[发明专利]一种粉末冶金用金属铁粉的制备方法

说明书

本发明公开了一种粉末冶金用金属铁粉的制备方法，属于粉末冶金技术领域，解决了现有铁粉制备时温度高，能耗大，时间长，金属化率低的问题。包括以下步骤：步骤S1、将纯铁精矿粉、粉状还原剂、粉状脱硫剂配料、混匀；步骤S2、将混匀后的物料加入密闭钢带加热炉内进行一次还原，得到一次还原铁粉，然后在冷却水套中冷却，将冷却后的一次还原铁粉导出密闭钢带加热炉；步骤S3、将冷却后的铁粉破碎和球磨到平均粒度细于100目，然后通过两级磁选除去铁粉中的杂质；步骤S4、将铁粉送入氢还原炉内，用氢气还原；步骤S5、出炉后的铁粉破碎、球磨、分级得到金属铁粉。本发明低配碳、低成本、效率高，经济效益显著。

技术领域

本发明涉及粉末冶金技术领域，尤其涉及一种粉末冶金用金属铁粉的制备方法。

背景技术

粉末冶金行业是我国新材料领域的重要行业之一。还原铁粉的主要用途有：粉末冶金制品还原铁粉，此行业耗用还原铁粉总量的60％～80％。电焊条用还原铁粉，在药皮中加入10～70％铁粉可改进焊条的焊接工艺并显著提高熔敷效率。化工用还原铁粉，主要用于化工催化剂，贵金属还原，合金添加，铜置换等。切割不锈钢铁粉，在切割钢制品时，向氧-乙炔焰中喷射铁粉，可改善切割性能，扩大切割钢种的范围，提高可切割厚度。目前粉末冶金零件广泛应用于飞机，枪械，摩托车，家庭轿车，汽车，农机，矿山，电动工具，机床，运输等各种机械行业。

还原铁粉通常是利用固体或气体还原剂(焦炭、木炭、无烟煤、水煤气、转化天然气、分解氨、氢等)还原铁的氧化物(铁精矿、轧钢铁鳞等)来制备海绵状的铁。还原过程中分为(固体碳还原)一次还原和二次还原，一次还原就是固体碳还原制备海绵铁，一次还原主要流程是：(铁精矿、轧钢铁鳞等)→烘干→磁选→粉碎→筛分→装罐→进入一次还原炉→海绵铁。二次精还原流程:海绵铁→清刷→破碎→磁选→二次还原炉→粉块→解碎→磁选→筛分→分级→混料→包装→成品。用还原法所生产的优质铁粉，各项参数达标，Fe≥98％，碳≤0.1％，磷和硫都小于0.03％，氢损为0.1～0.2％。

目前还原铁粉制备时普遍采用隧道窑，隧道窑还原窑内温度控制在1150℃～1200℃，吨铁一次煤耗高达1500kg(如采用燃气加热，则煤耗为1000公斤左右)，罐材寿命短、冶炼周期长(约70小时，包括预热、加热与冷却)，设备过长、占地面积大。

目前的转底炉还原由于炉内属于弱氧化气氛，得不到高金属化率的金属球团，常作为钢厂含锌粉尘的处理设备，得到金属化率50～70％的球团，此产品在钢厂可用于炼钢过程的冷却剂，或重新返回高炉系统。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明提供一种粉末冶金用金属铁粉的制备方法，用以解决现有铁粉制备时温度高，能耗大，时间长，金属化率低的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种粉末冶金用金属铁粉的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1、配料、混匀：将纯铁精矿粉、粉状还原剂、粉状脱硫剂按照质量比100:15～30:0～5配料，然后混匀；其中，所述纯铁精矿粉的全铁质量含量为71.0％以上，酸不溶解物小于1.0％；所述纯铁精矿粉、粉状还原剂和粉状脱硫剂的平均粒度均细于100目；

步骤S2、加热还原：将混匀后的物料加入密闭钢带加热炉内进行一次还原，密闭钢带加热炉内温度为950℃～1100℃(加热段温度为950℃～1100℃，预热段温度为300℃-800℃)，物料在炉内的预热段及加热段停留40min～180min，物料厚度10mm～60mm，得到一次还原铁粉，然后在冷却水套中冷却30min～180min，将冷却后的一次还原铁粉导出密闭钢带加热炉；

步骤S3、破碎、球磨、磁选：将冷却后的铁粉破碎和球磨到平均粒度细于100目，然后通过两级磁选除去铁粉中的杂质；