一种空心铁粉燃料及其制备、使用方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114367658A(43)申请公布日2022.04.19(21)申请号202210035252.2(22)申请日2022.01.13(71)申请人鞍钢股份有限公司地址114021辽宁省鞍山市铁西区鞍钢厂区内(72)发明人尚德礼廖相巍李广帮彭春霖康磊常桂华(51)Int.Cl.B22F1/0655(2022.01)B22F1/145(2022.01)B22F9/08(2006.01)C10L8/00(2006.01)F27D7/06(2006.01)权利要求书2页说明书8页(54)发明名称一种空心铁粉燃料及其制备、使用方法(57)摘要本发明公开了一种空心铁粉燃料及其制备、使用方法，空心铁粉燃料包括空心铁粉，主要由铁粉基体和铁粉内部空腔所组成，所述铁粉基体包括外部整体闭合结构和外部整体未闭合结构，所述铁粉基体内溶解氢气，基体外部整体闭合结构的铁粉内部空腔充满氢气。制备方法包括：选用空心铁粉为原料；渗氢：将空心铁粉置于渗氢炉内，对渗氢炉进行抽真空,通入氢气操作，保持炉内压力为0.4～0.6MPa，然后升温至800～900℃，保温5～8小时，随炉冷却至室温；筛分或破碎‑筛分。将制备得到的空心铁粉供给燃烧设备使用。本发明空心铁粉燃料不仅燃烧性好、热值高，且反应产物为氧化铁，氧化铁为重要工业原料，解决了单独使用氢气做燃料危险的问题。CN114367658ACN114367658A权利要求书1/2页1.一种空心铁粉燃料，其特征在于，包括空心铁粉，所述空心铁粉主要由铁粉基体和铁粉内部空腔所组成，所述铁粉基体包括外部整体闭合结构和外部整体未闭合结构，所述铁粉基体内溶解氢气，基体外部整体闭合结构的铁粉内部空腔充满氢气。2.根据权利要求1所述的一种空心铁粉燃料，其特征在于，所述空心铁粉基体的化学成分重量百分比为：C<0.01％，余量为Fe和不可避免杂质。3.根据权利要求1或2所述的一种空心铁粉燃料，其特征在于，所述空心铁粉基体的化学成分重量百分比还含有P：0.09％～0.24％。4.根据权利要求1～3任一项所述的一种空心铁粉燃料，其特征在于，还包括以下一种及以上内容：所述空心铁粉的粒径为50～100μm；所述铁粉基体外部整体闭合结构的空心铁粉总重量占全部空心铁粉总重量的80％以上；所述基体外部整体闭合结构的空心铁粉中包括内部空腔为1个及以上，其中，所述内部空腔为2个及以上的，各空腔之间相互独立或相互连通，所述内部空腔为3个及以上的，各空腔之间部分独立，部分连通。5.一种权利要求1～4任一项所述的空心铁粉燃料的制备方法，其特征在于，包括以下内容：1)选用空心铁粉为原料；2)渗氢：将空心铁粉置于渗氢炉内，对渗氢炉进行抽真空，通入氢气操作，然后升温至800～900℃，保温5～8小时，随炉冷却至室温；直到渗氢结束，一直保持炉内压力为0.4～0.6MPa；3)筛分或破碎‑筛分：所述筛分是将从渗氢炉内取出的铁粉，经筛分后去除烧结大颗粒得到所要的空心铁粉；所述破碎‑筛分是将从渗氢炉内取出的铁粉，将烧结大颗粒破碎后再筛分去除剩余的烧结大颗粒得到所要的空心铁粉。6.根据权利要求5所述的空心铁粉燃料的制备方法，其特征在于，所述作为原料的空心铁粉的制备方法包括以下内容：制粉：将纯铁放入熔炼炉中，将熔炼炉抽至真空，真空度小于2Pa后对纯铁进行加热，待纯铁熔化，过热度为100～150℃后开始雾化，雾化压力为2.0～4.0MPa，雾化结束后收集粉末；粉末筛分：将粉末进行筛分，筛选得到粒径为50～100μm的粉末；提取空心铁粉：利用空心铁粉与实心铁粉的密度差，对粉末进行分离，分离得到空心铁粉粉末。7.根据权利要求6所述的空心铁粉燃料的制备方法，其特征在于，将磷铁细粉与空心铁粉混合均匀，放入真空加热炉中，对真空加热炉进行抽真空，通入氩气操作后，升温至920～950℃，保温4～5小时，随炉冷却；所述磷铁细粉重量百分比为0.5％～1％，其余为空心铁粉。8.根据权利要求5所述的空心铁粉燃料的制备方法，其特征在于，还包括以下一种及以上内容：所述渗氢炉为真空管式炉，或其它形式具备真空、加热和加压条件的炉子；2CN114367658A权利要求书2/2页所述对渗氢炉进行抽真空，通入氢气的操作进行1～5次；所述筛分采用震动筛，所述破碎采用对辊破碎机；所述经筛分得到的空心铁粉的粒径为50～100μm；将筛分去除的烧结大颗粒经破碎后再筛分一次，去除剩余的烧结大颗粒。9.根据权利要求6所述的空心铁粉燃料的制备方法，其特征在于，还包括以下一种及以上内容：所述纯铁为工业纯铁，其化学成分重量百分比为：C<0.005％，余量为Fe和不可避免杂质；所述筛分采用震动筛；空心铁粉提取采用气流分级机进行分离。10.根据权利要求7所述的空心