專利名稱：從轉爐污泥制備粉末冶金用鐵粉的方法
技術領域：
本發明涉及一種制備粉末冶金用鐵粉的方法。
粉末冶金用鐵粉主要分為還原鐵粉和霧化鐵粉兩大類。還原鐵粉一般利用軋鋼鐵鱗或鐵礦砂和焦碳為原料，在隧道窯中進行高溫還原，制得海綿鐵餅，破碎后得到粗還原鐵粉，然后在H2還原電爐中進行精還原，形成精還原鐵粉，即還原鐵粉，該工藝的生產流程長，設備投資、生產場地大，能耗高，而且還產生大量的溫室氣體。霧化鐵粉的生產則采用廢鐵、鋼水在以水或空氣作霧化介質的霧化裝置上被霧化成粉，球磨后進行高溫氫還原退火處理，得到粉末冶金用霧化鐵粉，用該方法生產的霧化鐵粉成本高，設備投資大，而且也存在一定的環境保護問題。在轉爐吹煉過程中，由于氧噴槍的氧壓以及氧與硅等雜質元素間發生劇烈的化學反應，導致轉爐中鋼液飛濺，形成鐵粒，細鐵粒隨煙塵一道進入除塵系統并在水池中沉降，形成轉爐污泥(其中鐵粒含量為20％左右)，污泥經份離后，形成轉爐污泥鐵粉，由于轉爐污泥鐵粉的成形性能極差，不能直接用作制造鐵基粉末冶金零件的原料，而只能將其回爐熔煉成鋼錠或同煙塵一道棄置野，致使它的巨大潛在價值不能充分利用。
為了解決現有粉末冶金用鐵粉制造的高成本問題和有效利用轉爐污泥鐵粉的潛在價值，本發明提供了一種以轉爐污泥為原料制造粉末冶金用鐵粉的方法。
本發明的工藝流程為轉爐污泥鐵粉與氯鹽的水溶液混合后，進行原電池反應，待鐵粉顆粒發生粘結(活化)后，用水沖洗殘留鹽份，將所得鐵粉在氫氣還原電爐中于900℃還原1～2小時，出爐后球磨(球料比為2∶1)1.5小時，即得粉末冶金用鐵粉。
在轉爐污泥鐵粉的活化處理過程中，氯鹽的水溶液重量百份比濃度為1～5％，其加入量以剛淹沒轉爐污泥鐵粉為最佳，以便于空氣中的氧在最短的擴散距離達到鐵顆粒與水溶液間的界面，產生原電池反應。處理槽中鐵粉料層厚度一般在38～42mm。用水沖洗殘留鹽份，以消除鹽份對環境和氫還原電爐可能造成的損害。
導致轉爐污泥鐵粉極低成形性能的根本原因在于粉末顆粒表面光滑和高的球形度，本發明采用原電池反應使鐵顆粒表面形成疏松的活化層，降低了鐵顆粒的球形度和實現表面粗糙化，提高了鐵粉的成形性能。與現有粉末冶金用鐵粉的制造方法相比，本發明具有投資少，省去了還原鐵粉的高溫隧道窯還原及霧化鐵粉的高溫熔煉、霧化操作設備，不產生溫室氣體和低能耗等優點。采用本發明制備的鐵粉生產粉末冶金產品，其生產成本較使用還原鐵粉低50％以上，-80目鐵粉的成形性能優于-120目還原鐵粉，壓坯強度提高40％，同時鐵粉的產量也將成倍增加。
圖1本發明工藝流程圖。
實施例1轉爐污泥鐵粉的松裝密度為3.6～3.9g/cm3，流速20s/50g，成形性能極差。取轉爐污泥鐵粉30Kg放入塑料容器內，料層厚度為40mm，加入濃度為1％的NaCl水溶液4.5升。待鐵粉顆粒發生粘結后，棄去殘存水溶液，并分次加入總量為9升的自來水沖洗其中的殘留鹽份。烘干后將鐵粉裝入鐵舟中，料層厚度為60～80mm，在氫氣還原電爐中于900℃還原1.5小時。出爐后球磨(球料比為2∶1)1.5小時，過80目篩，即得到松裝密度為2.54～2.76g/cm3，流速為28～32s/50g的粉末冶金用鐵粉。
權利要求
1.一種從轉爐污泥制備粉末冶金用鐵粉的方法，其特征在于將轉爐污泥鐵粉與重量百份比濃度為1～5％的氯鹽的水溶液混合，進行原電池反應，待鐵粉顆粒發生粘結(活化)后，用水沖洗殘留鹽份，將所得鐵粉在氫氣還原電爐中于900℃還原1～2小時，出爐后球磨(球料比為2∶1)1.5小時。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于氯鹽的加入量以剛淹沒轉爐污泥鐵粉為最佳，以便于空氣中的氧在最短的擴散距離達到鐵顆粒與水溶液間的界面，產生原電池反應，處理槽中鐵粉料層厚度一般在38～42mm。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于鐵粉烘干后裝入鐵舟中還原，料層厚度為60～80mm。
全文摘要
一種從轉爐污泥制備粉末冶金用鐵粉的方法,將轉爐污泥鐵粉與氯鹽的水溶液混合,進行原電池反應,待鐵粉顆粒發生粘結(活化)后,用水沖洗殘留鹽份,將所得鐵粉在氫氣還原電爐中還原,出爐后球磨。與現有方法相比,本發明具有投資少,不產生溫室氣體和低能耗等優點。采用本發明制備的鐵粉,其生產成本較普通還原鐵粉低50%以上,－80目鐵粉的成形性能優于－120目還原鐵粉,壓坯強度提高40%,同時鐵粉的產量也將成倍增加。
文檔編號B22F9/20GK1265948SQ9911527
公開日2000年9月13日 申請日期1999年3月8日 優先權日1999年3月8日
發明者曹順華, 曲選輝, 方民憲, 姚德超, 廖榮華, 劉若嗚 申請人:中南工業大學