[發明專利]一種粉末冶金鐵粉的制備方法

有效

• 申請號: 202110603546.6
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113333770B
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 郭正啟;朱德慶;潘建;楊聰聰;石玥
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B22F9/22
• 分類號: B22F9/22;C21B13/08;C22B1/244;C22B1/02
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 周詠;林毓俊

1.一種粉末冶金鐵粉的制備方法，包括以下步驟：

步驟(1)：造球

將高純磁鐵精礦進行高壓輥磨處理，接著將輥磨后的礦粉與有機粘結劑進行混勻，然后造球，得到生球；

步驟(2)：預熱和焙燒

將步驟(1)制得的生球在鏈篦機-回轉窯中干燥、預熱和焙燒，獲得強度較高的焙燒球團；預熱后球團抗壓強度大于600N/個，所述焙燒球團強度超過2600N/個；

步驟(3)：預還原

將步驟(2)制得的焙燒球團分多次配入還原劑，然后在梯度溫度下進行還原反應，得到預還原球團；

還原劑為煙煤，所述的還原劑的粒度為5~25mm；還原劑總量與球團質量之比為5:1~7:1；還原總時間為20~24h，梯度溫度介于900~1100℃；

還原劑分3~4次加入，梯度溫度有3個梯度；第一次配入還原劑的質量為球團質量的2~3倍，對應的還原溫度為900℃，還原時間為1~1.5h；第二次配入還原劑的質量為球團質量的1~2倍，對應的還原溫度為1000℃，還原時間為1~2h；第三次配入還原劑的質量為球團質量的1~2倍，對應的還原溫度為1100℃；接著保持1100℃，如果還原劑沒加完，將剩余的全部加完，然后還原16~21h，如果已經加完，保持該溫度繼續，還原16~21h；

步驟(4)：破碎和磨礦

將步驟(3)制得的預還原球團進行破碎，然后磨細，得到一次還原鐵粉；

磨礦過程采用真空球磨，將其破碎至-0.15mm；在真空球磨過程中，添加相對物料質量0.1~0.3%的復合有機添加劑強化球磨；所述復合有機添加劑由聚硅氧烷和葵基磺酸鈉組合而成，其比例為2~6:6~8；

步驟(5)：氫還原

將步驟(4)得到的一次還原鐵粉進行氫還原，獲得粉末冶金鐵粉。

2.根據權利要求1所述的粉末冶金鐵粉的制備方法，其特征在于，所述步驟（1）中，高壓輥磨至礦粉的比表面積不低于1500cm²/g，礦粉粒度小于0.074mm占80%；有機粘結劑為羧甲基纖維素鈉、胡敏酸中的一種或多種，有機粘結劑添加量為礦粉質量的0.1~0.2%；造球采用圓盤造球機造球，造球水分7～9?wt.%，造球時間9～15min、所述的生球的粒度為8~16mm。

3.根據權利要求1所述的粉末冶金鐵粉的制備方法，其特征在于，所述步驟（2）中，具體步驟為：將生球在鏈篦機中進行干燥，干燥后，升溫至預熱溫度，進行預熱處理，得到高溫預熱球團，將高溫預熱球團直接送入回轉窯中進行焙燒，到焙燒球團。

4.根據權利要求3所述的粉末冶金鐵粉的制備方法，其特征在于，生球在鏈篦機的料層高度60~80mm；干燥溫度為350~400℃，干燥時間為4~6?min；預熱溫度為800~900℃，預熱時間為8~12?min；焙燒溫度為1200~1250℃，焙燒時間為16~20min。

5.根據權利要求1所述的粉末冶金鐵粉的制備方法，其特征在于，所述步驟(5)中，H₂流量為0.3~0.5L/min，氫還原溫度為800~850℃，還原時間為90~120min。

6.根據權利要求1~5中任意一項所述制備方法制備得到粉末冶金鐵粉，其特征在于，所述的粉末冶金鐵粉中：鐵品位超過98.5%，松裝密度2.45~2.60g/cm³，流動性35s/50g~39s/50g，壓縮性6.40~6.65g/cm³，滿足粉末冶金鐵粉一級品的要求。