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龍鳳山鑄業成功研制出了高純生鐵和超高純生鐵

發布時間：2022/6/20 13:50:08 來源：純鐵瀏覽次數：4806

河北龍鳳山鑄業通過自主創新的“三精法（精料、精煉、精處理）”生產工藝，成功研制出了高純生鐵和超高純生鐵。其中，高純生鐵和超高純生鐵中鉻、釩、鉬、錫、銻、鉛、鉍、碲、砷、硼、鋁等11種微量元素含量總和分別小于0.057%和0.021%，鈦、錳、磷、硫等有害元素含量也極低。龍鳳山鑄業生產的高純生鐵和超純生鐵組織致密、無氣孔和夾渣、表面潔凈，可廣泛用于高端鑄鐵件、鑄鋼件、特殊鋼冶煉等，能夠減少廢鋼帶入的雜質與有害元素對材料的影響。例如，采用高純生鐵和超高純生鐵能保證冶金質量和高純凈度，生產的核乏燃料儲運容器組織致密，無鑄造缺陷和晶界偏析夾雜；生產的車軸齒輪箱、變速箱體和大型曲軸等軍工配件的動態力學性能、疲勞性能和過熱能力好；生產的艦船柴油機機體、缸蓋、缸套等高端鑄件具有高的抗熱疲勞強度、硬度和耐磨性，提高了發動機的使用壽命。

高端特殊鋼與特種合金使用最多的原料莫過于純鐵。純鐵不僅是冶煉原料，本身也是一種材料。我們知道，工業規模制備純鐵可以追溯到1886年美國西屋電氣公司首先用雜質含量0.4%的熱軋低碳鋼板制備低碳電工鋼。1910年美國阿姆科鋼鐵公司（Armco Steel Corporation）首先采用平爐冶煉出了純度為99.75%的純鐵（即阿姆科鐵），成為了工業用純鐵的代名詞。目前，國內外能夠工業化大規模實現3N級純鐵的生產，但無法工業化生產4N級以上的純鐵。自純鐵誕生以來，其發展一直在促進工業的進步。隨著冶金技術和冶煉裝備的進步，發達國家（美國、日本、德國、瑞典和法國等）越來越重視高純鐵和超純鐵的研發。例如，日本東邦亞鉛公司采用電解法成功開發出了純度為3N5-5N的高純鐵及超純鐵，并且已實現了商業化，并且于2021年成功開發出了高純鐵和超純鐵金屬箔，具備良好的耐蝕性、磁性能和力學性能。

純鐵純度提高到極限后，將會表現出很多不同的現象。2015年美國NIST聯合日本、比利時和德國等針對3N8-6N8純鐵進行了力學測試，發現純度提高后，6N8純鐵在低10-5 s-1應變速率下屈服強度最低能達到28 MPa，遠低于對純鐵傳統的屈服強度極限的認知。國內關于高純鐵和超純鐵的研究起步雖然較晚，但近幾年也取得了可觀成果。河北龍鳳山鑄業與上海大學材料學院、鋼研總院以龍鳳山的超高純生鐵為基礎，創新的提出了工業化火法生產4N級高純鐵的新工藝流程，同時已在上海大學實驗室制備出公斤級4N4高純鐵，其平均屈服強度最低能達到58 MPa。

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