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龙凤山铸业成功研制出了高纯生铁和超高纯生铁

发布时间:2022-6-20 13:50:08   来源:纯铁    浏览次数:3630

河北龙凤山铸业通过自主创新的“三精法(精料、精炼、精处理)”生产工艺,成功研制出了高纯生铁和超高纯生铁。其中,高纯生铁和超高纯生铁中铬、钒、钼、锡、锑、铅、铋、碲、砷、硼、铝等11种微量元素含量总和分别小于0.057%和0.021%,钛、锰、磷、硫等有害元素含量也极低。龙凤山铸业生产的高纯生铁和超纯生铁组织致密、无气孔和夹渣、表面洁净,可广泛用于高端铸铁件、铸钢件、特殊钢冶炼等,能够减少废钢带入的杂质与有害元素对材料的影响。例如,采用高纯生铁和超高纯生铁能保证冶金质量和高纯净度,生产的核乏燃料储运容器组织致密,无铸造缺陷和晶界偏析夹杂;生产的车轴齿轮箱、变速箱体和大型曲轴等军工配件的动态力学性能、疲劳性能和过热能力好;生产的舰船柴油机机体、缸盖、缸套等高端铸件具有高的抗热疲劳强度、硬度和耐磨性,提高了发动机的使用寿命。

高端特殊钢与特种合金使用最多的原料莫过于纯铁。纯铁不仅是冶炼原料,本身也是一种材料。我们知道,工业规模制备纯铁可以追溯到1886年美国西屋电气公司首先用杂质含量0.4%的热轧低碳钢板制备低碳电工钢。1910年美国阿姆科钢铁公司(Armco Steel Corporation)首先采用平炉冶炼出了纯度为99.75%的纯铁(即阿姆科铁),成为了工业用纯铁的代名词。目前,国内外能够工业化大规模实现3N级纯铁的生产,但无法工业化生产4N级以上的纯铁。自纯铁诞生以来,其发展一直在促进工业的进步。随着冶金技术和冶炼装备的进步,发达国家(美国、日本、德国、瑞典和法国等)越来越重视高纯铁和超纯铁的研发。例如,日本东邦亚铅公司采用电解法成功开发出了纯度为3N5-5N的高纯铁及超纯铁,并且已实现了商业化,并且于2021年成功开发出了高纯铁和超纯铁金属箔,具备良好的耐蚀性、磁性能和力学性能。

纯铁纯度提高到极限后,将会表现出很多不同的现象。2015年美国NIST联合日本、比利时和德国等针对3N8-6N8纯铁进行了力学测试,发现纯度提高后,6N8纯铁在低10-5 s-1应变速率下屈服强度最低能达到28 MPa,远低于对纯铁传统的屈服强度极限的认知。国内关于高纯铁和超纯铁的研究起步虽然较晚,但近几年也取得了可观成果。河北龙凤山铸业与上海大学材料学院、钢研总院以龙凤山的超高纯生铁为基础,创新的提出了工业化火法生产4N级高纯铁的新工艺流程,同时已在上海大学实验室制备出公斤级4N4高纯铁,其平均屈服强度最低能达到58 MPa。

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