一种用于生产铁粉和微合金化钢粉的方法，以具有大于２．０ｍ↑［２］／ｇ的比表面积和大于４４０ｐｐｍ Ｃｌ↑［－］的残留氯化物含量的松散的喷雾焙烧氧化铁作为原料，用两个步骤降低氯化物的含量至小于１００ｐｐｍ，降低比表面积至小于１０ｍ↑［２］／ｇ的预选值，优选０．１－２．０ｍ↑［２］／ｇ，并且还原具有堆积密度大于１２００ｇ／ｄｍ↑［３］的预烧结微粒。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用高质量再生的喷雾焙烧氧化铁作为原料源，生产粉 末冶金级别的铁粉和微合金化钢粉的方法。
技术介绍
根据EP 0 232 246 Bl中描述的方法，由再生废盐酸洗液产生的 喷雾焙烧氧化铁在120(TC至1392匸之间用气体还原剂(如氢气)还原 后冷却得到铁粉和微合金化钢粉，其中所述再生废盐酸洗液来自于热 轧钢带或钢板的除锈过程。来源于上述酸洗液的喷雾焙烧氧化铁(III)粉末的规格受导致化学 和物理数据变化的生产和操作条件的影响。特别是具有非常不同的残 留氯化物含量、不同的不希望得到的磁性物质的含量、不同的比表面 积(BET)值，和由此造成的不同的氧化铁初级颗粒尺寸。另外，处理 松散的空心球状氧化铁微粒存在着问题。由于材料性能的不稳定，喷 雾焙烧氧化铁不能或只能在非常小的程度上用作原材料来生产用于 粉末冶金成型技术的铁粉和钢粉。不同的盐含量(例如0.05至2.o重量xcr)、不稳定变化的比表面积(例如1.2至24.0g/m2)、不同的堆积密度(例如0.3至1.2g/cm3) 和可选的磁性物质含量(0.1至3.0重量％沐大阻碍了喷雾焙烧氧化铁 的工业应用，即作为原材料，生产均匀的并用于粉末冶金的合适的铁 粉和微合金化钢粉。为了大规模的工业应用，用于粉末冶金的铁粉和 微合金化钢粉需要精确的材料性能，这样的性能是不能通过使用传统 的喷雾焙烧氧化铁获得的。在热处理时，氯化物含量的变化与周围其它形成液相的元素0^2+含量和痕量的低熔点玻璃)有关，液相促进晶体成长，因此喷雾焙烧 氧化铁的性能是不可控制的。喷雾焙烧氧化铁中的残留氯化物只有一部分溶于水。残留氯化物的其它部分，约为100ppmCr的量级，仍留在喷雾焙烧氧化铁中。另 外，喷雾焙烧氧化铁比表面积(BET)的变化影响均匀晶体微结构的形 成。喷雾焙烧氧化铁中夹带的盐及其热分解产物在低温和高温范围 内严重腐蚀工业装置的结构构件。目前，依据处理方式的不同，有三种不同类型的喷雾焙烧氧化铁 可以作为生产铁粉和合金钢粉的原料。有三种名为UPL-、PPP-和CPP 的氧化铁，它们在市场上可以买到。喷雾焙烧UPL-氧化铁来自钢厂 未处理的废盐酸洗液。喷雾焙烧的PPP-氧化铁是由高质量的酸洗液 生产出来的，该酸洗液预先通过过滤过程分离出大部分不溶于盐酸的 物质。喷雾焙烧的CPP-氧化铁是通过化学沉淀和过滤工艺步骤获得 的，这种方法会大大减少一些冶金物质。如前文中所述，本专利技术的任务就是找到一种生产铁粉和微合金化 钢粉的方法，该方法满足有关粉末冶金方面的可再生原料的需求。根据本专利技术，这个任务是由权利要求l中所述的方法完成的。借助本专利技术，开发了生产具有稳定材料性能的预处理喷雾焙烧氧 化铁的方法，这种预烧结喷雾焙烧氧化铁可以进一步用铁和钢粉末冶 金方法进行处理。根据本专利技术，使用具有大于2.0m2/g的比表面积和大于440ppmC1— 的残留氯化物的喷雾焙烧氧化铁作为原料，其中，在把残留氯化物含 量降低到小于100ppmCr和比表面积(BET)降到〈10m"g的预选值后， 其中预选值优选0.1-2.0 m2/g，用气体还原介质，优选氢气，在较高 的温度下，特别是在105(TC下还原堆积密度大于1200g/dn^的预烧结 的微粒，这样可以生产出铁粉和微合金化钢粉。随后将反应产物在还原或惰性气氛中冷却到室温。令人惊奇的是，通过本专利技术的方法可以使用喷雾焙烧氧化铁制造 出可用于生产铁粉和微合金化钢粉的优质均匀的氧化铁原料，所述喷 雾焙烧氧化铁来自废盐酸洗液的再生，并具有不同的化学和物理性 能。根据本专利技术，包含多步处理的方法被用于生产均匀的喷雾焙烧氧 化铁，并且获得铁粉和微合金化钢粉。由于其内在的材料性能，这些 粉末能够弥合羰基铁粉一端与来自海绵铁或雾化钢粉的铁和钢粉的 另一端之间的间隙。借助于本专利技术。在以商品形式生产UPL-、 PPP-或CPP-氧化铁产品的钢厂，经过或没经过预先化学或物理优化处理 的喷雾焙烧氧化铁变成有价值的用于生产钢粉的原材料。通过本专利技术 的氧化铁优化处理生产了铁粉和微合金化钢粉，这些铁粉和微合金化 钢粉具有如粉末冶金工业所要求的可再生的均匀的材料性能。在本申请上下文中，喷雾焙烧氧化铁含有少量的盐，主要是残留 氯化物，优选含有低含量的磁性氧化铁、稳定的堆积密度、以及一致 的比表面积和相关的占优势的平均初级颗粒大小。在优选降低了的盐含量、残留氯化物(Cr总量用ppm表示)、堆积 密度、比表面积的稳定值和Fe^-含量的基础上，可以保证所要求的 可再生的粉末冶金性能。根据本专利技术，把污染的和不稳定的喷雾焙烧氧化铁转变成可用于 粉末冶金应用的铁粉和微合金化钢粉也是有可能的，其中，比如在第 一道工序中，喷雾焙烧氧化铁与去离子水混合得到浆料，该浆料由中 和剂中和至pH值为7.0±1.0。随后将浆料过滤，并且滤饼由去离子 水清洗到一定程度，即氧化铁中的原始残留氯化物含量减少50%， 优选减少70%以上，使其含量小于350ppm Cr。所述清洗过的氧化 铁与表面活性剂混合，湿磨，借助湿式磁选从磁性物质中分离，并且 在净化了的浆料中掺杂0.5重量％的粘合剂。通过喷雾干燥所述浆料，得到生微粒，该生微粒中约95%以上的微粒直径在5.0pm至300pn 之间。为了用热分解法进一步除去非水溶性的残留氯化物，不含水溶性 杂质的生微粒优选经过第二道工序，所述第二道工序包括在辐射电炉 中，在氧化条件下，在90(TC至1350'C之间的温度下短暂热处理几秒 钟，使残留氯化物的含量小于100ppmCr。另外，提供了热处理含有少量残留氯化物的生氧化铁微粒的方 法，即在氧化和辐射的条件下，在90(TC至135(TC之间的温度下，将 其加热几秒钟，使得到的轻微预烧结的氧化铁颗粒达到预定的比表面 积值，即〈Om々g，优选在O.l至2.0n /g之间。此外，将粒化过程的 分解物质、悬浮助剂和水分从体系中除去。具有稳定的比表面积(BET)和残留氯化物cr含量的预烧结氧化铁微粒，在低于105(TC的温度下，采用松散层床模式，优选用氢气 进行还原。所得到的铁粉和微合金化钢粉的堆积密度超过1200g/dm3， 并且碳含量小于0.01重量％。在氧化条件下的短吋间内，只要在氢 还原中很少形成粉末，预烧结氧化铁微粒会在降低比表面积的基础上 增加压碎强度。用氢气对轻微预烧结的氧化铁微粒的还原可以用散料床层、活动 流化床、循环流化床、移动炉篦、回转窑来完成，或者通过立式贯通 的间接力卩热炉(vertical indirectly heated unobstructed fumace)来完成。为进一步细化比表面积(BET)，预烧结的铁粉微粒被筛分成不同 的粒度级别。不同级别的微粒只在它们的比表面积和残留氯化物上有 适度偏差。为了特定粉末冶金的应用，筛分过的铁粉和微合金化钢粉 微粒遵照选定的微粒分布规格加以混合。另一个优点是，在辐射条件下经过处理的预烧结氧化铁微粒用氢 气还原后表面的粘附现象有下降的趋势。 一旦微粒出现任何粘接，借 助简短的机械作用就可以使团聚的颗粒松散。在-一次加热中完成氧化铁微粒的氧化和还原处理是本专利技术的另一个优点。本专利技术包括，对用于生产铁粉和微合金化钢粉的喷雾烧结氧化铁预先上浆(prior dr本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于生产铁粉和微合金化钢粉的方法，其中以来源于未处理或已纯化的废盐酸洗液的喷雾焙烧氧化铁作为原料，所述喷雾焙烧氧化铁具有大于２．０ｍ↑［２］／ｇ的比表面积和大于４００ｐｐｍ Ｃｌ↑［－］的残留氯化物，将所述喷雾焙烧氧化铁转化为堆积密度大于１２００ｇ／ｄｍ↑［３］的生微粒，在９００℃至１３５０℃的温度下短时间热处理，得到具有较低的残留氯化物含量和较低的比表面积的预烧结的微粒，所述预烧结的微粒用气态还原介质还原，并用还原或惰性气氛将还原产物冷却至室温。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：MJ鲁特纳，
申请(专利权)人：MJ鲁特纳，
类型：发明
国别省市：AT[奥地利]
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