铁粉生产工艺应用及行业发展现状分析

第一节 铁粉简介

铁粉（iron dust） 尺寸小于1mm的铁的颗粒集合体。颜色：黑色。是粉末冶金的主要原料。按粒度，习惯上分为粗粉、中等粉、细粉、微细粉和超细粉五个等级。粒度为150～500μm范围内的颗粒组成的铁粉为粗粉，粒度在44～150μm为中等粉，10～44μm的为细粉，0.5～10μm的为极细粉，小于0.5μm的为超细粉。

第二节 我国铁粉行业发展现状

近几年，我国铁粉企业通过在生产中抓质量、抓适销对路的产品，使铁粉质量普遍提高，也拉开了按质论价的差距。目前，国内铁粉市场的现状是优质铁粉和特殊用途的铁粉供不应求，低档产品生产过剩，高端粉末冶金制品仍需从国外进口。

目前我国也有少数企业和国外先进生产企业一样，采用品位、成分和颗粒形貌较稳定的精磁铁矿粉生产还原铁粉，但由于受磁铁矿精选及一次还原炉还原技术的影响，生产的还原铁粉粉末性能也并不是非常稳定。我国对铁粉应用关键技术研究尚不足，严重影响了高稳定性高端粉末的开发和应用。

发达国家粉末冶金企业注重加强研发能力，不断推出新品，并进一步完善强化产品的售后服务，增强竞争力。例如，瑞典赫格纳斯公司对使用铁粉的用户，不单是买卖关系，而是在了解用户应用铁粉的用途后，不断推出新品种，指导用户使用好铁粉，并将用户使用情况反馈回公司，作为改进铁粉质量的依据，每年还投入大量资金，不断研发高性能铁粉在新领域的应用。

业内人士分析，从粉末冶金行业的发展趋势来看，发达国家生产还原铁粉的原料70%以上均使用超纯铁精粉，其原因是原料的稳定性好。而且，发达国家铁粉生产企业规模大，劳动生产率高，自动化程度高，产品质量稳定，生产的特殊用途铁粉种类多，能适应不同的功能要求。

与发达国家相比，我国铁粉厂的生产规模小，布局分散，设备更新和自我发展能力不足。我国出口的铁粉很多是一般性能的铁粉，主要出口到日本、韩国、东南亚各国及港台地区，而进口的铁粉则主要来自日本、瑞典和加拿大等国家，进口的多是优质铁粉和特殊用途铁粉。

我国粉末冶金经过近些年的发展，铁粉品种虽然已经明显增多，但还是赶不上市场需求，这已经严重影响甚至限制了我国高端粉末冶金材料及制品的发展。由此可见，我国是世界铁粉生产大国，但还不是技术强国。 

第三节 铁粉的生产技术介绍

现今普通铁粉生产工艺主流是低碳钢液水雾化法、赫格纳斯法、派隆法和QMP法。

低碳钢液水雾化法：低碳废钢通过熔化造渣除去或减少磷、硅和其他杂质元素后，通过漏嘴流入雾化器中，同时喷入高压（约8．3MPa）水流击碎金属流而成液滴，液滴落入底下的水槽冷却而凝固成粉。粉末经磁选、脱水和干燥后，送入带式炉，在800～1000℃下以分解氨气予以还原退火处理，即得纯度高的水雾化铁粉。

赫格纳斯法：先将铁精矿粉与低硫焦炭屑-石灰石粉（用以脱硫）混合还原剂间层式装填在SiC质还原容器内，通过隧道窑加热至约1200℃，使矿粉还原成海绵铁。海绵铁经破碎成小于0.175mm(-80目）或小于0.14mm(-100目）后，铺加于钢带式还原炉内，在800～900℃下以分解氨进行还原退火。退火后的烧结粉块加以锤破，即可得到优质海绵铁粉。

派隆法（Pyron Process) 将低碳沸腾钢的轧钢铁鳞破碎至小于0.147mm后，置于多炉床焙烧炉内在980℃下氧化成Fe2O3。然后将Fe2O3粉喂送至带式炉内，在温度不超过1050℃下通以氢气使之还原成铁粉。

QMP法为加拿大Quebec Metal Powder公司所开发。将高纯的熔融生铁水（含碳量约为3.3%～3.8%）注入漏包，从漏嘴流下的铁水被水平喷射的高压水流击碎成粒（约3．2mm）后，落入一吸入空气的水冷容器中，使之部分氧化。经干燥的铁粒用球磨法加以粉碎，然后将过筛至小于0.147mm的粉末送入有分解氨气保护的带式炉内，在800～1040℃下利用自身所含的氧进行脱碳退火，再用分解氨气体另行还原退火，即可得粉末冶金用铁粉。

第四节 铁粉的工业应用领域

铁粉主要用下生产粉末冶金机械零件，其主要物理性能是松装密度、流动性、成形性、颗粒形状等，这些性能主要受铁粉生产方法和其化学成分的影响。

（一）铰粉在粉末冶金结构零件制造中的应用

用粉末冶金方法制造机械零件具有节省材料与工时，易于自动化，容易组织大批量生产等优点，从而引起了普遍重视，得到了迅速发展。铁基粉末冶金机械零件在我国汽车、摩托车、家用电器、电动工具、办公机械、农业机械、机床、仪器仪表、纺织机械、冶金机械等工业部门已广泛应用，并取得了良好的技术经济效益。据不完全统计，2003年我国铁粉产量已超过10万吨，说明铁粉在机械制造业已成为一类重要的金属原料。

（二）铁粉在电焊条生产、火焰切割等方面的应用

焊条用铁粉，在整个铁粉应用中，占有一定比例（瑞典占37%），一般在焊条的药皮中加入10%～30%的铁粉可改善焊条的焊接工艺性能。

火焰切割与清理是铁粉应用的另一个重要方面。美国在这方面每年要使用约7000吨铁粉。用氢氧焰或乙炔焰切割耐火材料（如混凝土）时，将铁粉加入火焰中，可增高火焰温度，还能起助溶剂作用。

 

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