[发明专利]以高碳高氢损的一次还原铁粉制取合格微合金铁粉的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种还原铁粉的制备方法，尤其是一种以高碳高氢损的一次还原铁粉制备合格微合金铁粉的方法，属于冶金技术领域。

背景技术

在直接还原铁粉联合生产过程中，铁粉原料成本占铁粉制备总成本的80％以上，并且对铁粉理化指标的要求日趋提升。一方面，国内高品位高稳定性超级精矿(w(TFe)>71％)资源不足及精矿品位提纯加工费用日趋上涨；另一方面，国内经直接还原所生产出的大多为普通铁粉。这样，不仅造成还原铁粉制备成本高昂，且国内铁粉中高端市场大多被海外铁粉制造企业占据。因此，降低还原铁粉制备成本并制备出具有良好理化性能的微合金铁粉是增强铁粉制造企业市场竞争力的关键。在100％(完全)使用价格低廉、资源丰富、质量稳定的攀西钒钛磁铁矿，并利用纯度不高(w(H₂)75％)的氨分解气还原，制备性能优异的微合金铁粉情况下，如何完善钢带式退火炉精还原生产工艺，已为粉末冶金铁粉制备工作者急需研究和解决的一个现实课题。

就制备微合金铁粉所用攀西钒钛磁铁矿资源而言，钒钛磁铁矿品位低，二氧化硅含量高，且含有极难还原的钒钛等合金元素，并且，从攀西钒钛磁铁矿到微合金铁粉需经过混合料+边煤+石灰石粉→长时间加温保温催化还原→三级磨矿磁选→脱水→干燥(得到一次铁粉)→二次还原钢带炉→破碎筛分→合批成品等若干工序。尤其是在磁铁矿内配入碳粉、工业盐催化还原阶段时易受到温度点的分布、保温时间长短、煤气压力及质量等变化影响使一次还原铁粉成分和质量发生很大变化，使一次还原铁粉中碳、氢损含量显著升高，继而对后续工序操作参数、产品质量产生影响。

应用高碳、高氢损含量一次铁粉，在使用纯度不高(w(H₂)75％)的氨分解气还原条件下，用钢带式精还原退火炉进行二次还原，操作不当极易引起w(C)、w(HL)均不达标或是呈现一高一低不能同时达标，w(TFe)、w(MFe)较低的情况，一次铁粉w(C)、w(HL)值高且波动大，为钢带炉日常精还原达标带来较大难度，控制不当还会引起异常炉况的出现，降低铁粉产量的合格率，引起电、液氨等主要能源消耗迅速攀升，导致铁粉制造成本升高。如果在100％使用价格低廉、资源丰富、质量稳定的攀西钒钛磁铁矿，并利用纯度不高(w(H₂)75％)的氨分解气还原制备微合金铁粉条件下钢带式精还原炉操作的量化和精细化程度得不到提高，则会带来炉况、成分波动大等问题，既影响产品质量，又限制资源应用，最终导致微合金铁粉制备成本升高、性能劣化，大大降低竞争力。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种以高碳高氢损的一次还原铁粉制备合格微合金铁粉的方法，以解决利用催化还原—磨选分离工艺中100％使用价格低廉、资源丰富、质量稳定的攀西钒钛磁铁矿，并利用纯度不高(w(H₂)75％)的氨分解气还原条件下，制备出富含多种合金元素、性能优异合格微合金铁粉，降低成本的技术难题。

本发明通过下列技术方案完成：一种以高碳高氢损的一次还原铁粉制备合格微合金铁粉的方法，经过下列步骤：

A、将高碳高氢损的一次还原铁粉经加热干燥至温度为60～75℃；且控制布料量均衡稳定、结团粒度＜5mm、料面平整光滑，并送入钢带式精还原退火炉中进行精还原，控制参数为：

料层宽度860～900mm，厚度25～28mm，带速120～160mm/min；脱氧区和脱碳区温度为720～900℃，缓冷带温度140～180℃，入炉氨分解气的流量为28～36m³/h，炉尾保护氮气的流量为10～15m³/h；使炉内氨分解气的压力为0.05～0.08MPa，保护氮气的压力为0.50～0.70MPa；

精还原期间根据下列影响因素的实际变化情况对各个控制参数进行相应调整：

一次铁粉起始C％、一次铁粉终点C％、一次铁粉w(TFe)、一次铁粉起始HL％、一次铁粉终点HL％、精还原炉带速、精还原炉布料高度、精还原炉布料宽度、空冷带温度、一次铁粉起始C>0.7％后的波动；

B、将步骤A的精还原出口铁块进行粉碎后过60目筛，再除去低品位、<400目的高碳高硫轻质粉后经超声波振动筛分，即得合格微合金铁粉。

所述步骤A的高碳高氢损的一次还原铁粉是仅使用攀西钒钛磁铁矿为原料，按下列质量份备料，配入内配碳和工业盐后经常规催化还原、磨选分离而得：

攀西钒钛磁铁矿 70～75份、

内配碳 10～15份、