超纯铁是一种重要的钢铁基础材料,主要用于冶炼各种高温合金、耐热合金、精密合金、马氏体时效钢等等航空航天、军工和民用合金或钢材,近年来在国内外发展异常迅猛。开发高纯铁的制备技术,可扩大其使用范围。在国内超纯铁的制备工艺还很不成熟,超纯铁的供应还不能满足需求,而研究在感应炉中用海绵铁为铁源冶炼超纯铁,从原料上来说,海绵铁产量在不断提高且价格相对便宜;从成份上来说,海绵铁残余元素(Pb、As、Sn、Sb、Bi、Cu等等)含量低,得到的超纯铁产品纯净度高。本文在实验室的条件下,用25kg中频感应炉和25kg真空感应炉开展了在感应炉中用海绵铁冶炼超纯铁的实验研究。主要研究内容包括了海绵铁深脱磷的热力学和动力学研究,脱磷渣系的选择和影响钢水深脱磷的因素等等。在感应炉中用海绵铁熔炼出磷含量为10 ppm左右的纯铁。在此基础上对钢水深脱硫的热力学条件进行了理论分析,并通过实验对脱硫渣系组成熔点,机械混合渣和预熔精炼渣对钢水脱硫的影响进行了研究。通过理论分析和实验数据得出了钢水深脱硫必须满足的条件,最终在感应炉中将钢水中的硫含量降到了10 ppm左右。研究表明,只要控制好脱磷和脱硫的热力学条件,选择合适的熔炼渣系组成,在感应炉中用海绵铁或直接还原铁冶炼超纯铁是可行的。若能应用于大规模的工业生产,将有一个很好的应用前景。