[发明专利]一种还原铁粉的生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种还原铁粉的生产工艺。

背景技术

还原铁粉是粉末冶金工业制造铁基金属零部件的原材料。目前，国内外还原铁粉的制备工艺仍然沿用传统的隧道窑+精还原两步法工艺，即：第一步在隧道窑中将铁精矿粉还原为直接还原铁。直接还原铁经过破碎、研磨、筛分和磁选后去除其中的脉石和其它杂质后即成为一次铁粉；第二步是在以氢气为还原气体在履带式还原炉内进行精还原，将未被还原的残余铁精矿粉进行深还原，并且，利用较高的还原温度去除一次还原过程中铁粉中存在的内应力。然而，隧道窑生产还原铁存在生产成本高、能耗高、时间长、污染大和工人劳动条件差能严重问题。因此，探索新的还原铁制备工艺以替代目前落后的工艺是迫切的和非常必要的。

转底炉是近几年发展起来的一种新的制备还原铁的设备。围绕转底炉制备还原铁已建立起一整套成熟的工艺。采用转底炉生产还原铁具有产能高、成本低、时间短和对环境没有污染等突出优点。过去转底炉制备的还原铁主要用于作为炼铁和炼钢用原材料，在用于制备还原铁粉方面很少涉及。所以，研究用转底炉制备粉末冶金用一次铁粉对于探索还原铁粉新的制备工艺和推动粉末冶金工业的发展具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种还原铁粉的生产工艺，能够制成符合国家标准的还原铁粉。

一种还原铁粉的生产工艺，其特别之处在于，包括如下步骤：

(1)将铁精粉、还原煤粉和石灰粉按重量比75-85∶12-18∶3-7的比例配料、称重，配好后加入润磨机中进行混合和研磨，控制料球重量比为8-12∶1，将原料在润磨机中混合40-60min后加入到混砂机中，同时加入占原料总量2-3wt％的膨润土、4-6wt％的水和2-3wt％的糖浆拌成湿料；

(2)将湿料运输至压球机进行压球处理；

(3)将成品球送人链篦机中进行烘干，烘干气体温度250℃-270℃，烘干至水分低于≤3wt％后送入转底炉系统，在转底炉中完成生球转变成为直接还原铁-金属化球团；

(4)红热的金属化球团出炉温度≤800°C，出炉后直接进入淬火槽或淬火池中快速冷却，将冷却后的金属化球团送至球磨机研磨成为粉末，然后通过强磁选和重力选矿以去除其中的杂质得到一次铁粉；

(5)将得到的一次铁粉在烘干机中烘干，然后送至二次还原炉中进行二次精还原，还原温度为880℃-910℃，还原的保温时间至少60min，二次精还原后可即制得还原铁粉。

步骤(1)中湿料的总体水分≤9wt％。

步骤(1)采用的原料为：品位为70-72wt％的高纯铁精矿粉，粒度-200目大于70％；低磷、低硫、低灰分和固定碳含量≥75wt％的精煤粉，粒度-200目大于70％；低磷、低硫和氧化钙含量≥65wt％粉的石灰粉，粒度-200目大于50％。

步骤(2)得到的成品球呈椭圆状，球体积为：23-27mm×18-22mm×10-14mm。

步骤(4)中球磨机采用Φ2.1m×3m的球磨机。

步骤(5)中烘干机采用Φ1.5m×7m的回转式烘干机。

步骤(5)中的二次还原炉是采用液氨分解获得还原气体氢气的履带式二次还原炉。

本发明方法提供了一种用转底炉制备的直接还原铁作为一次铁粉的新工艺，可以替代隧道窑生产的一次铁粉，从而解决目前隧道窑生产中存在的问题。本发明方法是以高纯铁精粉、精煤粉和石灰粉为主要原料按照一定的比例配料、称量、混合、加粘结剂、压球、烘干、筛分，然后，入转底炉还原、水淬、破碎、球磨、磁选、重力选、二次精还原和成品包装。经试验生产后检测证明：经过一系列的工艺过程后，由转底炉生产的直接还原铁获得的一次粉的金属铁含量达到98％以上，铁粉多呈形状不规则的团球状。经过二次精还原后还原铁粉的各项指标完全达到国家粉末冶金用还原铁粉的标准，并且，酸不溶物≤0.15，氢损≤0.15，适合于制备中、高强度的粉末冶金零部件。并且该工艺还具有产能高、污染低和生产成本低等突出优点。

具体实施方式

实施例1：

将超纯铁精矿粉(TFe70.5wt％，粒度-200目大于70％)、优质无烟煤粉(固定碳80.2wt％，粒度-200目大于70％)和优质石灰粉(CaO67.2wt％，粒度-200目大于50％)按照80∶15∶5的比例配料、称量，并连续加入润磨机中混合和研磨。原料在润磨机中混合60min，料球比10∶1。