一种用还原铁粉替代纯铁冶炼钕铁硼合金的方法.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CN107419157A(43)申请公布日2017.12.01(21)申请号201710451419.2(22)申请日2017.06.15(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市京口区学府路301号(72)发明人郭长庆曹杰瑞(51)Int.Cl.C22C33/04(2006.01)B22F9/22(2006.01)H01F1/057(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种用还原铁粉替代纯铁冶炼钕铁硼合金的方法(57)摘要本发明涉及钕铁硼合金制备技术领域，特指一种用还原铁粉替代纯铁冶炼钕铁硼合金的方法。还原铁粉用作为制备钕铁硼合金的原料之前需要压制成短棒压块，这种短棒压块在真空感应炉中熔炼钕铁硼合金时其冶炼工艺与采用纯铁为原料时完全相同。由于高纯还原铁粉的化学成分与纯铁相近，并且，纯净度更高，价格也比较低廉。所以，采用高纯还原铁粉压块替代纯铁作为生产钕铁硼合金的原料不但能够确保钕铁硼的质量，而且，还可以有效地降低其生产成本。生产实践表明：采用还原铁粉压块替代纯铁生产的烧结钕铁硼合金的磁能积达到55-65MGoe,与采用相同工艺以纯铁为原料生产的钕铁硼合金相当。CN107419157ACN107419157A权利要求书1/1页1.一种用还原铁粉替代纯铁冶炼钕铁硼合金的方法，其特征在于：将超纯铁精粉经过在隧道窑中高温碳一次直接还原和在氢气还原炉中经过湿氢气深脱碳、脱硫二次处理转变为高纯还原铁粉；将还原铁粉加入水玻璃粘结剂和水拌成湿料后压成短棒压块，脱除短棒压块中所含的水分；在真空感应电炉中熔炼钕铁硼合金，通电开始前，将还原铁粉压块、金属钕和硼铁一起加入到坩锅内，然后，抽真空，在高真空状态下熔化炉料，熔化过程中不断地补加余下的还原铁粉压块与其它金属原料，其冶炼工艺与采用纯铁冶炼时完全相同。2.如权利要求1所述的一种用还原铁粉替代纯铁冶炼钕铁硼合金的方法，其特征在于：所述超纯铁精粉的化学成分为：TFe≥70wt％、低磷P≤0.003wt％和低硫S≤0.03wt％。3.如权利要求1所述的一种用还原铁粉替代纯铁冶炼钕铁硼合金的方法，其特征在于，所述将超纯铁精粉经过在隧道窑中高温碳一次直接还原和在氢气还原炉中经过湿氢气深脱碳、脱硫二次处理转变为高纯还原铁粉为：二次处理时在还原炉中控制料层厚度50-60mm，高温段温度930℃-970℃，保温时间100-120min，还原气体流量100-120m3/h，其中，湿氢气中水蒸气含量10-12％；经过二次处理后获得的还原铁粉的化学成分为：TFe≥99.5wt％、C≤0.0015wt％、Si≤0.15wt％、Mn≤0.15wt％、P≤0.003wt％、S≤0.002wt％。4.如权利要求1所述的一种用还原铁粉替代纯铁冶炼钕铁硼合金的方法，其特征在于，将还原铁粉加入水玻璃粘结剂和水拌成湿料后压成短棒压块，脱除短棒压块中所含的水分为：将还原铁粉块倒入铸造用混砂机中碾压、研磨，研磨过程中加入占还原铁粉重量0.5-1wt％的水玻璃粘结剂和2-3wt％的水与还原铁粉混匀，并拌成湿料；将还原铁粉湿料倒入的短棒模具中，在600MPa的压力下将其压制成比重6.8g-7.2g/cm3的短棒压块，之后，将短棒压块在200℃-250℃下进行干燥除气处理2-3小时，以彻底脱除其中所含的水分。2CN107419157A说明书1/3页一种用还原铁粉替代纯铁冶炼钕铁硼合金的方法技术领域[0001]本发明涉及钕铁硼合金制备技术领域，特指一种用还原铁粉替代纯铁冶炼钕铁硼合金的方法，属于冶金工程领域。背景技术[0002]钕铁硼合金作为第三代稀土永磁材料，具有磁能积高、矫顽力强、体积小、质量轻和性价比高等显著特点而被广泛应用于电子通讯、航空航天、交通能源、医疗卫生、计算机以及家用电器等领域。[0003]在真空感应电炉中进行真空熔炼是生产钕铁硼磁性材料的第一步，熔炼的目的是制备钕铁硼合金锭。在钕铁硼合金中，Fe元素通常占合金成分的55-60wt％，而纯铁目前是Fe元素最主要的提供者。生产实践表明：纯铁的纯度越高，C、Si、Mn、S、P等杂质元素含量越低，则生产出的钕铁硼合金的磁性能越好。所以，选择高纯净度的纯铁制备钕铁硼合金对于提高钕铁硼合金的性能具有重要意义。[0004]现代纯铁的生产工艺与通常的碳钢生产工艺基本相同，即：首先在转炉中熔化和吹炼由铁水和废钢组成的原料以获得初级纯铁熔液。然后，将初级熔液转移到LF炉、VOD炉或AOD氩氧精炼炉进行深脱硫、深脱碳、脱氧和脱气精炼处理。当纯铁熔液的成分和温度达到要求之后，将其在连铸机上铸造成方坯或圆坯钢锭。钢锭冷却到室温后或仍处于热状态时，将其输送到加热炉中高温加热达到轧制温度。之后，