專利名稱：一種還原鐵粉的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種還原鉄粉的生產(chǎn)エ藝。
背景技術(shù)：
還原鐵粉是粉末冶金エ業(yè)制造鐵基金屬零部件的原材料。目前，國內(nèi)外還原鐵粉的制備エ藝仍然沿用傳統(tǒng)的隧道窯+精還原兩步法エ藝，即第一歩在隧道窯中將鐵精礦粉還原為直接還原鐵。直接還原鐵經(jīng)過破碎、研磨、篩分和磁選后去除其中的脈石和其它雜質(zhì)后即成為一次鉄粉；第二步是在以氫氣為還原氣體在履帶式還原爐內(nèi)進(jìn)行精還原，將未被還原的殘余鐵精礦粉進(jìn)行深還原，并且，利用較高的還原溫度去除一次還原過程中鉄粉中存在的內(nèi)應(yīng)力。然而，隧道窯生產(chǎn)還原鐵存在生產(chǎn)成本高、能耗高、時(shí)間長、污染大和工人勞動(dòng)條件差能嚴(yán)重問題。因此，探索新的還原鐵制備エ藝以替代目前落后的エ藝是迫切的和非常必要的。轉(zhuǎn)底爐是近幾年發(fā)展起來的一種新的制備還原鐵的設(shè)備。圍繞轉(zhuǎn)底爐制備還原鐵已建立起一整套成熟的エ藝。采用轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)還原鐵具有產(chǎn)能高、成本低、時(shí)間短和對(duì)環(huán)境沒有污染等突出優(yōu)點(diǎn)。過去轉(zhuǎn)底爐制備的還原鐵主要用于作為煉鐵和煉鋼用原材料，在用于制備還原鐵粉方面很少涉及。所以，研究用轉(zhuǎn)底爐制備粉末冶金用一次鉄粉對(duì)于探索還原鉄粉新的制備エ藝和推動(dòng)粉末冶金エ業(yè)的發(fā)展具有非常重要的意義
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種還原鉄粉的生產(chǎn)エ藝，能夠制成符合國家標(biāo)準(zhǔn)的還原鐵粉。一種還原鉄粉的生產(chǎn)エ藝，其特別之處在于，包括如下步驟(I)將鐵精粉、還原煤粉和石灰粉按重量比75-85 12-18 3_7的比例配料、稱重，配好后加入潤磨機(jī)中進(jìn)行混合和研磨，控制料球重量比為8-12 1，將原料在潤磨機(jī)中混合40-60min后加入到混砂機(jī)中，同時(shí)加入占原料總量2_3wt%的膨潤土、4_6wt%的水和2-3wt%的糖衆(zhòng)拌成濕料；(2)將濕料運(yùn)輸至壓球機(jī)進(jìn)行壓球處理；(3)將成品球送人鏈篦機(jī)中進(jìn)行烘干，烘干氣體溫度250°C -270°C，烘干至水分低于< 3wt%后送入轉(zhuǎn)底爐系統(tǒng)，在轉(zhuǎn)底爐中完成生球轉(zhuǎn)變成為直接還原鉄-金屬化球団；(4)紅熱的金屬化球團(tuán)出爐溫度彡800° C，出爐后直接進(jìn)入淬火槽或淬火池中快速冷卻，將冷卻后的金屬化球団送至球磨機(jī)研磨成為粉末，然后通過強(qiáng)磁選和重力選礦以去除其中的雜質(zhì)得到一次鉄粉；(5)將得到的一次鉄粉在烘干機(jī)中烘干，然后送至二次還原爐中進(jìn)行二次精還原，還原溫度為880°C _910°C，還原的保溫時(shí)間至少60min，二次精還原后可即制得還原鐵粉。步驟(I)中濕料的總體水分く 9wt%。步驟(I)采用的原料為品位為70_72wt %的高純鐵精礦粉，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、低硫和氧化鈣含量> 65wt%粉的石灰粉，粒度-200目大于50%。步驟⑵得到的成品球呈橢圓狀，球體積為23-27_X18-22_X10-14mm。步驟⑷中球磨機(jī)采用02. lmX3m的球磨機(jī)。步驟(5)中烘干機(jī)采用Ol. 5mX7m的回轉(zhuǎn)式烘干機(jī)。步驟(5)中的二次還原爐是采用液氨分解獲得還原氣體氫氣的履帶式二次還原爐。本發(fā)明方法提供了一種用轉(zhuǎn)底爐制備的直接還原鐵作為一次鉄粉的新エ藝，可以替代隧道窯生產(chǎn)的一次鉄粉，從而解決目前隧道窯生產(chǎn)中存在的問題。本發(fā)明方法是以高純鐵精粉、精煤粉和石灰粉為主要原料按照一定的比例配料、稱量、混合、加粘結(jié)劑、壓球、烘干、篩分，然后，入轉(zhuǎn)底爐還原、水淬、破碎、球磨、磁選、重力選、二次精還原和成品包裝。經(jīng)試驗(yàn)生產(chǎn)后檢測(cè)證明經(jīng)過一系列的エ藝過程后，由轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)的直接還原鐵獲得的一次粉的金屬鐵含量達(dá)到98%以上，鉄粉多呈形狀不規(guī)則的團(tuán)球狀。經(jīng)過二次精還原后還原鉄粉的各項(xiàng)指標(biāo)完全達(dá)到國家粉末冶金用還原鐵粉的標(biāo)準(zhǔn)，并且，酸不溶物< 0. 15，氫損^ 0. 15，適合于制備中、高強(qiáng)度的粉末冶金零部件。并且該エ藝還具有產(chǎn)能高、污染低和生產(chǎn)成本低等突出優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 :將超純鐵精礦粉(TFe70. 5wt%，粒度-200目大于70% )、優(yōu)質(zhì)無煙煤粉(固定碳80. 2wt %，粒度-200 目大于70 % )和優(yōu)質(zhì)石灰粉(Ca067. 2wt %，粒度-200目大于50 % )按照80 15 5的比例配料、稱量，并連續(xù)加入潤磨機(jī)中混合和研磨。原料在潤磨機(jī)中混合60min,料球比10 :1。將混和后的原料加入到混砂機(jī)中再進(jìn)行機(jī)械混合，同時(shí)加入2_3wt%的膨潤土、2wt%的糖漿粘接劑和約4wt%的水?dāng)嚢鑼⒘习铦瘛Ｖ?，將濕料連續(xù)加入到雙輥壓球機(jī)中壓制成IOmmX20mm的橢圓小球団。將小球團(tuán)送人鏈篤機(jī)中進(jìn)行烘干，烘干氣體溫度265°C,烘干后(水分低于3wt%)的干球送入轉(zhuǎn)底爐系統(tǒng)將生球還原為還原鐵球団。熱球團(tuán)在700° C時(shí)從轉(zhuǎn)底爐中排出，并直接進(jìn)入淬火槽中進(jìn)行冷卻。將淬火冷卻后的還原鐵球團(tuán)從淬火槽中撈出，加入到の1. 5mX3m的球磨機(jī)中破碎和研磨，成為粉末。用磁選+重力選礦的方法將精礦粉中攜帯的脈石和還原煤中的灰分等雜質(zhì)去除，選出的鉄粉放入O1. 5mX 7m回轉(zhuǎn)式烘干機(jī)中265°C烘干。將得到的一次還原鐵粉連續(xù)加入到用液氨分解獲得還原氣體——?dú)錃獾穆膸蕉芜€原爐中進(jìn)行二次精還原,還原溫度為900°C,還原的保溫時(shí)間90min。二次精還原后，將還原鉄粉的結(jié)塊打碎和篩分、稱量、裝袋后入庫。經(jīng)檢測(cè)經(jīng)過上述エ藝過程后，由轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)的直接還原鐵獲得的一次還原鐵粉的金屬鐵含量達(dá)到98%以上，鉄粉多呈不規(guī)則的團(tuán)球狀。經(jīng)過二次精還原后，各項(xiàng)指標(biāo)完全達(dá)到國家粉末冶金用還原鐵粉的標(biāo)準(zhǔn)，其中，松狀密度2. 45g/cm3，流動(dòng)性25. 8s/50g，氫損0. 18%,壓縮性6. 78g/cm3,鹽酸不溶物0.23%，適合于制備中、高強(qiáng)度的粉末冶金零部件。
權(quán)利要求
1.一種還原鐵粉的生產(chǎn)工藝，其特征在于，包括如下步驟(1)將鐵精粉、還原煤粉和石灰粉按重量比75-85 12-18 3_7的比例配料、稱重，配好后加入潤磨機(jī)中進(jìn)行混合和研磨，控制料球重量比為8-12 1，將原料在潤磨機(jī)中混合40-60min后加入到混砂機(jī)中，同時(shí)加入占原料總量2_3wt %的膨潤土、4_6wt %的水和2-3界1:%的糖衆(zhòng)拌成濕料；(2)將濕料運(yùn)輸至壓球機(jī)進(jìn)行壓球處理；(3)將成品球送人鏈篦機(jī)中進(jìn)行烘干，烘干氣體溫度250°C-270°C，烘干至水分低于(3wt%后送入轉(zhuǎn)底爐系統(tǒng)，在轉(zhuǎn)底爐中完成生球轉(zhuǎn)變成為直接還原鐵-金屬化球團(tuán)；(4)紅熱的金屬化球團(tuán)出爐溫度<800° C，出爐后直接進(jìn)入淬火槽或淬火池中快速冷卻，將冷卻后的金屬化球團(tuán)送至球磨機(jī)研磨成為粉末，然后通過強(qiáng)磁選和重力選礦以去除其中的雜質(zhì)得到一次鐵粉；(5)將得到的一次鐵粉在烘干機(jī)中烘干，然后送至二次還原爐中進(jìn)行二次精還原，還原溫度為880°C -910°C，還原的保溫時(shí)間至少60min，二次精還原后可即制得還原鐵粉。
2.如權(quán)利要求1所述的一種還原鐵粉的生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟(I)中濕料的總體水分≤9wt%。
3.如權(quán)利要求1所述的一種還原鐵粉的生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟(I)采用的原料為品位為70-72被％的高純鐵精礦粉，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、低硫和氧化鈣含量> 65wt%粉的石灰粉，粒度-200目大于50%。
4.如權(quán)利要求1所述的一種還原鐵粉的生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟(2)得到的成品球呈橢圓狀，球體積為23-27mmX 18_22mmX 10_14mm。
5.如權(quán)利要求1所述的一種還原鐵粉的生產(chǎn)工藝，其特征在于:步驟(4)中球磨機(jī)采用Φ 2.1mX 3m的球磨機(jī)。
6.如權(quán)利要求1所述的一種還原鐵粉的生產(chǎn)工藝，其特征在于:步驟(5)中烘干機(jī)采用Φ1. 5mX7m的回轉(zhuǎn)式烘干機(jī)。
7.如權(quán)利要求1所述的一種還原鐵粉的生產(chǎn)工藝，其特征在于:步驟(5)中的二次還原爐是采用液氨分解獲得還原氣體氫氣的履帶式二次還原爐。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種還原鐵粉的生產(chǎn)工藝。其特點(diǎn)是，包括如下步驟(1)將鐵精粉、還原煤粉和石灰粉按重量比75-85∶12-18∶3-7的比例配料、稱重，配好后加入潤磨機(jī)中進(jìn)行混合和研磨，拌成濕料；(2)將濕料運(yùn)輸至壓球機(jī)進(jìn)行壓球處理；(3)將成品球送人鏈篦機(jī)中進(jìn)行烘干，在轉(zhuǎn)底爐中完成生球轉(zhuǎn)變成為直接還原鐵-金屬化球團(tuán)；(4)出爐后直接進(jìn)入淬火槽或淬火池中快速冷卻，研磨成為粉末，然后去除其中的雜質(zhì)得到一次鐵粉；(5)在烘干機(jī)中烘干，然后送至二次還原爐中進(jìn)行二次精還原。本發(fā)明方法提供了一種用轉(zhuǎn)底爐制備的直接還原鐵作為一次鐵粉的新工藝，可以替代隧道窯生產(chǎn)的一次鐵粉，從而解決目前隧道窯生產(chǎn)中存在的問題。
文檔編號(hào)B22F9/20GK103042223SQ20121056036
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月21日
發(fā)明者李巖, 郭長慶, 王曉斌 申請(qǐng)人:寧夏眾磊鑫科技實(shí)業(yè)有限公司