岳崇鋒，洪益成，徐立軍

　　北京鋼研新冶工程技術(shù)中心有限公司

　　1 前言

　　傳統(tǒng)鋼鐵流程中，高爐煉鐵在將礦石中鐵的氧化物還原為金屬鐵，同時(shí)將礦石中硫、磷、硅、錳、釩等的氧化物部分還原，并進(jìn)入鐵水，降低了鐵水的純凈度，并增加了煉鋼工藝的負(fù)擔(dān)。優(yōu)質(zhì)鐵礦石或鐵精礦通過直接還原可生產(chǎn)高品位直接還原鐵，用于電爐煉鋼時(shí)可顯著降低鋼水中雜質(zhì)元素，有利于推動(dòng)和促進(jìn)潔凈鋼、優(yōu)質(zhì)鋼生產(chǎn)的發(fā)展和鋼鐵產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的改善。直接還原法可有效阻止其他元素進(jìn)入金屬相，是提高鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量有效手段之一[,]。

　　傳統(tǒng)直接還原鐵主要應(yīng)用于以下幾個(gè)方面：1）用于電爐煉鋼，2）用作高爐爐料，3）用作轉(zhuǎn)爐冷料，4）用作粉末冶金原料、感應(yīng)爐和化鐵爐化鐵，特殊生鐵和球墨鑄鐵等[]?？梢姡苯舆€原鐵一般僅用作替代廢鋼應(yīng)用，附加值低，未有效的體現(xiàn)出直接還原鐵品位高、雜質(zhì)少等優(yōu)點(diǎn)，特別是采用高品位優(yōu)質(zhì)鐵精粉為原料生產(chǎn)的高純優(yōu)質(zhì)直接還原鐵，更需要開拓其應(yīng)用領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)高附加值應(yīng)用。因此，本文試對高純優(yōu)質(zhì)直接還原鐵在下游產(chǎn)業(yè)鏈中的高附加值應(yīng)用方向進(jìn)行探討，以期促進(jìn)直接還原鐵技術(shù)進(jìn)步，開拓其應(yīng)用市場。

　　2 高純優(yōu)質(zhì)直接還原鐵應(yīng)用

　　目前，隨著我國選礦技術(shù)的進(jìn)步，用于直接還原鐵生產(chǎn)的鐵精粉品位可達(dá)到71.5%以上，近年，遼寧建平縣采用先進(jìn)選礦技術(shù)，鐵精粉品位平均可以達(dá)到71.99%以上，用這種高純鐵精粉生產(chǎn)出的高純優(yōu)質(zhì)直接還原鐵品位更高，雜質(zhì)極少。中鋼鋼研研發(fā)的一批新工藝、新材料，選用高純優(yōu)質(zhì)直接還原鐵做原料，結(jié)合中鋼鋼研近年研發(fā)成果，對高純優(yōu)質(zhì)直接還原鐵的幾個(gè)主要應(yīng)用方向進(jìn)行以下介紹。

　　2.1非晶母材

　　非晶態(tài)合金即金屬玻璃，固態(tài)時(shí)具有短程有序、長程無序的特征，是一種亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)，其原子在三維空間呈拓?fù)錈o序排列，并在一定溫度范圍保持這種狀態(tài)相對穩(wěn)定。金屬玻璃作為一種新型材料，不僅具有極高的強(qiáng)度、韌性、耐磨性和耐腐蝕性，而且還表現(xiàn)出優(yōu)良的軟磁性和超導(dǎo)性[,]。

　　非晶帶材作為新一代的軟磁合金材料，具有典型的“雙綠色”特點(diǎn)，從材料本身和工藝制度都體現(xiàn)出典型的節(jié)能特點(diǎn)，非晶帶材制造過程示意圖如圖1所示。
 

　　非晶帶材主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)?電力、電子、光伏、汽車等。例如非晶帶材可用于制造節(jié)能配電變壓器鐵芯，采用非晶帶材制造的SH15型配電變壓器的空載損耗比S11型硅鋼變壓器低60%～80%，節(jié)能效果明顯。非晶寬帶應(yīng)用情況如圖2所示。
 

　　圖2非晶寬帶應(yīng)用

　　中國鋼研安泰公司托于國家非晶微晶合金工程技術(shù)研究中心，擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的萬噸級(jí)非晶寬帶工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)，是全球兩大供應(yīng)商之一，也是國內(nèi)規(guī)模最大、技術(shù)水平最高的納米晶帶材生產(chǎn)企業(yè)。中國鋼研生產(chǎn)非晶態(tài)合金，目前非晶母材采用的為太鋼純鐵板坯YT0（或YT01）純鐵，成分如表1所示。通過采用高純優(yōu)質(zhì)鐵精粉，通過直接還原和提純后可以針對非晶帶材成分要求生產(chǎn)出合格的非晶母材，并可根據(jù)非晶母材特殊成分及坯料要求進(jìn)行小批量、定制生產(chǎn)，采用高純優(yōu)質(zhì)直接還原鐵生產(chǎn)非晶母材具有生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品雜質(zhì)少，生產(chǎn)過程綠色環(huán)保等優(yōu)勢。 

　　表1非晶母材用純鐵牌號(hào)及成分

　　高純優(yōu)質(zhì)直接還原鐵品位高，雜質(zhì)少，是生產(chǎn)粉末高溫合金的良好原料。

　　2.4高純凈超低碳特冶產(chǎn)品

　　利用高品位優(yōu)質(zhì)鐵精粉，經(jīng)直接還原和進(jìn)一步提純后，可以應(yīng)用于生產(chǎn)高純凈超低碳特冶產(chǎn)品。例如超低碳耐晶間腐蝕不銹鋼022Cr19Ni10的生產(chǎn)（成分見表2），可以用高品位、雜質(zhì)少的高純優(yōu)質(zhì)直接還原鐵為基料，通過添加合適的合金成分進(jìn)行生產(chǎn)。

　　　　表2超低碳耐晶間腐蝕不銹鋼（022Cr19Ni10）成分
 

　　2.5精密鑄造、高溫合金及各種鐵基合金

　　提純處理后的直接還原鐵可以實(shí)現(xiàn)質(zhì)地非常純凈，雜質(zhì)含量極低，可以作為“精密鑄造、高溫合金以及各種鐵基合金”生產(chǎn)的基本原料。

　　3結(jié)語

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