等离子体原子发射光谱法等,但都具有一定的局限性。
研发方向展望
短流程、低成本生产和检测技术的开发。
工业纯铁和超纯铁的制备工艺仍非常复杂,费用昂贵。
如何实现短流程生产,降低生产成本,是未来纯铁研究的一大难题。
现在工业纯铁和超纯铁正朝着纯度越来越高的方向发展,如何检验其中的痕量元素也成为研究的一个热点。
现有检测方法存在技术复杂、成本高和难以大规模工业应用的局限性,仍有待进一步研究。
前沿技术的引入。
电渣重熔是20世纪末的一门前沿技术,它可以将金属的凝固、合成、精炼成型等过程集中在一道工序之中,可以得到材质纯净,成分均匀、综合性能优良的铸件。
电渣重熔是一门问世时间很短的跨专业技术,因为它不仅具有精炼提纯功能,而且具有顺序凝固的功能。
将电渣重熔技术引入工业纯铁的生产工艺,有助于缩短工艺流程,降低成本,提高产品的最终性能。
空间提纯技术是20世纪80年代美国率先开展的。
2002年我国“神州4号”也开展了空间电泳提纯技术试验,取得了良好的提纯效果。
宇宙空间的超高真空、超低温、无重力的条件,为金属提纯提供了优越条件。
液态金属具有最大的表面张力系数,物料可自由悬浮而无需坩埚,可以实现纯铁无污染熔炼,为生产纯度更高的纯铁提供有利条件。
新型铁基合金材料。
纯铁的纯度达到一定值时,其性质会发生很大的改变。
例如铁铬合金(不锈钢),铬含量的极限值为30%。
而超纯铁中的铬含量极限值可以达到50%,这样合金的耐高温性能可以提高到1000℃以上,可用于耐高温的环境,如超音速喷气机发动机等。
纯铁纯度的提高将产生特殊性能的合金,会大大扩大合金材料的使用范围,延长其使用寿命。
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