[发明专利]微细粒级铁粉的制备方法

说明书

本发明涉及冶金方法领域，尤其是一种提高铁粉的生产速率，同时降低了还原温度的微细粒级铁粉的制备方法，包括如下步骤：a、选取对应的铁粉原料；b、将所述铁粉原料磨细至‑400目以下占85％以上；c、将磨细后的矿粉原料加入高位料仓；d、将温度升至范围为600～850℃；e、通入保护气体对磨细后的矿粉原料进行吹扫；f、启动螺旋进料装置；g、得到的铁粉被还原性气体介质带出流态化反应器，最后得到微细还原铁粉产品。本发明提高了铁粉的生产速率，同时降低了还原温度，实现较低温度下还原，节约能耗，降低生产成本。同时，使铁矿粉颗粒在反应器内呈现悬浮状态。本发明尤其适用于杂质含量少的高品质铁矿粉的生产之中。

技术领域

本发明涉及冶金方法领域，尤其是一种微细粒级铁粉的制备方法。

背景技术

铁粉是机械制造工业不可缺少的一类金属原料，因其优良独特的性能主要用于粉末冶金工、电焊条生产等行业，其主要用途有如下领域：一、用于粉末冶金制造机械零件：粉末冶金法制造机械零件具有节省材料与工时，易于自动化，容易组织大量生产，可使劳动环境大为改善。用粉末冶金制造机械零件可将多个零件一体化设计、制造，大量生产时重复性好，零件表面光洁度好，可制造形状复杂的零件，无需切削加工，具有节材、节时等优点。由于金属粉黏度高、制造的零件具有润滑性，可得到所需要的使用性能，并可把不同材料互相熔合的不同特点结合起来，制造具有特殊性能的材料与制品。二、用于电焊条的生产：铁粉主要以三种形式用于电焊条生产与焊接，第一种是在焊条药皮中加入50％以上铁粉(现在最多达75％)，以增高焊条的收敷率与熔敷率，这种焊条通常称为铁粉焊条。第二种是在焊条药皮中加入10％～30％铁粉，以改善焊条的焊接工艺性能，铁粉用于电焊条生产与焊接的第三种形式是作填充剂，如用钢铁粉作填充“焊粒”，填充于刨口内，配合以自动焊丝、焊剂和衬垫，用于焊接厚板的单面焊缝比一般埋弧自动焊的效果好。其中，铁粉焊条的优点为：钢铁粉和焊芯同时熔人焊缝金属，增大熔合比，节省焊条质量，收敷率高，可提高焊接效率，可节省电力20％左右，并可采用依棒焊接，减轻焊工的体力劳动强度。

现今主宰铁粉市场的铁粉生产的主要工艺有：铁氧化物还原工艺的赫格纳斯法和派隆法，低碳钢液的水雾化法，属于高纯生铁喷丸的球磨和脱碳工艺的QMP法。其中赫格纳斯法和水雾化法的铁粉生产量具有压倒优势。赫格纳斯法(Hoganas Process)是瑞典Hoganas公司开发的固体碳～氢二步还原工艺。先将铁精矿粉与低硫焦炭屑-石灰石粉(用以脱硫)混合还原剂间层式装填在SiC质还原容器内，通过隧道窑加热至约1200℃，使矿粉还原成海绵铁。海绵铁经破碎成小于0.175mm(-80目)或小于0.14mm(-100目)后，铺加于钢带式还原炉内，在800～900℃下以分解氨进行还原退火。退火后的烧结粉块加以锤破，即可得到优质海绵铁粉。低碳钢液水雾化法低碳废钢通过熔化造渣除去或减少磷、硅和其他杂质元素后，通过漏嘴流入雾化器中，同时喷入高压(约8.3MPa)水流击碎金属流而成液滴，液滴落入底下的水槽冷却而凝固成粉。粉末经磁选、脱水和干燥后，送入带式炉，在800～1000℃下以分解氨气予以还原退火处理，即得纯度高的水雾化铁粉。QMP法为加拿大QuebecMetal Powder 公司所开发。将高纯的熔融生铁水(含碳量约为3.3％～3.8％)注入漏包，从漏嘴流下的铁水被水平喷射的高压水流击碎成粒(约3.2mm)后，落入一吸入空气的水冷容器中，使之部分氧化。经干燥的铁粒用球磨法加以粉碎，然后将过筛至小于0.147mm的粉末送入有分解氨气保护的带式炉内，在800～1040℃下利用自身所含的氧进行脱碳退火，再用分解氨气体另行还原退火，即可得粉末冶金用铁粉。

目前，铁粉生产均存在生产工艺复杂，制备条件较严苛，还原温度高，熔融状态下制粉，生产成本偏高，铁粉粒度偏粗，单质铁粉磨细过程中危险性较高的不利因素，直接影响铁粉生产的经济性，影响铁粉生产、规模化使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用流态化气基还原方法，不仅提高了还原速度，强化了还原效率，同时实现铁粉连续稳定生产，提高了铁粉的生产速率，同时降低了还原温度，实现较低温度下还原，节约能耗，降低生产成本的微细粒级铁粉的制备方法。