低温还原制取超细铁粉的研究

探索了超细氧化铁粉低温还原制取超细铁粉的研究.采用高能球磨,制得不同粒度的超细氧化铁粉末,然后,分别在不同还原温度和还原时间下,进行氢气还原.对还原后的粉末进行氧含量的测定,并计算出氧化铁粉末的还原率,对还原铁粉进行粒度和粒度分布的分析,通过扫描电子显微镜,观察还原铁粉的形貌.找出超细氧化铁粉粒度、还原温度、还原时间等参数对氧化铁粉还原率、铁粉粒度、粒度分布和铁粉形貌等的影响.由于采用了高能球磨的方式破碎粉末,显著地增加了氧化铁粉末的比表面积、表面能及提高了粉末的活性.研究结果表明,较大地降低了还原温度,即使在280℃温度下,仍然可以被氢气还原.由于还原反应是在很低的温度下进行,粉末颗粒长大的动力被极大降低,所以能够制得超细铁粉.采用0.35μm氧化铁粉,在400℃的还原温度下,可以制取到粒度小于0.4 μm的超细铁粉,并且还原率接近100%.     

二次还原-提高铁粉质量的有效途径

国产铁粉质量与国际先进水平相差较大。这种情况限制了铁粉的应用范围,影响了铁基粉末冶金制品的发展。
本文以《铁粉二次还原工艺》一文和为期三年的生产实践为基础,对铁粉二次还原工艺中的有关工序进行论述。表明:用二次还原工艺严格处理的一次还原铁粉,其质量大幅度提高,应用范围进一步扩大,因而促进了铁基粉末冶金制品的发展并获得较佳的经济效益。     

赤铁粉矿在H2气氛中的闪速还原行为

通过高温下的动力学实验对铁粉矿在H_2气氛中的闪速还原行为进行了研究.采用XRD、SEM和金相显微镜对反应后铁粉矿的物相组成和单个粉矿颗粒表面及内部微观形貌的演变规律进行了分析,采用化学分析法获得了反应后赤铁粉矿的还原度.结果表明:铁粉矿高温下发生的闪速还原仍然遵循Fe_2O_3→Fe_3O_4→FeO→Fe的逐级还原规律.粉矿颗粒的剖面由未反应核和产物层构成,符合未反应核模型的描述.采用模型函数配合法得出铁粉矿与H_2在高温下发生闪速还原反应的限制性环节是界面化学反应,进一步基于动力学模型计算得到,闪速还原的表观活化能为311 kJ/mol.     

铁粉二次还原的基本原理和工艺控制

用氢或分解氨对铁粉进行800~1000℃热处理的精还原工艺,已成为当今生产高水准铁粉有效的手段。文中对铁粉的脱碳、去氧、除硫和降氮等反应进行了热力学分析,并介绍了原料铁粉、气氛、温度、时间等二次还原工艺中所需控制的要点。     

还原铁粉碳含量高的原因分析及改进

在以钒钛铁精矿为原料,采用"催化还原-磨选"工艺生产还原铁粉的过程中,铁粉碳含量高成为铁粉品质提升的瓶颈。分析了铁粉中碳的存在形式,通过延长有效焙烧时间、减少铁粉颗粒塑性变形、控制铁粉合适的碳氧比等措施,降低了铁粉的碳含量,并使还原铁粉w(C)控制在0.03%以下。     

料层厚度对粉末冶金用铁粉氢还原的影响

为了研究海绵铁粉料层厚度对钢带炉氢还原铁粉的影响,采用FeO还原及还原气体氧化相耦合的动力学,建立氢还原铁粉扩散还原动力学模型,用于计算带式还原炉内不同区域的铁粉还原分数分布。以实际生产数据为例,平均粒度为0.2 mm的海绵铁粉,残余氧含量0.74%,铺料厚度30 mm,加热时间1 h,温度850~900℃,氢气流量30 Nm~3/(t·h),实际产品残余氧含量为0.25%,计算得到的产品残余氧含量为0.27%,二者相吻合。铁粉中残氧很容易被氢还原,氢还原炉内的氢气向铁粉层内部渗透,铁粉向下逐层被还原。铺粉厚度为30 mm时,氢气穿透物料深度约为25 mm,靠近底部的5 mm几乎没有被还原。随铺料厚度加大,产品残氧升高、氢气利用率和产量都降低。将料层厚度从3 cm降低到2 cm,还原时间可缩短50%,产量提高33%,氢气用量降低50%。     

氯化银还原精炼技术

在分析银与贱金属，金，铂族金属分离富集的基本化学原理的基础上，评述了水合肼，甲醛，锌粉，铁粉还原氯化银和碳酸钠熔炼还原氯化银技术，比较了各种还原方法的优缺点。     

碳热预还原及二次氢还原试制超细铁粉研究北大核心

在钢带试验装置上开展了低温碳还原及氢二次还原试验试制超细金属铁粉。研究了3种不同成分的碳粉对金属铁粉产品质量的影响,结果表明低灰分、高固定碳含量碳粉符合纯金属铁粉制备的要求;添加少量催化剂,能够显著提高低温碳的还原效果,并能提高低温下的间接还原率。还原温度为850℃、加热时间为2 h、还原碳为原料中氧含量的80%,碳酸钾的加入量为0.5%~1.0%,可以得到全铁含量大于91.7%的铁粉,在此基础上750℃氢还原2 h,可以得到成分合格的超细金属铁粉,产品的D50为5~6μm,D90为10~12μm,松装密度为1.35 g/cm3。     

纳米氧化铁粉制取微细铁粉的研究

本文探讨了用纳米氧化铁粉末还原来制取微细铁粉的工艺。用纳米氧化铁粉末作原料,分别在不同的温度,不同的还原时间下,用氢气还原来制备微细铁粉。研究表明纳米氧化铁粉活性高,还原温度低,可获得微细铁粉;测量了各个温度和时间下反应的还原率和所得粉末的比表面积,并进行了比较和分析。     

铁精矿粉粒度对精控还原工艺的影响

本文以河北承德地区的铁精矿粉为原料,选用模拟隧道窑还原工艺制备海绵铁粉,研究了铁精矿粉粒度对精控还原工艺的影响。结果表明:铁精矿粉粒度对其还原工艺影响很大,并直接影响海绵铁粉的产品性能。在既定试验条件下,随着铁精矿粉粒度的增大,其精控还原所需最优还原温度随着增加,最佳配碳量先减少后增大,而最佳还原时间随粒度的增大呈现出先增大后减小的变化趋势。究其原因为粒度过小导致的粉体烧结和粒度过大导致的粉体芯部不易还原均会阻碍还原过程的进行。45~75μm粒度区间铁精矿粉最适合作为制备优质海绵铁粉原料,其在配碳量0.8、还原温度1150℃、还原时间4.5 h的精控还原工艺下可制得的海绵铁粉的铁含量高达97.88%。     

Using Small Particles with High Moisture Content in Iron Production by Liquid-Phase Reduction

Drying of small wet particles by mixing with lime powder to permit safe handling in continuous systems for iron production by liquid-phase reduction is investigated. The quantity of lime powder most suitable for the drying of concentrate with different initial moisture contents is determined. A system is proposed for the use of wet batch in continuous industrial systems for iron production.     

合金元素对汽车减震器活塞组织与性能的影响

为了将轴承滚动体研磨钢泥制得的还原铁粉应用于汽车减震器活塞的生产中,在其中加入石墨、电解铜粉及羰基铁粉等制成合金粉末,并压制、烧结成型,通过正交试验探讨石墨、电解铜粉及羰基铁粉质量分数对试样组织和性能的影响。结果表明,碳对硬度和抗拉强度的影响最大,铜的影响较小;随石墨和铜粉质量分数的增大,铁素体减少,珠光体增多;得出成分为Fe-1.2C-1.8Cu-10羰基铁粉的合金符合汽车减震器铁基粉末冶金零件技术条件JB/T 9138-1999的要求。     

陕西某次生岩型红柱石矿的生产流程及产品品质

次生石英型红柱石矿,矿石呈浅红色,矿物颗粒细小,分布均匀,红柱石含量高,实际入选矿石品位多在33%以上,矿石中含有极少量金红石、褐铁矿、黄铁矿等,是精矿中TiO_2和Fe_2O_3的主要来源,通过细磨磁选可以减少精矿中Fe_2O_3含量。实际生产流程为磁选重选联合流程,流程简单,不添加任何化学药剂,也不需要尾矿库,磁机分离的铁矿物和尾矿混在一起都是生产水泥的好原料。生产的产品分粒料和粉料两大类六个品种,以粉料为主,通过多次反复除铁,大大降低了粉料中铁的含量,生产的粉料质量基本符合行业标准。     

用高纯超级铁精矿生产优质还原铁粉之我见

介绍国内外还原铁粉的生产概况;阐述采用高纯超级铁精矿生产还原铁粉的优点;分析我国当前还原铁粉生产的技术水平及其与国外的差距;提出我国还原佚粉生产的发展方向,以及应采取的对策和措施。     

Reduction Annealing for Cast Iron Powder and Its Effect on Sintered Antifriction Material Properties

The effect of reduction annealing for powder obtained from cast iron shavings on powder specimen properties is studied. An approximate mechanism is suggested for the oxidation-reduction process during annealing of cast iron powder. An increase in annealing temperature leads to an increase in carbon gasification rate and change in absolute powder weight. Prior reduction annealing for cast iron powder improves its compactability, and increases the mechanical properties of sintered material. The best mechanical properties were obtained for specimen made from cast iron powder reduced at 1000°C. Alloying an iron-cast iron charge with 3 mass% of nickel-chromium alloy leads to a marked improvement in the mechanical properties of a sintered composite.     

机械活化条件下超细铁矿粉氢基还原特性及机制

摘要：通过热重法研究了不同机械活化程度的铁矿粉氢基还原特性,并分析和探讨了其还原反应机制。实验结果表明,机械活化对氢气还原铁矿粉有促进作用,机械活化时间越长,还原特征温度越低,还原反应所需的活化能也越低,但反应机制未发生变化,反应的限制性环节是其界面反应。机械活化明显影响到超细铁矿粉的逐级反应,对于未经活化的铁矿粉而言,逐级反应层次极不明显,而对于活化后铁矿粉的逐级反应层次随着活化时间的增加越发分明。     

Hydrogen reduction characteristics and mechanism of ultrafine iron ore powder under mechanical activation

The hydrogen based reduction characteristics of iron ore powder with different degrees of mechanical activation were studied by thermogravimetry, and the reduction reaction mechanism was analyzed and discussed. The experimental results show that mechanical activation has a facilitating effect on the reduction of iron ore powder by hydrogen, and the longer the mechanical activation time, the lower the reduction characteristic temperature and the lower the activation energy required for the reduction reaction, but the reaction mechanism remains unchanged, and the restrictive step of the reaction is its interfacial reaction. Mechanical activation obviously affects the step by step reaction of ultrafine iron ore powder, for the unactivated iron ore powder, the step by step reaction level is extremely insignificant, while for the activated iron ore powder the step by step reaction level becomes more and more distinct with the increase of activation time.     

HIsmelt熔融还原主反应器能质流转模型构建与验证

 HIsmelt熔融还原炼铁工艺以铁矿粉和煤粉作为原料,流程中不需要烧结、球团和焦化,与高炉炼铁流程相比具有降碳减排等优势。明晰能质流转过程对HIsmelt熔融还原炼铁实际生产具有指导意义。基于物料平衡、热平衡方程,对输入和输出HIsmelt主反应器物质和能量进行平衡计算,建立能质流转模型,并结合FactSage中Equilib模块计算的各元素在渣铁两相间的质量分配比及实际生产数据对其进行修正。该模型可以计算原料和燃料成分、矿煤质量比、二次燃烧率、热风氧含量等参数对铁水温度、炉渣成分、热风量、煤气量等主要冶炼指标的影响。其次依据该模型,进行了物料平衡、热平衡计算,依据实际生产数据对模型计算结果进行了验证,结果表明该模型与实际生产数据契合度较高。探究了矿煤质量比对冶炼的影响,矿煤质量比为1.39～1.45时,矿煤质量比降低0.1,会使二次燃烧率降低0.23%,进而造成煤气化学能的利用率降低,同时需要更多的热风使煤粉燃烧,热风量和煤气产生量增加,可以通过适当提高热风氧含量以提高二次燃烧率并使煤气量降低来改善;矿煤质量比降低0.001,会使铁水温度升高3.76 ℃,有利于铁水后续的加工处理,但铁水温度升高使铁元素在铁液与渣中的比值降低,使炉渣FeO质量分数升高0.026%,增加铁损,可通过降低富氧热风喷吹量来降低铁的氧化量,从而降低铁损。     

改善还原铁粉流动性能的试验

流动性是粉末冶金重要的工艺参数之一,其优劣直接影响生产效率,同时对于形状复杂件、细长件、大高度件等,流动性差将导致装粉时模具充填不佳甚至出现搭桥从而影响制件的成形。实际生产中还原粉的流动性能控制相对较难,本文提供了几个改善流动性的试验,主要包括:调整粉末粒度组成、配入雾化粉、调整原料松装密度并延长合批时间、调整还原温度。以上方法均可以改善还原铁粉的流动性,其中第三个最可行。