从转炉烟尘中提取铁粉的研究
转炉除尘灰资源化利用研究
转炉除尘灰资源化利用研究作者：周鹤斌梁康姚雄健林振来源：《科学导报·学术》2020年第27期摘要：转炉除尘灰是在转炉吹炼过程中产生的，全铁含量较高，氧化钙、氧化钾、氧化钠等含量根据除尘灰的类别差别较大。
目前转炉除尘灰的利用方法较多，但主要是针对其中的铁资源进行回收利用，包括生产烧结矿、冷压球团、制备铁系颜料等。
由于球团炼钢法具备能耗低、降低生产成本、减少石灰用量等优势，且对转炉生产无影响，已逐渐成为转炉除尘灰未来的利用趋势。
关键词：转炉除尘灰;铁资源;回收利用;球团1 前言转炉除尘灰是在转炉吹炼过程中产生的。
在吹练过程中产生含铁粉尘，经烟道后进入除尘系统收集所得[1]。
因炼钢温度较高，因此含铁粉尘温度较高，可达1400℃，对除尘系统要求较高。
目前主流的除尘方法有两种，一种为湿法除尘，也就是OG法除尘;另一种为干法除尘，也就是LT法除尘[2]。
实际中还存在有以上两种除尘方法的基础上进行改进的方法，但总体可分为干法和湿法。
由于湿法存在能耗高，且除尘系统复杂，配套要求较高，目前该方法已逐步被淘汰。
而干法除尘无需废水处理设备，且能耗低，系统运行稳定，因而受到广大钢厂欢迎。
转炉除尘灰产量非常大，据相关资料统计，冶炼1吨钢所产生的除尘灰达15～20kg[3]，2018年全国粗钢产量为8亿吨，按吨钢产生15kg除尘灰统计，产生的除尘灰达1200万吨。
随着钢铁产能的不断扩大，转炉除尘灰的产量将逐年上升。
转炉除尘灰铁和钙含量丰富，将其弃置，不仅造成土地污染，同时还会造成资源的浪费。
柳州钢铁集团目前钢产能达1300万吨，每年将有近20万吨的除尘灰产生。
随着环保的要求越来越严格，除尘灰的资源化利用势在必行。
2 转炉除尘灰利用状况2.1 转炉除尘灰成分以柳钢为例，柳钢转炉除尘灰的的主要成分及含量见表1、图1、图2、图3所示。
一次除尘细灰全铁含量高达55.56%，氧化钙含量较低，一次除尘粗灰全铁含量为39.57%，氧化钙含量较高，二次除尘灰中K2O、Na2O含量较高。
精细分选高炉除尘灰中的铁粉的工艺研究
重铬酸钾 （ Ａ Ｒ ，汕头市西陇化工厂 ） ；三氯化钛 （ Ａ Ｒ ，汕头市 西 陇化工厂 ） ；氯化亚锡 （ Ａ Ｒ ，汕头市西陇化 工厂 ） ；二苯胺 磺酸钠指示剂 （ Ａ Ｒ ，汕头市西 陇化工厂 ）
的跟 踪 验 证 ，分 析 结 果 准 确 可 靠 。
２ ． ３ 实验 结果 与分 析
（ １ ）原料的主要成分分析 由于高炉 除尘灰的主要成为是碳和 铁的氧化物 。所 以本 实验主要对 一定时间间隔 内原料 的固定碳含量和全铁含 量进
行 化 验 ，结 果 见 表 １所 示 。 图 １是 两者 的 关 系 曲 线 。
２ 实验部分
２ ． １ 仪 器和 试剂
（ １ ）仪器 ：电子天平 （ 梅特勒一 托利多仪器 （ 上海） 有 限
公司） ：马 弗炉 （ 上 海 跃 进 医疗 器 械 厂 ） ：干 燥 箱 （ 上 海 跃 进
ａ ｎ ｄ ｒ ｅ —ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ａ ｍｏ ｕ ｎ ｔ ． Ｃａ ｌｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｂ ｅ ｓ ｔ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ， ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｉ ｓ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｙ ｇ ｃ ａ ｎ ｇ ｅ ｔ ａ ｉｇ ｈ ｈ ｅ ｒ ｑ ｕ ｌｉ ａ ｔ ｙ ｉ ｒ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： Ｉ ｒ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ； ｄ ｅ ｄ ｕ ｓ ｉ ｔ ｎ ｇ ａ ｓ ｈ ｏ ｆ ｂ ｌ ａ ｓ ｔ ｆ ｕ ｍａ ｃ ｅ ； ｓ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｉ ｒ ｏ ｎ ； ｉ ｒ ｏ ｎ ｓ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ
转炉烟尘制备氮化铁磁粉的研究
中主要 含铁相 成 为氧化 铁 （ ｅＯ ）这 是 由于 在 此 过程 Ｆ ，
发生 如下反应 造 成的 ：
摘 要 ： 转 炉 烟 尘通 过 湿法 （ 酸、 应气 体 蒸 发 、 体 还 原 氮 化 等［ 反 气 ７ 叫 ， 中 利 用 其 气体 还原 氮 化法 合 成 ７－ ｅＮ 的原 料 主要 是 Ｆ Ｃ Ｏ 、 ＇ Ｆ ｅ ｚ ａ ｅ ＯＨ、 ｅ Ｃ ６ ａ ｅ Ｏ 等 。可见 ， 炉 烟 尘 Ｆ Ｏ Ｆ （ Ｎ） 和 Ｆ ２ 。 转
氮化 铁 Ｆ 具 有 优 良的 磁 性 ， 分 子 磁 矩 为 ｅＮ 其
８ ８ Ｂ， 和磁化 强 度 为 １ ３ ・ｍ。 ｋ ， ．ｇ 饱 ９Ａ ／ ｇ 仅低 于 纯 铁 的 ２ ７ ２ ・ｍ ／ ｇ引。通 常采 用 的制 备 方 法 主要 有 薄膜 １．Ａ 。ｋ ［
表 １ 转 炉烟 尘 的化 学成 分 （ 量 分数 ， ） 质
净化 、 能球 磨 处 理 后 ， ＮＨ Ｈｚ气 氛 下 进 行 还 原 高 在 ／
氮化 ， 以穆 斯 堡 尔谱 学、 Ｘ光衍 射 等 方 法对 处 理试 样 进
行 物 相 分 析 。结 果 表 明 ， Ａｒ气 氛 下 球 磨 ２ ｈ后 ， 经
５０ ２ ５ ℃／ ｈ还 原 、 ５ ℃／ ｈ氮化 （ ５Ｏ ３ ＮＨ。 Ｈ２ ／ ， 温 ／ —３ ４ 降
钢产 量的 ２ 。转 炉 烟 尘 除 主 要 含 铁 （ Ｆ 。 的 形 以 ｅ０
式存 在） ， 外 还含 有少 量 Ｃ 、 ｉＣ、 、 ｎ等 多种 杂质 。 ａ Ｓ 、 Ｍｇ Ｚ 这些 烟尘 如随 意 排 放 而不 加 以利 用 ， 但 污 染 环 境 也 不
线辐 射 ９２ ×１。 ｑ的卯 ／ ｄ 以计 算 机 程序 对 实验 ． ５ ０Ｂ ＣｏＰ ，
转炉除尘灰资源化利用研究
转炉除尘灰资源化利用研究作者：周鹤斌梁康姚雄健林振来源：《西部论丛》2020年第03期摘要：转炉除尘灰是在转炉吹炼过程中产生的，全铁含量较高，氧化钙、氧化钾、氧化钠等含量根据除尘灰的类别差别较大。
目前转炉除尘灰的利用方法较多，但主要是针对其中的铁资源进行回收利用。
由于球团炼钢法具备能耗低、降低生产成本、减少石灰用量等优势，且对转炉生产无影响，已逐渐成为转炉除尘灰未来的利用趋势。
关键词：转炉除尘灰;铁资源;回收利用;球团1 前言转炉除尘灰是在转炉吹炼过程中产生的。
在吹练过程中产生含铁粉尘，经烟道后进入除尘系统收集所得[1]。
因炼钢温度较高，因此含铁粉尘温度较高，可达1400℃，对除尘系统要求较高。
目前主流的除尘方法有两种，一种为湿法除尘，也就是OG法除尘;另一种为干法除尘，也就是LT法除尘[2]。
实际中还存在有以上两种除尘方法的基础上进行改进的方法，但总体可分为干法和湿法。
由于湿法存在能耗高，且除尘系统复杂，配套要求较高，目前该方法已逐步被淘汰。
而干法除尘无需废水处理设备，且能耗低，系统运行稳定，因而受到广大钢厂欢迎。
随着环保的要求越来越严格，除尘灰的资源化利用势在必行。
2 转炉除尘灰利用状况2.1 转炉除尘灰成分以柳钢为例，柳钢转炉除尘灰的的主要成分及含量见表1。
一次除尘细灰全铁含量高达55.56%，氧化钙含量较低，一次除尘粗灰全铁含量为39.57%，氧化钙含量较高，二次除尘灰中K2O、Na2O含量较高。
2.2转炉除尘灰的理化性质余雪峰等人通过采用化学分析、激光粒度仪、扫描电镜和XRD等手段研究发现，莱钢转炉除尘灰含铁品位较高，都在50%上，碱金属含量较高，钾、钠分别为1.01%和1.67%，粒度较细，比表面积较大。
任海萍利用BET、XRD、TEM化学分析、激光粒度分析仪、TG-DSC 等方法，研究表明，济钢转炉除尘灰中的铁以赤铁矿和磁铁矿的形式存在，比表面积较大，大部分颗粒呈球状。
此外转炉除尘灰呈碱性，具有较强的酸中和能力;Zeta电价为呈正值，具有吸附负离子的能力。
高炉除尘灰分选铁粉工艺技术指标分析
高炉除尘灰分选铁粉工艺技术指标分析为了更好地从高炉除尘灰中精细分选出合格铁粉产品，必须精确监测质量指标和生产指标等主要工艺技术指标。
通过测定原料中固定碳含量，计算铁碳比，同时分析原料中锌含量对铁粉品质的影响，对相关工艺技术指标进行了分析研究。
结果表明，研究结果为如何高效利用高炉除尘灰原料，进一步优化生产，提升铁精粉的质量提供一定的参考。
标签：高炉除尘灰；铁精粉；技术指标1 前言以煤气除尘灰和出铁场环境灰为主的高炉除尘灰，可以分选出碳粉和铁粉[1]。
利用具有清洁生产特点的湿法处理工艺，分选出铁精粉（或称综合铁）是一項新颖的专利技术，对炉灰进行处理后，得到焦炭粉、铁精粉和碳粉尾泥产品[2]。
炉灰分选铁粉工艺技术指标包括质量指标和生产指标。
其中，质量指标包括综合铁粉品位，铁粉达标率，有害元素含量等；生产指标包括综合铁粉收得率，铁回收率等。
本文主要从原料的成份、铁碳比及原料中的锌含量等方面，对生产现场检测数据采用数据统计法进行分析，探讨原料中的成份及影响综合铁各项技术指标的因素。
2 原料的成份分析2.1 原料的元素分析采样来源于柳钢高炉重力除尘灰，用原子吸收光谱测定，元素分析结果见表1。
由表1可以看出，原料中的铁碳含量之和大于60%，为主要的成份。
在原料之中除看含金属铁之外，还有较多的其他金属，如锌、银、铜、铅、铟，铋等。
2.2 原料中固定碳含量测定结果检测时，大约每两天取样一次，共10个试验样品（以日期表示）。
原料的主要组成成份是铁和碳，表2为某个月份的连续检测的原料中铁、碳含量数据，图1为根据表2作出的11月份原料中碳铁含量关系图。
由表2可知，某个月份抽样的原料铁碳含量总平均值为30.2%，如图1中的中间直线所示。
由图1可以看出原料中的铁和碳含量有一定的规律，原料中全铁品位高于30.2%，固定碳含量碳就会低于平均值，原料中的固定碳含量大于平均值，全铁品位反而低于平均值。
每次检测样品的铁和碳含量平均值趋势线围绕在全铁品位为30%左右波动，并呈负相关。
转底炉二次粉尘中有价元素提取工艺的实验研究
转底炉二次粉尘中有价元素提取工艺的实验研究我国钢铁生产过程中每年都会产生上亿吨粉尘,大部分粉尘含有Zn、Pb等有害金属,如果处理不当,会造成严重的环境污染,导致粉尘中金属资源的浪费,也会给企业带来一定的经济负担。
目前,国内已研发并应用了多种钢铁厂粉尘的处理方法,其中转底炉法在粉尘的回收处理方面有着显著成效。
转底炉法多用于处理钢铁厂含锌粉尘,但对于由此产生的转底炉二次粉尘,各钢铁企业未能对其进行进一步有效利用。
因此,研究开发合适的工艺处理转底炉二次粉尘制备出高价值产品可以促进二次资源的循环利用,具有重要的意义。
本文针对转底炉二次粉尘的组成特点,以实现粉尘中有价元素Zn、K及Na的分别提取为目的,对水浸—水浸液中加入Zn沉淀剂—蒸发结晶工艺进行了系统的研究。
结果表明,采用该工艺对转底炉二次粉尘进行处理,可以制得富锌渣、KCl结晶体以及NaCl结晶体,实现了粉尘中Zn、K及Na的分别提取。
主要研究结果如下:（1）对转底炉二次粉尘进行了元素及物相组成检测分析,结果表明粉尘中的主要元素为Zn、K、Na、Cl,还含有少量Ca、Mg、Fe等杂质元素;粉尘中的Zn大部分以ZnCl<sub>2</sub>形式存在,小部分以ZnO的形式存在。
（2）对转底炉二次粉尘水浸过程中各因素对Zn、K及Na水浸率的影响进行了实验研究,得到了影响Zn、K、Na水浸率的因素主次排序和水浸处理转底炉二次粉尘的最佳工艺条件。
（3）在水浸液中加入Zn沉淀剂（Na<sub>2</sub>S或NaOH或Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>）的条件下,对三种Zn沉淀剂在不同加入量下水浸液溶液体系中的相平衡进行了计算。
结果表明三种Zn沉淀剂均可使水浸液中的Zn<sup>2+</sup>转化为沉淀物,Zn<sup>2+</sup>转化为沉淀物后的存在形态取决于水浸液溶液体系达到平衡后的PH值。
转炉渣中铁资源的提取工艺研究
转炉渣中铁资源的提取工艺研究提取炉渣中铁资源的工艺可以分为以下几个步骤。
第一步：对炉渣进行洗选。
通过洗选，可以迅速将粗铁砂与炉渣分离，去除矿
物杂质，以提高提取率。
第二步：磁选。
磁选的目的是利用炉渣中脱氧的铁的磁性的差异，使得具有更
强磁性的铁能够吸附住和沉淀出来，从而提取有价值的铁资源。
第三步：烧结。
将含有铁资源的炉渣、粉煤及盐酸加入大型加热器中，经过一
定时间的加热到一定温度，使得砂、煤及铁资源中间的应收物有机地融合，烧结成一团，后经过粗筛可以分离出炉渣灰、烧结剩余物及烧结铁质三种不同的物料，以提取烧结铁质的含铁量。
第四步：热浸出。
将烧结剩余的炉渣灰加入强酸、高温的容器中，酸介质将部
分砷、固态铝元素及其他金属赤铁矿等铁质部分溶于溶剂中进而被浸出，即可提取出有价值的铁资源。
第五步：渣粉分离。
将溶剂中的浸液及浸出物过滤，取出其中的渣粉，加以分离，分出脂肪酸及其他金属元素沉淀物的渣部分，同时留取其中的整粒铁质活性粉，再经过加热干燥回收即可提取出铁资源。
以上就是提取炉渣中铁资源的工艺步骤，它可以有效地从炉渣中获取有价值的
铁资源，有效提高废渣的回收率，为环境保护和资源循环利用做出积极贡献。
基于转炉炼钢机理研究粉尘的内循环利用
基于转炉炼钢机理研究粉尘的内循环利用
转炉炼钢过程由于火点区高温蒸发和一氧化碳气泡带走部分铁产生粉尘，每冶炼1t钢将产生10～25kg粉尘（主要成分为FeO和Fe2O3）。
粉尘造成的铁损已成为炼钢过程较大的金属吹损。
按国内年产6亿t转炉钢铁计算，不计其它元素损失量，每年仅粉尘排放造成的金属铁损达300万t以上。
转炉炼钢过程采用干法或湿法除尘，形成的干法除尘灰和污泥粒径较细，为5～15μm，铁品位约50%左右，并含有一定的金属铁，二次利用价值较高。
福建三钢的学者基于转炉炼钢过程的造渣和温度控制机理，利用污泥、除尘灰及粘结剂等原料加工成粉尘球团，在冶炼前期代替铝系化渣剂进行化渣、中后期代替矿石进行调温。
研究发现：转炉炼钢过程内循环利用粉尘球团，与采用铝系化渣剂和矿石相比，脱磷率提高了4.9%，可达到80.7%，炉渣的发泡性能和流动性能良好，炉渣碱度和铁损基本相同。
既可有效回收铁等有价资源，也可减少环境污染，实现炼钢副产品资源的内循环利用。
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从转炉烟尘中提取铁粉的研究
1前言
目前国内外钢铁企业中,大多数采用氧气顶吹转炉法炼钢。
据报道[1],顶吹转炉每吨钢平均产烟尘17～22ｋｇ。
由于炼铁采用的铁矿石不同,其后炼钢产生的烟尘的化学成分与物理性质也有所差异。
就总体而言[2],这些烟尘的粒度较小(<0 05ｍｍ的占60%以上),含铁量高(～50%), 杂质多(如Ｃ、ＳｉＯ2、ＭｎＯ、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3、Ｚｎ、Ｐｂ等),作为二次资源的开发利用,已越来越为人们所关注。
先后提出了造球烧结法、竖炉法、回转窑法、熔渣处
理法、以及氯化法等10余种火法处理方案[3]。
80年代初,长沙矿冶研究院曾进行过湿法处
理炼钢烟尘的探索研究[2]。
但是,上述研究或者工艺复杂,或者成本较高,在应用上仍存在不少问题,如烧结性差、造球工艺难以控制、酸碱湿法处理复杂价高等,故至今未见烟尘产品在工业中成功应用的报导[4,5]。
鉴此,粉末冶金科技工作者试图发挥行业优势[6～8],拟用较简单经济的方法将烟尘分选、还
原来制备还原铁粉和粉末冶金制品[9]。
显然,这是一个变废为宝、造福人类,既有社会效益又有经济效益的十分有意义的工作。
2试验方法
试验原材料为某炼钢厂转炉烟尘。
富集后的化学组成如表1所示。
其松装密度为1.34ｇ/ｃｍ3,流动性为120ｓ/50ｇ,平均粒度为3μｍ。
转炉烟尘的成分和粒度与资料[11]报道相近。
试验的工艺流程如图1所示。
即将现场富集来炉烟尘先进行强力球磨,以将其中的铁和氧化铁
与包裹的杂质分开;再用水进行重力沉降分选,将铁及其氧化物杂质分离,以获得含铁量为90%左右的铁粉末(以下简称90铁粉)。
然后,对90铁粉末进行脱硫、改性、还原等处理,以获得高质量的还原铁粉。
转炉烟尘———富集———搅拌球磨———沉降———90铁粉———脱硫———改性———还原—还原铁粉———检测
图1试验工艺流程
3试验结果及讨论
3.1烟尘粉的沉降试验
转炉烟尘经球磨后,选用浓度、沉降时间、留液高度和搅拌时间进行沉降正交试验。
结果发现,在实验室条件下,当浓度为40ｇ/Ｌ、沉降时间为30ｓ、留液高度为12ｃｍ、搅拌时间为100ｓ时,可以获得最佳效果,如表2所示。
我们对90铁粉末进行了化学分析和荧光能谱分析发现,90铁粉的化学成分波动较大,即通过沉降得到的铁粉末的纯度很低,杂质含量较高且不稳定,如其硫、磷等杂质的含量批次间相差约1倍。
这可能是球磨无法使各种粉末完全分离,粉末的粒度和形状等也不可能完全一样等原因造成的。
这时,沉降粉末的松装密度为1.48ｇ/ｃｍ3,流动性为102ｓ/50ｇ,平均粒度为11μｍ。
因此,90铁粉不能作为粉末冶金的原料粉末直接用于制备粉末冶金制品。
但是,由于其工艺简单且可以用于要求不高的地方,如作为生产钛白粉中的还原剂等,故其经济效益和社会效益也是十分可观的。
表290铁粉的化学成分(质量分数)%
沉降分选的基本原理是利用转炉烟尘液中各组分的密度不同、其沉降速度不同来进行的。
假定经球磨后所有的粉末均分散、呈球形且粒度相同为ｄ。
那么,其沉降受力可表示为[10]:ｍｄｖｄｔ=16πｄ3(ρ-ρ0)ｇ-3πｄην式中:ν=118ｄ2ρ-ρ0ηｇ;ｍ—粉末质量;ｖ—粉末沉降速度;ｔ—粉末沉降时间;ｄ—粉末粒径;ρ,ρ0—粉末和介质的密度;η—介质的粘度;ｇ—重力加速度。
显然,粉末的密度不同,其沉降速度也不同。
密度越大的粉末,其沉降的速度也越大。
所以,经过一定的沉降时间后,铁粉末就从烟尘液中分离出来了。
表3是ｄ=0.08ｍｍ,η=1×10-3Ｐａ·ｓ时的计算结果。
由表3可知,若沉降高度选ｈ=40ｃｍ,沉降时间选ｔ=30ｓ时,就可以将Ｆｅ和ＦｅＯ与Ｃａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｍｇ等的氧化物分离出来。
表3烟尘粉中主要物质沉降速度和高度计算值
3.290铁粉的木炭还原试验
90铁粉经改性和脱硫处理后,进一步进行还原处理。
在实验室,用木炭在900～1100℃×3～9ｈ下进行还原正交试验,试验结果如表4所示。
由表4中可以看出,随着还原温度的提高和还原时间的延长,粉末的含铁量也提高。
经在1100℃×9ｈ工艺条件的重复试验的全分析结果(表5)表明,该还原工艺条件是正确的。
这时粉末的松装密度为1 98ｇ/ｃｍ3,流动性为36ｓ/50ｇ,
平均粒度为236μｍ。
对该铁粉进行了Ｘ射线衍射分析,从其衍射谱线中可以发现,还原后的铁粉的主要物相结构为α Ｆｅ,未见有明显的还原前的Ｆｅ3Ｏ4和ＦｅＯ等杂质出现。
这与其化学分析的高纯度铁吻合较好。
表4还原工艺对粉末含铁量的影响%温度/℃时间/ｈ
3.3铁粉的性能
将铁粉进一步改性,并用分解氨进行还原。
还原工艺为850～880℃×40～80ｍｉｎ。
然后,对
还原后的铁粉进行了化学成分粒度、粒度组成、工艺性能测试,测试的结果列入表5和表6中。
从表6和表7中可以发现,铁粉的化学成分和工艺性能基本上能满足粉末冶金使用的要求。
还原铁粉的形貌见图2.可见铁粉的形状为球滴状;仅在高倍形貌下,粉末表面才显现出水纹。
这可能是影响该粉末成形和烧结等工艺性能的主要因素之一。
为了广泛地应用转炉铁粉,采用传统的粉末冶金工艺进行了制备粉末冶金含油轴承等的试验。
试验采用正交设计,选定石墨量、铜含量、密度、硬脂酸锌量和粉末粒度等五个因素及五个
水平。
试样选用实际生产的4221—22含油轴承,钢模压制,1180°Ｃ×2.5ｈ烧结。
从试验结果
可以看出,铁粉压坯在烧结过程中,径向发生收缩,而轴向则发生膨胀,从而导致烧结后材料的
密度增加不大。
这说明该铁粉的硬度较高,所需成形压力较大。
在本试验条件下, 最佳原料组成为:Ｆｅ—5%Ｃｕ—0.25%石墨—0.6%硬脂酸锌,设计密度为6.5ｇ/ｃｍ3,粉末粒度为<95μｍ。
按此条件进行了重复试验,12个试样的平均值为:密度6.40ｇ/ｃｍ3、硬度62ＨＲＢ、径向压溃强度427ＭＰａ。
值得指出的是,还采用本试验工艺和该铁粉,在重庆江南特种粉末冶
金厂、重庆红岩粉末冶金厂、重庆华孚粉末冶金厂等现场进行了制备粉末冶金结构零件的试验,均获得了较满意的结果。
表6还原铁粉的化学成分%
4结论
(1)采用本试验工艺(沉降+还原),可成功地从转炉烟尘中提取出满足粉末冶金使用的铁粉。
(2)用木炭作还原剂,采用高温短时还原工艺(1100℃×9ｈ),可制得总铁含量>98%、粒度为236μｍ、松装密度1.98ｇ/ｃｍ3、流动性为36ｓ/50ｇ的铁粉。
(3)在本试验条件下,沉降工艺参数为:配比浓度40ｇ/Ｌ、沉降时间30ｓ、留液高度12ｃｍ、搅拌时间100ｓ时,可有效地除去转炉烟尘中的Ａｌ2Ｏ3,降低ＣａＯ、ＳｉＯ2含量。
(4)在本试验条件下,用转炉铁粉室温压制制取铁基粉末冶金含油轴承的最佳条件为:Ｆｅ—5%Ｃｕ—0 25%石墨—0 6%硬脂酸锌,粒度<95μｍ。
其制品的密度6 40ｇ/ｃｍ3,径向压溃强度可达427ＭＰａ,表观硬度可达62ＨＲＢ。