[发明专利]一种基于电磁场作用下的粉末冶金铁粉制备方法

权利要求书

1.一种基于电磁场作用下的粉末冶金铁粉制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)：造球

将高纯磁铁精矿进行高压辊磨，然后与有机粘结剂混匀后，进行造球，得到生球；

步骤(2)：预热和焙烧

将步骤(1)制得的生球在链篦机-回转窑中干燥、预热和焙烧，获得强度较高的焙烧球团；

步骤(3)：还原

将步骤(2)制得的焙烧球团分批配入还原剂，在回转窑中进行还原反应，得到金属化的球团；

所述步骤（3）中：所述的还原剂为烟煤，所述的还原剂的粒度为5~25mm；配入的还原剂总量与球团质量之比为0.5:1~1:1；还原温度介于900~1150℃，回转窑还原总时间为2~3h；

所述的还原剂是分段加入，并进行分段还原的，具体的工艺为：还原过程中，首先加入还原剂为球团矿质量的0.1~0.2:1，然后在900℃还原0.5~1h，还原结束后，温度迅速升温至1000℃，还原剂与球团的质量比为0.1~0.2:1，还原时间为0.5~1h；然后继续升温至1100~1150℃，同时加入剩余的还原剂，还原时间为1h~1.5h；

步骤(4)：电磁协同调控

将步骤(3)制得的金属化球团放在外加磁场的中频感应炉中，在氮气气氛下进行加热，得到热处理后的球团；

所述步骤（4）中，磁场强度为5~10T，频感应炉的频率为1500Hz, 加热温度为1300~1400℃，加热时间为20~40min，加热过程通入N₂保护，其流量为2L/min；

步骤(5)：筛分、破碎和磨矿

将步骤(4)制得的热处理后的球团进行筛分、破碎，然后磨细，得到一次还原铁粉；

步骤(6)：氢还原

将步骤(5)得到的一次还原铁粉进行氢还原，获得粉末冶金铁粉。

2.根据权利要求1所述的基于电磁场作用下的粉末冶金铁粉制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，高压辊磨至矿粉粒度小于0.074mm占80%以上，比表面积不低于1500cm²/g；有机粘结剂为聚丙烯酰胺，有机粘结剂添加剂量为高纯磁铁精矿质量的0.1%~0.3%；造球采用圆盘造成球机进行造球，造球水分7～9wt. %，造球时间8min～12min，所述的生球的粒度为8~16mm。

3.根据权利要求1所述的基于电磁场作用下的粉末冶金铁粉制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，具体步骤为：生球首先在链篦机中进行干燥，干燥后的球团进行预热处理，得到高温预热球团，高温预热球团直接热装送入回转窑内进行焙烧，得到焙烧球团。

4.根据权利要求3所述的基于电磁场作用下的粉末冶金铁粉制备方法，其特征在于，生球在链篦机中的料层高度60~80mm；干燥温度为300~350℃，干燥时间5~6 min；预热温度为800~900℃，预热时间为8~12 min；焙烧温度为1200~1250℃，焙烧时间为15~20min；预热球团抗压强度大于600N/个，焙烧球强度超过2500N/个。

5.根据权利要求1所述的基于电磁场作用下的粉末冶金铁粉制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中，筛孔直径为4~6mm，其目的是将金属化球团与残煤完全分离；破碎，采用对辊破碎机，将步骤（4）所得的热处理后球团破碎至-1mm；所述的磨细过程，采用真空球磨，将其破碎至-0.15mm；在真空球磨过程中，添加0.1~0.3%的复合有机添加剂强化球磨；所述的复合有机添加剂为聚硅氧烷和葵基磺酸钠，其比例为2~4:7。

6.根据权利要求1所述的基于电磁场作用下的粉末冶金铁粉制备方法，其特征在于，所述步骤（6）中，H₂流量为0.3~0.5L/min，氢还原温度为800~850℃，还原时间为90~120min。

7.根据权利要求1~6中任意一项所述的制备方法制备得到粉末冶金铁粉，其特征在于，所述的铁粉，铁品位超过98.5%，松装密度2.5~2.60g/cm³，流动性35s/50g~38s/50g，压缩性6.40~6.55g/cm³，满足粉末冶金铁粉一级品的要求。