1　前言
马鞍山钢铁股份有限公司铁鳞资源总量约5万ｔ/ａ。为合理利用资源,根据对市场供需情况的分析,公司于1992年立项建设年产万吨级铁粉生产线。
马钢铁粉工程系马钢股份有限公司与中国节能投资公司联合投资的国家重点项目。该项目由原机械工业部天津第五设计院设计。其设计结合了国内外铁粉生产厂家的*工艺技术,设计的工艺特点为“3次磁选、2次还原”,目标是生产高质量的铁粉。
马钢铁粉一期工程主体设备有:隧道窑（长166ｍ）1座;从德国克莱默公司引进生产能力为700ｋｇｈ的ｃｂｒ-700-95ｅ铁粉还原炉（包括生产能力为80ｍ3ｈ的ａｓｐ-80型氨分解器和生产能力为80ｍ3ｈ的ｄｒ-80型气体干燥器）1台;以及从德马克公司引进的细粉碎机2台。整个工程已经竣工投产。
马钢铁鳞数量虽不大,但品种多,成分复杂,且有大量库存铁鳞。如何从中选出合格铁鳞原料用于还原铁粉生产线,是铁粉工程投产首要解决的问题。为此,我们对公司轧材厂所有的轧制点的铁鳞进行了取样分析,并进行了海绵铁半工业化生产试验,以找出符合铁粉生产工艺的铁鳞资源。
2　还原铁粉对原料铁鳞的质量要求
铁粉产品对ｍｎ、ｓｉ、ｃ、ｓ、ｐ及酸不溶物等有严格的限制,因此生产海绵铁时对原料铁鳞应严格把关。通常铁粉生产厂家对处理后的铁鳞成分有如下要求,见表1。
3　铁鳞取样分析及铁鳞处理工艺
3.1　铁鳞取样分析
根据文献[1]及同行的实际生产经验,海绵铁生产多采用热轧低碳沸腾钢铁鳞作原料,因为低碳沸腾钢中ｓｉｏ2、ａｌ2ｏ3等含量较低,用它作原料制造的铁粉杂质少,性能好。为了选出铁鳞,我们对本公司所有轧制点的铁鳞作了全面的取样分析。结果如表2所示。
3.2　铁鳞处理工艺及经处理铁鳞的技术指标
马钢铁鳞处理工艺流程:铁鳞收集—堆放—过筛—水洗—烘干—磁选—球磨—筛分—混料—初还原经铁鳞处理工艺处理后的高线普碳、二轧型材和三轧（带钢、线材）铁鳞,各项技术指标均符合使用要求;中板、初轧（420方坯、连轧）铁鳞,经铁鳞处理工艺处理后,酸不溶物超标;棒材、ｈ型材和初轧开坯铁鳞,经铁鳞处理工序后,ｍｎ及酸不溶物超标。
4　马钢铁鳞用于海绵铁半工业化生产试验及分析
4.1　半工业化生产试验
从马钢铁粉项目建设以来,公司有关部门已收集到高线普碳,二轧型材及三轧带钢、型材等3种基本可满足海绵铁生产需要的铁鳞及中板、初轧（连轧、420方坯）2种酸不溶物超标的铁鳞共约4万余吨,其中有库存期达2-4年的铁鳞,这部分铁鳞已深度氧化。本次进行的半工业化生产试验,对象为上述2类共10种铁鳞。对于中板、初轧铁鳞的实验,主要视其经还原成海绵铁并经磁选后的技术指标是否合格。至于经处理工艺后仍严重超标的棒材、ｈ型钢、初轧开坯等3种铁鳞,不作为实验对象。
工业化生产试验所选用的倒焰窑的基本尺寸为:直径4.8ｍ,容积20ｍ3。共进行了两窑实验。为了准确反映不同铁鳞对海绵铁质量的影响,将不同铁鳞装罐堆放在不同扇形区域（视为倒焰窑各扇形区的热工制度基本相同）,每区域共堆放10组还原罐,每组共堆放4层罐,如图1所示。
实验工艺参数是在借鉴兄弟厂家比较成熟的工艺指标的基础上,结合本公司原料的特点经实验优化后制定的[2]。
*窑工艺参数:还原温度为1050-1150℃;还原时间50ｈ;原料配比:铁鳞∶焦碳=1∶0.55。还原后得到的海绵铁的铁含量示于表3。同时还对还原得较好的以高线、三轧、二轧铁鳞为原料生产的海绵铁中的碳含量及还原情况进行了分析,新轧制和库存铁鳞的碳含量及还原结果比较示于表4。
　第二窑工艺参数:还原温度为1050-1150℃;还原时间56ｈ;原料配比:铁鳞∶焦碳=1∶0.55。还原得到的海绵铁的铁含量示于表5。同样,对还原得较好的高线、三轧、二轧铁鳞为原料生产的海绵铁中的碳含量及还原状况进行了分析,新轧制和库存铁鳞的碳含量及还原效果示于表6。
4.2　试验结果分析
本次实验主要对海绵铁中的铁含量进行分析。从表3、表4结果看,高线普碳、三轧线材、二轧中型材所产铁鳞在对应的工艺条件下能生产出合格的海绵铁;而库存铁鳞因深度氧化在该工艺条件下未能达到还原终点而出现夹生。从表5、表6结果看,高线普碳、三轧线材、二轧中型材所产库存铁鳞在改变后的工艺条件下能生产出合格的海绵铁,而相同工艺下新轧制铁鳞因还原温度提高、时间延长而过烧渗碳,导致海绵铁出格。此外试验结果还显示,中板、初轧铁鳞不能用作生产海绵铁的原料。
我们还将本实验两窑次中合格海绵铁经精还原工序（破碎—磁选—精还原—解碎—磁选—分级合批）处理,其精还原铁粉的化学成分示于表7。从表7可知,选用马钢高线、三轧、二轧铁鳞能够生产出化学成分合乎生产要求的还原铁粉。
4.3　马钢铁鳞选择的原则
通过上述试验结果分析,我们认为:为了保证马钢铁粉项目投产后的质量,对马钢铁鳞的选择应遵循以下原则:
（1）铁粉生产宜选用高线、三轧、二轧等热轧沸腾钢铁鳞为原料;
（2）针对目前同种钢材轧制量减少的特点,要严格注意钢种变化,不符合要求的铁鳞严禁收集;
（3）露天*存放的铁鳞易受污染,因此用于海绵铁生产的铁鳞应及时从轧制现场收集至原料堆放棚;
（4）对于部分库存铁鳞,应制定相应的工艺制度单独处理,这样才可生产出合格的海绵铁。
5　结论
（1）经取样分析及铁鳞处理工艺处理后筛选出来的马钢高线普碳、二轧型材和三轧带钢、线材新轧制铁鳞,在原料配比铁鳞∶焦碳=1∶055、还原温度1050-1150℃,还原时间50ｈ的工艺条件下,可生产出合格的海绵铁;
（2）对于铁鳞种类与（1）相同的库存铁鳞,在原料配比与（1）相同,还原温度为1100-1150℃,还原时间56ｈ的工艺条件下,亦可产出合格的海绵铁;
（3）将二种工艺条件下获得的合格海绵铁粉进行精还原处理,所得还原铁粉化学成分符合生产要求。
参考文献
[1]　黄培云.粉末冶金原理[ｍ].北京:冶金工业出版社,1982.24-38.
[2]　刘传习等.粉末冶金工艺学[ｍ].北京:科学普及出版社,1995.14-40.