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鐵粉的生產(chǎn)歷史與研發(fā)

自20世紀(jì)30年代初鐵粉開(kāi)始用于粉末冶金工業(yè)以來(lái)，曾涌現(xiàn)許多鐵粉生產(chǎn)方法。朝陽(yáng)鐵粉由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的各種理由，其中不少方法從未超出實(shí)驗(yàn)或中試階段，例如用熱氫還原氯化亞鐵的化學(xué)冶金法；另一些方法，諸如渦旋機(jī)械粉碎法(Hametag Process)、水溶液電解法、流化床氫還原法、旋轉(zhuǎn)盤霧化液態(tài)鋼法(D．P．G．Process)、空氣霧化液態(tài)生鐵法(R．Z．Process)及轉(zhuǎn)化天然氣和固體碳的聯(lián)合還原法等，經(jīng)歷了相對(duì)短時(shí)間的工業(yè)應(yīng)用，而后因出現(xiàn)其他更有競(jìng)爭(zhēng)性的方法而不再用于鐵粉的工業(yè)生產(chǎn)。至于用羰基法生產(chǎn)的鐵粉(見(jiàn)羰基制粉法)，因其顆粒微細(xì)，加以價(jià)格昂貴，不適用于燒結(jié)機(jī)械零件和電焊條；但其純度高、顆粒結(jié)構(gòu)特殊，顯示出優(yōu)異性能。

超細(xì)鐵粉

現(xiàn)今主宰鐵粉市場(chǎng)的鐵粉生產(chǎn)工藝是：屬于鐵氧化物還原工藝的赫格納斯法和派隆法、低碳鋼液的水霧化法、屬于高純生鐵噴丸的球磨和脫碳工藝的QMP法和r)omfel%26bull;法。其中赫格納斯法和水霧化法的鐵粉生產(chǎn)量具有壓倒優(yōu)勢(shì)。

赫格納斯法(Hoganas Process) 是瑞典Hoganas公司開(kāi)發(fā)的固體碳一氫二步還原工藝。先將鐵精礦粉(總鐵%26ge;71.5％，SiO2%26lt;0.5％)與低硫焦炭屑-石灰石粉(用以脫硫)混合還原劑間層式裝填在SiC質(zhì)還原容器內(nèi)，通過(guò)隧道窯加熱至約1200℃，使礦粉還原成海綿鐵。海綿鐵經(jīng)破碎成小于0.175mm(-80目)或小于0.14mm(-100目)后，鋪加于鋼帶式還原爐內(nèi)，在800～900℃下以分解氨進(jìn)行還原退火。退火后的燒結(jié)粉塊加以錘破，即可得到優(yōu)質(zhì)海綿鐵粉。

派隆法(Pyron Process) 將低碳沸騰鋼的軋鋼鐵鱗破碎至小于0.147mm后，置于多爐床焙燒爐內(nèi)在980℃下氧化成Fe2O3。然后將Fe2O3粉喂送至帶式爐內(nèi)，在溫度不超過(guò)1050℃下通以氫氣使之還原成鐵粉。

低碳鋼液水霧化法 低碳廢鋼通過(guò)熔化造渣除去或減少磷、硅和其他雜質(zhì)元素后，通過(guò)漏嘴流入霧化器中，同時(shí)噴入高壓(約8．3MPa)水流擊碎金屬流而成液滴，液滴落入底下的水槽冷卻而凝固成粉。粉末經(jīng)磁選、脫水和干燥后，送入帶式爐，在800～1000℃下以分解氨氣予以還原退火處理，即得純度高的水霧化鐵粉。

QMP法 為加拿大Quebec Metal Powder公司所開(kāi)發(fā)。將高純的熔融生鐵水(含碳量約為3.3％～3.8％)注入漏包，從漏嘴流下的鐵水被水平噴射的高壓水流擊碎成粒(約3．2mm)后，落入一吸入空氣的水冷容器中，使之部分氧化。經(jīng)干燥的鐵粒用球磨法加以粉碎，然后將過(guò)篩至小于0.147mm的粉末送入有分解氨氣保護(hù)的帶式爐內(nèi)，在800～1040℃下利用自身所含的氧進(jìn)行脫碳退火，再用分解氨氣體另行還原退火，即可得粉末冶金用鐵粉。