本發明屬于冶金，具體涉及一種工業純鐵的制備方法。
背景技術：
1、工業純鐵因其具有優良的導熱和電磁特性，同時具有優良的韌性。工業純鐵主要用于冶煉各種特種合金，根據純度的不同，其應用領域有較大區別。國外主要采用鐵溶液電解的方法來生產高純度純鐵，而國內很少有企業具備量產高純度工業純鐵的能力。采用傳統的鋼鐵冶煉工藝來冶煉工業純鐵，對過程控制具有較高的要求，不僅要控制冶煉過程的成分，同時鋼水中的氧以及鋼水中雜質元素具有很高的要求，尤其是鑄坯中mn、p和s的含量難以達到高純度工業純鐵的成分要求（高端純鐵要求mn含量≤0.01%,p≤0.001%，s≤0.001%）。
2、專利cn202311671302.7提供了一種精煉雙聯工藝生產高純度超低錳工業純鐵的方法，通過全流程的工藝及原輔料控制，實現高純度工業純鐵的冶煉；專利cn202310140974.9提供了一種非鋁脫氧工業純鐵的制備方法，主要利用轉爐冶煉回收的專用低錳廢鋼，降低了錳含量控制的難度，同時rh脫氧過程采用硅+石灰粉組合脫氧工藝，實現低硅條件下的深脫氧處理。
3、綜上，以上兩個專利及現有技術都是傳統工藝流程下的冶煉工藝進行部分優化，但均未從源頭上解決工業純鐵長流程效率低的弊端；綜合來看，以上兩個方法并不是最佳的選擇。
技術實現思路
1、本發明要解決的技術問題是提供一種工業純鐵的制備方法，保證了產品成分（mn，p和s）滿足高端客戶要求，煉鋼過程高效生產。
2、為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案如下：一種工業純鐵的制備方法，所述制備方法包括下述步驟：
3、（1）鐵水進行脫硅、脫硫處理；
4、（2）轉爐冶煉過程，采用高堿度控制，堿度控制在3.5-6.5，出鋼溫度控制在1570-1580℃，鋼水磷含量小于0.003%，碳含量小于0.001%，出鋼后，采用扒渣的方式，將全部爐渣去除掉，并用保溫蓋的方式送至連鑄澆鑄；
5、（3）連鑄澆鑄采用全程密封保護澆鑄，澆鑄過程鋼水中氧含量小于100ppm；
6、（4）轉爐使用石灰、輕燒和礦石等原輔料，其中s含量小于0.01%。
7、本發明所述步驟（1）中，脫硅處理時，采用氧化鐵皮作為脫硅劑，將鐵水中的硅含量控制在0.05%以下；脫硫過程采用鎂粉和石灰的復合噴吹方式，將鐵水中的硫含量控制在0.001%以下。
8、本發明所述步驟（3）中，保護澆鑄輔以中包加熱和中包吹氬的方法，過熱度控制范圍為0-3℃，澆鑄時間控制在20-35min。
9、本發明所述工業純鐵中，mn≤0.01%，p和s均≤0.001%。
10、本發明所述工業純鐵純度≥99.9%。
11、本發明的設計原理如下：在工業純鐵傳統生產過程中，均采用鐵水預脫硫-轉爐/電爐-lf精煉-vd精煉/rh精煉-連鑄的流程生產，其中鐵水脫硫工藝是實現鋼種s含率控制到極低水平的必要條件，轉爐或者電爐肩負著脫錳、脫磷的任務，lf負責升溫與繼續脫磷和脫錳，vd/rh真空精煉則需要完成脫碳、脫氣的任務，連鑄工序是完成最后的鋼水澆鑄。按照常規思路，上述工藝流程是固定不變的，且每一個生產工序都肩負著不同的任務使命，然而從實際生產來看，工業純鐵生產工序較多，流程冗長，雖然生產出了合格的工業純鐵鑄坯，但整體效率不高，生產成本較高。為了進一步提升工業純鐵的生產效率，本申請以高效高質量生產工藝純鐵為目標，通過大量的現場試驗，打破常規，確定了鐵水預處理-轉爐冶煉-連鑄生產的短流程冶煉工藝思路。其中，鐵水預處理為轉爐創造條件，轉爐完成脫錳、脫磷和脫氧等，連鑄完成低過熱度澆鑄，實現全流程高效高質量的工業純鐵生產。
12、相對于常規的長流程冶煉方法下存在的煉鋼生產成本高、效率低下的弊端。本發明獨辟蹊徑，通過鐵水預脫硅，實現鐵水初始硅含量，減少吹煉初期sio2的生成量，預脫硅后鋼水爐渣堿度提升更快，脫磷反應的有效階段得以提前，避免脫磷高峰期后移；初期渣量減少，轉爐冶煉過程中渣-金界面的傳質效率提高，有利于脫磷反應的動力學條件改善；預脫硅作為前置步驟，通過分階段處理避免了硅與磷氧化反應的競爭，使后續脫磷反應更高效。轉爐高堿度和低溫出鋼保證了終點磷含量滿足標準要求，出鋼后的扒渣是防止爐渣回磷的必要手段；連鑄采用全程密封保護澆鑄，避免了鋼水吸氮，低過熱度澆鑄又與轉爐低溫出鋼協同一致。中包吹氬結合密封澆鑄，有效地減少鋼中氧含量。
13、采用上述技術方案產生的有益效果在于：本發明可以實現工業純鐵的批量穩定生產，能夠規模化應用于煉鋼過程中，操作簡便、效果穩定。相比傳統煉鋼工藝，本發明可以實現免精煉處理模式下生產工業純鐵，有效地提高工業傳統冶煉效率20-40%，大幅降低生產成本，實現超高潔凈度（mn≤0.01%、p和s均≤0.001%）工業純鐵生產，帶來巨大的社會、經濟效益。
1.一種工業純鐵的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括下述步驟：
2.根據權利要求1所述的一種工業純鐵的制備方法，其特征在于，所述步驟（1）中，脫硅處理時，采用氧化鐵皮作為脫硅劑，將鐵水中的硅含量控制在0.05%以下；脫硫過程采用鎂粉和石灰的復合噴吹方式，將鐵水中的硫含量控制在0.001%以下。
3.根據權利要求1所述的一種工業純鐵的制備方法，其特征在于，所述步驟（3）中，保護澆鑄輔以中包加熱和中包吹氬的方法，過熱度控制范圍為0-3℃，澆鑄時間控制在20-35min。
4.根據權利要求1-3任意一項所述的一種工業純鐵的制備方法，其特征在于，所述工業純鐵中，mn≤0.01%，p和s均≤0.001%。
5.根據權利要求1-3任意一項所述的一種工業純鐵的制備方法，其特征在于，所述工業純鐵純度≥99.9%。