[发明专利]一种粉状铁矿直接还原铁热压煅轧材/机械零部件制品的方法

说明书

本发明属于黑色金属冶金领域，尤其涉及一种粉状铁矿直接还原铁热压煅轧材/机械零部件制品的方法。本发明制备的制品可替代绝大部分铸铁、铸钢机械部件毛坯，也可替代熔融炼钢法生产煅材或钢坯、钢锭、板坯等轧钢材料，还可联产化工金属铁粉。TFe95～98％高品质粒铁金属铁粉可配加部分合金粉或非金属粉，热压锻造更高端的耐腐、耐磨、耐高温及高强度的特钢零部件制品或复合材料。本发明颠覆了国际上传统熔融冶炼钢铁和熔融铸造的方法和工艺技术，开创出一种原料来源广泛、工序简单、操作简单、成本低廉、节能环保、循环经济的固‑固态冶炼钢铁及机械零部件制备并联产化工金属铁粉的新方法，在国际上钢铁冶炼和铸造领域树起一座新的里程碑。

技术领域

本发明属于黑色金属冶金领域，尤其涉及一种粉状铁矿直接还原铁热压煅轧材/机械零部件制品的方法。

背景技术

我国虽然铁矿资源分布广泛，但低贫细难选铁矿资源(鲕状赤铁矿、羚羊石矿、褐铁矿、镜铁矿、赤铁矿、菱铁矿等难选矿；钒钛磁铁矿(海砂)、硼铁矿、锰铁矿、铬铁矿、红土镍矿等复合矿)分布却铁矿资源占97％以上，至今没有得到很好的利用和开发，造成资源闲置和浪费，反而，钢厂每年还需要进口大量的高品位铁矿石，进口依赖程度占钢厂铁矿石总消耗量的85％以上，并且每年也会有大量的氧化铁皮，只作为普通铁矿粉进行烧结使用，没有发挥其独有的特长优势，浪费了资源。

气割渣主要来源于钢结构及钢铁采用气割切割过程中，气割枪的燃烧温度，喷出高速切割氧气流，使切口处金属剧烈燃烧并将燃烧后的金属氧化物吹除实现工件分离，是铁在纯氧中的燃烧过程而不是熔化过程生产出渣块，它主要包括：气焊渣，氧化铁，氧化皮。

钢材锻造、热轧热加工及冷拔丝时，由于钢铁和空气中氧的反应，常会大量形成氧化铁皮，属于钢铁冶金固体废弃物，氧化铁皮的主要成分是Fe2O3、Fe3O4、FeO。还有硫酸渣、氧化铝赤泥、铜渣、镍渣、铅锌渣、铬渣(含六价铬)、冶金污泥(灰)等含铁废料。

全国每年生产氧化铁皮约1000万吨左右，每年还有几千万吨含铁废料产生，如果不及时处理，造成堆积，浪费资源。

近十年来，中国制造业始终保持良好的发展态势，并且具有比较牢固的基础和抗冲击能力。随着科学技术的迅速发展和制造环境的变化，尤其是以计算机和信息技术为代表的高技术的广泛应用，为当代制造业的革命提供了众多的手段，正在使制造业的生产技术、生产方式、生产规模发生重大转变，高技术与传统制造技术相结合而形成的先进制造技术也引起了各国的高度重视，因此，需求大量的机械零部件。

目前，国家在积极推广各领域环保项目，污水处理、废酸水置换排放等环保项目也越来越多，需要大量的金属铁粉进行污水脱氧处理、废酸置换处理及食品保鲜剂等应用。

采用还原金属铁粉进行污水处理是目前污水和自来水处理的主要方法之一，在国内外已经有多年的历史。但是，由于还原铁粉本身化学成分复杂、组织结构细密，导致反应速度慢、反应柱易堵塞、对高浓度废水处理效果差，而且还原铁粉用量大，投资、运行费用相对较高。

直接还原金属铁粉(也称为化工金属铁粉、净水剂)，因其比表面积远远大于铁屑、钢削，每吨直接还原金属铁比表面积是铁屑、钢削的5～10万倍，要求TFe含量80％～90％，30～160目可调，近年来，用直接还原金属铁取代铁削粉、钢削粉用于污水处理、废酸水置换排放，取得了很好的效果，国内外这方面的例子越来越多。