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制作優(yōu)質(zhì)的還原鐵粉要具備哪些要素
還原法制備鐵粉,是工業(yè)中廣泛采用的一種方法。它的制造工藝及設(shè)備都比較簡(jiǎn)易,適于遍地開花、土法生產(chǎn)。它的原料也非常廣泛,如鐵屑、鐵鱗等廢料均可,亦可直接從高品質(zhì)鐵礦砂中制取。還原劑可以使用我國(guó)極為普遍的木炭。
鐵粉的純度及顆粒 大小取決于原料的純度及顆粒大小,因此要注意原料的顆粒大小,可由研磨及篩分的方法來控制,一般說來,小于0.4公厘就可以應(yīng)用了。影響純度最顯著的為原料中的二氧化硅含量,含硅較高的原料就無法制得較好的鐵粉。原料中的泥沙,經(jīng)過洗選工藝可以除去大部分,若能在收集原料的地方保持清潔,盡量避免泥沙的滲入,則對(duì)于生產(chǎn)鐵粉有很大的幫助。
含硅較低的沸騰鋼鐵磷是制取高品質(zhì)鐵粉的良好原料。木炭比較便宜,是良好的固體還原劑,當(dāng)然,如果有炭黑那更好,但是成本較高。
還原劑有氣體及固體兩種,亦可二者配合使用。應(yīng)用氣體還原劑時(shí),還原劑是由還原屑的表面滲入內(nèi)部進(jìn)行還原,而還原后的金屬鐵容易發(fā)生燒結(jié)作用,透氣性不好,這會(huì)影響氣體的繼續(xù)滲透,因此還原屑的厚度受到了一定的限制,亦影響了生產(chǎn)速度。采用固體還原劑時(shí),因?yàn)檫原性氣體由還原屑內(nèi)部直接產(chǎn)生,即氧化鐵與還原劑作用生成,這就改進(jìn)了還原物的透氣性,因而可以增加還原屑的厚度,改善還原情況,提高生產(chǎn)速度,同時(shí)還原后的鐵粉比較疏松,容易研磨粉碎。所用固體還原劑的灰分含量越低越好,因?yàn)榛曳直厝换烊腓F粉中,因此降低了鐵粉的純度。
在使用固體還原劑時(shí),往往不容易掌握混入的適當(dāng)碳量,混入的碳量少了,則還原不完全,多了又發(fā)生剩碳,二者對(duì)鐵粉純度都不利。若以還原性氣體及固體還原劑配合使用,也就是說,所混入的固體碳不足以完全還原全部氧化鐵,而未還原的氧化鐵則由還原性氣體來完成還原作用,這樣還原屑仍能保持良好的透氣性,又可以避免還原不完全或剩碳 的問題,能夠得到含金屬鐵較高的鐵粉。
固體還原劑的顆粒是越小越好,因?yàn)榧?xì)的粉末有較大的表面積,即與氧化鐵的接觸面大,容易發(fā)生作用,有利于還原的進(jìn)行。但是粉碎的費(fèi)用必然增多,與成本是相矛盾的,一般說,能研磨至小于0.075公厘就比較滿意了。
原料準(zhǔn)備好了,先進(jìn)行混合,然后在1000-1100℃保溫3-4小時(shí),一般即可完成還原過程。還原溫度若過高,鐵粉粘結(jié)很緊,增加了粉碎的困難。如果溫度較低,則還原時(shí)間變長(zhǎng),影響了生產(chǎn)的速度,甚至還不能完全還原。
在還原過程的最后的冷卻階段,必須設(shè)法避免鐵粉的重新氧化,否則鐵粉將失效,至少是不可能得到較好的鐵粉。若采用氣體還原或固體與氣體配合還原法,則可避免重新被氧化的危險(xiǎn),但它需要密封的保護(hù)工具,加熱的方式也只有管型電爐最為適宜,因此不適于普遍應(yīng)用。