论文部分内容阅读
铁粉主要用于粉末冶金工业、焊条制造及火焰切割等领域。随着我国粉末冶金工业的迅速发展,对铁粉的需求量日益增长。转炉在吹炼炼钢过程中,从氧枪中喷出的具有一定压力的氧气与钢中杂质元素间的剧烈氧化反应造成钢液扰动,导致钢液飞溅,形成铁粒。其成粉机理和颗粒形状与雾化铁粉之间存在相似之处。转炉烟尘铁粒随其它烟气一道进入集尘系统,在沉降池变成转炉污泥,通常转炉污泥中含有20%的铁粒.仅攀钢每年炼钢要产生炉尘8万吨,其MFe品位在20%～25%,攀钢集团钢城企业总公司合金分公司利用该炼钢炉尘经磁选富集、球磨、重力摇选而得到MFe品位在90%以上的铁粉。然而该铁粉粒颗粒形状规则,颗粒表面光滑,且表面附着硅酸盐薄膜,杂质含量高,这些特征决定了铁粉的松装比高,成形性极差,烧结性能差,一般作为硫酸法钛白粉生产过程中的还原铁粉用,不能直接用作粉末冶金的原料,附加值较低。为将该炉尘还原铁粉细磨并改性作为粉末冶金用原料,本研究采用腐蚀球磨法+二次氢还原工艺技术对炉尘还原用铁粉进行改性,分别在实验室条件下和扩试生产线上研究了各种工艺参数对铁粉改性的影响。结果表明:采用搅拌球磨机对铁粉进行腐蚀球磨能很好地改善炉尘还原用铁粉的松装密度及粒度分布,Ca、Mn、Si杂质含量有较大幅度降低,颗粒形状由球形改变为非规则形状,颗粒表面光滑变为表面粗糙,达到了铁粉的物理改性要求;采用氢气作为还原剂,在管式电阻炉中对铁粉进行氢还原,有效除去C、S、O等杂质,提高了铁粉的化学纯度,达到了化学改性要求。研究得到的铁粉改性优化条件为:FeCl3（s）/炉尘铁粉（w/w）= 1.2/100;盐酸/炉尘铁粉（w/w）=0.5/100;炉尘铁粉/钢球（w/w）=1/5;炉尘铁粉/水（v/v）=1/1;钢球直径Φ3-10mm;搅拌球磨时间3h;还原温度850℃;还原时间2h。产品最终质量为:产品质量为:铁粉纯度可达到98.72%,C含量0.036%,Si含量0.015%,S含量0.003%,Ca含量0.029%,Mn含量0.027%。工业扩试优化条件为:炉尘铁粉/钢球（w/w）=1/9;炉尘铁粉/水（v/v）=1/1;FeCl3（s）/炉尘铁粉（w/w）= 0.3/100;工业盐酸/炉尘铁粉（w/w）=0.5/100;钢球大下配比:Φ6（mm）/Φ9（mm）/ =4/9;搅拌球磨时间:3h ;还原介质为氨分解制氢气、氮气混合气,脱碳温度为900℃,时间2h。产品最终质量为:铁粉纯度可达到99.16%,C含量0.029%,Si含量0.016%,S含量0.005%,Ca含量0.032%,Mn含量0.037%,P含量0.079%。通过对改性铁粉的成型实验、烧结实验、烧结试件的性能测试等研究证明,本研究所制备的改性铁粉可替代粉末冶金用中、低挡水雾化铁粉产品,附加值得到明显提高,其技术已用于生产实际,并开始创造效益。工艺过程中产生的酸性废水可循环再生利用,满足环保要求。