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4N級高純鐵特性與規模化製備技術純鐵是製備特殊合金的原材料，也是特殊的材料，其純度直接影響特殊合金的品質。

簡介

工業化火法生產2N-3N純鐵無法滿足日益提高的特殊合金的高純度製備要求，目前國內外無4N級高純鐵工業化火法生產技術。以超高純生鐵為基礎，通過工藝創新實現4N級高純鐵工業化火法生產，可以實現大規模高純鐵的生產，為特殊合金製備提供高純純鐵原料，達到強基固本的作用。鑑於純鐵的重要工程與科學意義，美國和日本等國科技界非常重視鐵的高純化研究，實驗室已經製備出6N級超純鐵。同時，還具有探索物質本質、起源與消亡的重要科學意義。

技術原理/技術要點

技術原理

1）龍鳳山鑄業獨創的「精選礦、精配礦、精冶煉、精煉提純」工藝，將鐵水中的元素及各種微量元素控制在極低水平。 2）利用不同元素的氧勢差，控制各種元素的氧化溫度，在不同溫度下實現各種元素的氧化去除。 3）利用各種元素的飽和蒸汽壓差異，在高真空度下，實現元素的去除。 技術特點 1）、採用龍鳳山獨有的超高純生鐵為原料,主要技術特點為在「三精法」冶煉高純生鐵的基礎上，採用先進技術「三精法+精煉深度提純工藝」路線，將生鐵中微量有害元含量去除至極低，超高純生鐵中的Cr、V、Mo、Sn、Sb、Pb、Bi、Te、As、B、Al等十一種微量元素總含量小於0.021wt.%。 2）、採用鐵水三脫+脫硫工藝，利用低溫弱氧化原則，將鐵水中的Mn、P、S進行去除。 3）採用強底吹提純爐，底吹噴吹石灰和底吹CO2，由常規轉爐供氧強度的0.08-0.15Nm3/tmin，提高至2.0-4.0Nm3/tmin，使用低溫氧化進一步去除Cr、Mn等元素。 4）在真空下進行脫碳，利用高真空度，將飽和蒸汽壓低的元素進行去除，最終實現4N級高純鐵的製備。

目前該技術已經實現公斤級4N級高純鐵生產，百公斤級中試生產線已完成安裝和調試工作，工業化火法生產4N級高純鐵生產線已完成設計及場地平整等建設工作。 4N級高純鐵作為原料有效改善高端特殊鋼與特種合金純淨度，提高材料性能，是製備包括高端特殊鋼、高溫合金、耐蝕合金、航空航天合金、核工業材料、軍工鋼在內的高品質合金的關鍵基礎原材料。它們廣泛應用於能源、交通、機械、武器、飛機、航天器、燃機、海工、石油化工、芯片製造、化學分析等高端裝備製造業。4N級高純鐵也是製備磁性材料、非晶材料等高性能功能材料的關鍵基礎材料；也是良好的電磁屏蔽材料，保障數據安全，精密設備運行；高超純鐵具備高熔點、高塑性的特點，是製備藥型罩、靶材及增材製造的基礎材料，高純鐵本身是具有潛力的軍工新材料。純鐵的高純化技術能夠顯著提升我國工業實力和國防能力。我國純鐵年需求量超過200萬噸，並呈現逐年增長。除了數量的增長，對純鐵的純度也提出了更高的要求。目前的2N-3N級純鐵不能完全滿足要求，4N級高純鐵具有廣闊的應用場合與前景。