純度為99.9992%（5N級）的超純鐵，取得重大突破！我國5N級超純鐵制備技術(shù)正式發(fā)布。

11月5日—6日，從上海浦東舉辦的2024中國國際特殊鋼工業(yè)展覽會上獲悉，由上海大學(xué)與河北龍鳳山集團(tuán)公司經(jīng)過五年共同研究、實(shí)驗(yàn)、中試和產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)，制備出純度為99.9992%（5N級）的超純鐵，標(biāo)志著我國在鐵的提純方面躋身世界前列。

純鐵是重要的工業(yè)原料，按照純度可分為工業(yè)純鐵（2N級、3N級）、高純鐵（4N級）和超純鐵（5N級、6N級）。

中國工程院院士干勇在展會現(xiàn)場介紹，高純鐵、超純鐵因有害元素和雜質(zhì)元素含量極低，具有優(yōu)異的延展性、耐蝕性、軟磁性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性等物理化學(xué)性能，是制備特冶合金、高性能功能材料的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料，廣泛應(yīng)用于高端裝備制造、國防科技工業(yè)及高技術(shù)領(lǐng)域。雖然我國是世界最大的鋼鐵生產(chǎn)國，但大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的純鐵純度為2N級至3N級，高純鐵和超純鐵長期依賴進(jìn)口。尤其是5N級超純鐵制備工藝，一直是世界級的科技難題。

為提升我國純鐵制備水平，2020年，上海大學(xué)、河北龍鳳山集團(tuán)等單位成立鐵基新材料研究院，并成立了國內(nèi)首個以純鐵生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用為主要研發(fā)目標(biāo)的省級研發(fā)機(jī)構(gòu)，合作開發(fā)高純鐵和超純鐵新材料。

河北龍鳳山集團(tuán)利用其獨(dú)有的高純生鐵、超高純生鐵金屬液為母材，通過三脫預(yù)處理、深脫硫、深度提純、精煉、真空深脫碳脫氣、凝固和精品加工等工序，國內(nèi)首創(chuàng)火法冶金提純4N級純鐵工藝，將鐵的純度提升至不小于99.95%，形成了低成本、專業(yè)化、規(guī)模化的4N級高純鐵生產(chǎn)技術(shù)，建設(shè)了全球首條火法生產(chǎn)4N級高純鐵生產(chǎn)線，產(chǎn)能達(dá)到80萬噸。

為攻克5N級超純鐵制備技術(shù)難關(guān)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)提出了區(qū)熔法提純超純鐵方案，并設(shè)計(jì)制造出國內(nèi)第一臺超高真空垂直浮區(qū)感應(yīng)區(qū)熔爐，采用電解—真空熔煉—真空垂直區(qū)熔三種組合方式制備出5N級超純鐵。經(jīng)第三方檢測，5N超純鐵樣品純度高達(dá)5N2（99.9992%），其中氣體雜質(zhì)元素含量（碳氮氧氫）僅為4.5ppm，其余元素含量總和為3.2ppm（包含其他所有GDMS可準(zhǔn)確測量的73種雜質(zhì)元素）。

圍繞純鐵的純度提升研究依然任重道遠(yuǎn)。針對5N級超純鐵本身，PI科研團(tuán)隊(duì)將開展力學(xué)、磁學(xué)、電學(xué)、腐蝕和生物適應(yīng)性等方面的科學(xué)研究與應(yīng)用開發(fā)；團(tuán)隊(duì)已瞄準(zhǔn)下一步科研目標(biāo)，挑戰(zhàn)極純鐵（6N級）及區(qū)熔法制備大尺寸鐵單晶的前沿技術(shù)。

本次展會高超純鐵新產(chǎn)品首發(fā)儀式上發(fā)布了由上海大學(xué)與龍鳳山集團(tuán)等聯(lián)合研制生產(chǎn)的高純鐵、超純鐵新產(chǎn)品，上海大學(xué)、河北龍鳳山集團(tuán)高超純鐵新材料創(chuàng)新應(yīng)用高端論壇成功舉辦，我國首個高超純鐵系列產(chǎn)品企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也正式發(fā)布，將助力特冶行業(yè)和裝備制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

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