一种纯铁粉燃料及其制备、应用方法.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CN114314675A(43)申请公布日2022.04.12(21)申请号202210035232.5(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)发明人廖相巍常桂华尚德礼李广帮彭春霖黄玉平宋成民(51)Int.Cl.C01G49/02(2006.01)C01G49/06(2006.01)B22F1/05(2022.01)B22F9/08(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图1页(54)发明名称一种纯铁粉燃料及其制备、应用方法(57)摘要本发明公开了一种纯铁粉燃料及其制备、应用方法，所述纯铁粉燃料包括纯铁粉，其化学成分为：C<0.005％，Si<0.0023％，Mn<0.02％，Fe≥99.95％。将纯铁原料放入真空熔炼炉中，真空熔炼炉真空度小于2Pa后对纯铁原料进行加热熔炼，钢水过热度为100～150℃后开始雾化，雾化结束后收集粉末，进行筛分得到粒径为50～100μm的纯铁粉。在燃料燃烧后直接得到细小颗粒的FeOx，不需要进行加工，减少了机加工的工序，简化流程，降低成本，减少加工过程对原料造成的污染。FeOx经煅烧得到晶粒尺寸和颗粒尺寸均细小的铁红产品，这样的铁红在制备铁氧体时可以减少烧结时间，节省成本。CN114314675ACN114314675A权利要求书1/2页1.一种纯铁粉燃料，其特征在于，包括纯铁粉，所述纯铁粉化学成分重量百分比为：C<0.005％，Si<0.0023％，Mn<0.02％，Fe≥99.95％，余量为不可避免的杂质，所述纯铁粉粒径为50～100μm。2.根据权利要求1所述的纯铁粉燃料，其特征在于，所述纯铁粉中实心粉质量占比达到99％以上，纯铁粉的松装密度达到4.4～4.8g/cm3。3.一种权利要求1或2所述的纯铁粉燃料的制备方法，其特征在于，包括以下内容：制粉：将纯铁原料放入真空熔炼炉中，首先对真空熔炼炉抽真空，真空度小于2Pa后对纯铁原料进行加热熔炼，待纯铁原料熔化后，控制钢水过热度为100～150℃后开始雾化，雾化采用氩气或氮气，雾化气体的压力为2.0～4.0MPa，雾化结束后收集粉末；粉末筛分：将收集粉末进行筛分，筛选得到粒径为50～100μm的纯铁粉。4.根据权利要求3所述的纯铁粉燃料的制备方法，其特征在于，利用空心纯铁粉与实心纯铁粉的密度差，对雾化后收集的或经筛选得到的粉末进行分离，分离得到实心纯铁粉，实心纯铁粉中实心粉质量占比达到99％以上，实心纯铁粉的松装密度达到4.4～4.8g/cm3。5.根据权利要求3所述的纯铁粉燃料的制备方法，其特征在于，纯铁原料化学成分重量百分比为：C<0.01％，Si<0.005％，Mn<0.03％，Fe≥99.93％，余量为不可避免的杂质。6.一种权利要求1或2所述的纯铁粉燃料的燃烧方法，其特征在于，将纯铁粉和氧气送入燃烧设备中燃烧，燃烧温度达到1000～1200℃，燃烧产物为FeOx粉，释放出的热量被吸收利用，生成FeOx粉经冷却后进行收集。7.根据权利要求6所述的纯铁粉燃料的燃烧方法，其特征在于，燃烧产物FeOx粉以100～300℃/s温降速度冷却至80℃以下进行收集，得到的FeOx粒径不超过2mm。8.根据权利要求6所述的纯铁粉燃料的燃烧方法，其特征在于，所述燃烧设备包括燃烧器(4)，燃烧器(4)入口处设有供氧管(1)，供粉管(2‑1)，点火装置(3)；燃烧器(4)的散热面与热交换器(5)连接，燃烧器(4)出口与燃烧产物的输送通道(7)相连，输送通道(7)外部设有冷却器(6)，输送通道(7)的出口与收集器(9)相连；将纯铁粉和氧气喷入燃烧器(4)内，并由点火装置(3)点燃，纯铁粉用压力为0.3～0.5MPa的空气由供粉管(2‑1)喷入燃烧器(4)内，纯铁粉喷入量为2～5kg/min，氧气由供氧管(1)喷入，压力为0.2～0.4MPa，喷入量为0.8～1.5m3/min，燃烧器(4)内纯铁粉与氧气发生燃烧释放出的热量被热交换器(5)吸收，生成的FeOx粉进入输送通道(7)，此时FeOx粉的温度为200～400℃，FeOx粉在输送通道(7)内被冷却后进入收集器(9)。9.根据权利要求6所述的纯铁粉燃料的燃烧方法，其特征在于，所述燃烧设备包括燃烧器(4)，燃烧器(4)入口处设有供氧管(1)，喂线管(2‑2)，点火装置(3)；燃烧器(4)的散热面与热交换器(5)连接，燃烧器(4)出口与燃烧产物的输送通道(7)相连，输送通道(7)外部设有冷却器(6)，输送通道(7)的出口与收集器(9)相连；将纯铁粉利用包芯机制成铁皮包芯线，铁皮保护纯铁粉由喂线管(2‑2)进入燃烧器(4)内，并由点火装置(3)点燃，铁皮化学