Материалы для порошковой металлургии - Железный порошок

Промышленность по производству металлических порошков, как основного сырья для порошковой металлургии, также активно корректировала структуру своей продукции. Производство порошков постоянно развивалось, качество еще больше улучшалось, а разнообразие увеличивалось. Ультратонкий железный порошок является одним из основных видов сырья для порошковой металлургии. Благодаря большой удельной поверхности и активности он обладает особыми свойствами, такими как электричество, магнетизм, свет, катализ, адсорбция и химическая реакция.

Таким образом, ультрадисперсный железный порошок имеет широкий спектр применения, в основном используется в порошковой металлургии, производстве механических деталей, производстве фрикционных материалов, антифрикционных материалов, сверхтвердых материалов, магнитных материалов, смазочных материалов и других продуктов. Во-вторых, ультрадисперсный железный порошок широко используется в химической промышленности, резке, нагревательных материалах, сварочных стержнях и т. д. В последние годы железный порошок также имеет широкие перспективы применения во многих областях, таких как электромагнетизм, биология, медицина, оптика, металлургия и т. д.

Способ производства железного порошка:

1. Чугунный порошок: производится путем дробления остатков чугуна или металлообрабатывающей промышленности. Содержание углерода в нем составляет около 2-4%. Это сплав железа, который обычно используется в очистных сооружениях; он использует реакцию гальванического элемента для обесцвечивания сточных вод.
2. Восстановленный железный порошок: Метод производства восстановленного железного порошка заключается в химическом восстановлении, то есть использовании оксида углерода для восстановления фосфора оксида железа, полученного во время прокатки стали. Элементарный железный порошок, полученный этим методом, называется «восстановленным железным порошком». Поскольку он имеет хорошую степень внедрения и губчатую микроструктуру, его также называют «губчатым железным порошком». Содержание железа обычно составляет более 96,0%. Его можно использовать в химическом восстановлении, порошковой металлургии и других отраслях промышленности, но из-за высокого содержания оксида железа плотность прессованного продукта обычно составляет всего 5,8 г/см3, твердость относительно большая, и его трудно обрабатывать снова.
3. Электролитический железный порошок Высокочистое железо, полученное электролизом стального лома в водном растворе сульфата железа, называется «электролитическим железным порошком». Этот элементарный железный порошок имеет очень высокую чистоту, очень мелкие частицы, неправильную форму и большую площадь поверхности. Исследования показали, что химическая активность и скорость усвоения человеком этого элементарного железного порошка являются самыми высокими среди всех видов железных порошков. Однако из-за высокой себестоимости производства этот элементарный железный порошок трудно популяризировать.
4. Порошок гидроксильного железа Порошок гидроксильного железа представляет собой соединение Fe-OH, образованное железом и гидроксильными группами. Его физические свойства - круглые частицы. Он самый маленький среди всех видов порошков элементарного железа, но его межузельная плотность очень низкая. Его можно использовать в процессе десульфурации в промышленности с хорошим эффектом десульфурации. Он может заменить ZnO в определенных ситуациях. Его стоимость ниже, чем ZnO, а его эффект десульфурации лучше. Однако из-за высокой себестоимости производства этот порошок элементарного железа пока не получил широкого распространения.
5. Распыленный железный порошок
(1) Распыленный водой железный порошок: подразделяется на два производственных процесса: метод распыления жидкой воды для низкоуглеродистой стали и метод QMP
(2) Используйте газ высокого давления для воздействия на поток жидкого железа и воды, но распыленный газом железный порошок еще больше окисляет железный порошок. После охлаждения распылением его необходимо снова восстановить, прежде чем он может быть раскислен и готов к производству. По сравнению с распыленным газом железным порошком, есть дополнительный процесс восстановления. Сейчас большинство из них — распыленный водой железный порошок.

Так что же представляет собой железный порошок и каковы его опасные свойства?
Какие меры предосторожности следует соблюдать при морской перевозке? Давайте рассмотрим это вместе. Восстановленный железный порошок для опасных грузов — это вид серого или черного порошка, в основном содержащего элементарное железо, и размер его частиц обычно составляет менее 1 мм, обычно известный как «двойной абсорбент». Обычно его изготавливают путем восстановления оксидов железа (оксида ферроферрика, железного концентрата и т. д.) с использованием твердых или газообразных восстановителей (кокса, древесного угля, антрацита, водяного газа, преобразованного природного газа, разложенного аммиака, водорода и т. д.). Он делится на пять сортов в зависимости от размера частиц: крупный порошок, средний порошок, мелкий порошок, микротонкий порошок и ультратонкий порошок. Железный порошок, состоящий из частиц с размером частиц 150-500 мкм, является крупным порошком, с размером частиц 44-150 мкм - средним порошком, 10-44 мкм - мелким порошком, 0,5-10 мкм - сверхтонким порошком и менее 0,5 мкм - сверхтонким порошком.

Основные области применения восстановленного железного порошка: ① В качестве сырья для изделий порошковой металлургии, потребление составляет около 60-80% от общего потребления железного порошка; ② В качестве сырья для сварочных прутков добавление 10-70% железного порошка в покрытие может улучшить процесс сварки сварочного прутка и значительно повысить эффективность наплавки; ③ В качестве распыляющего агента для газовой резки, при резке стальных изделий, распыление железного порошка в кислородно-ацетиленовое пламя может улучшить производительность резки, расширить диапазон резки типов стали и увеличить толщину, которую можно резать; ④ Его также можно использовать в качестве восстановителя в органическом химическом синтезе, носителя для чернил для копировальных аппаратов и т. д. Его восстановительные и адсорбционные свойства используются для очистки промышленных твердых отходов и промышленных сточных вод; он также широко используется в процессе производства материалов для литиевых батарей в новой энергетической отрасли.

Процесс производства восстановленного железного порошка
Восстановленный железный порошок обычно получают методом восстановления железной руды и методом распыления.
1. Метод восстановления железной руды обычно осуществляется путем восстановления оксида железа в потоке водорода или оксида углерода в условиях высокой температуры. Полученный в результате этого процесса восстановленный железный порошок имеет нерегулярные частицы, низкую рыхлость и плохую сжимаемость, но он дешев и часто используется в крупномасштабных приложениях, таких как конструкционные детали, сварочные прутки и резка металла. Он делится на первично восстановленный железный порошок (железный порошок прямого восстановления) и вторично восстановленный железный порошок в соответствии с требованиями к чистоте.
2. Метод распыления (водяной туман, газовый туман) Наиболее широко используются газовое распыление и водяное распыление. При распылении железного порошка железное металлическое сырье сначала расплавляется в жидкость (обычно перегревается до 100~150℃), а затем распыляется на мелкие капли, когда проходит через сопло и встречается с высокоскоростным потоком воздуха или воды. Распыленные капли быстро затвердевают в восстановленный железный порошок в закрытом распылительном цилиндре.

В процессе производства распыленного железного порошка нет примесей, высокая чистота, хорошая сжимаемость и контролируемая морфология частиц и размер частиц. Он часто используется в областях с высоким спросом, таких как механические детали высокой плотности. Основная опасность железного порошка - самонагревание. Восстановленный железный порошок легко реагирует с водой или воздухом, выделяя тепло и самонагреваясь. Реакция самонагревания очень медленная при комнатной температуре. Когда температура достигает более 200 ℃, скорость реакции значительно ускоряется, выделяя большое количество тепла и водорода. Если температура окружающей среды продолжает расти или имеется большое количество влаги, очень легко происходит самопроизвольное возгорание. Когда в грузовом отсеке есть вода или влажный водяной пар, восстановленный железный порошок легко реагирует с водой, выделяя водород и тепло, и когда объемное соотношение водорода и воздуха превышает 4%, может произойти сильный взрыв. В частности, когда он сталкивается с соленой водой или вступает в контакт с морской водой, реакция усиливается.

Воспламеняющийся восстановленный железный порошок при соответствующих условиях будет реагировать с кислородом воздуха, то есть он загорится и сгорит, выделяя много тепла. Частицы восстановленного железного порошка имеют большую удельную поверхность и очень активны. Его опасность возрастает по мере уменьшения размера частиц. При производстве мельчайшая частица железного порошка может быть переработана до 1~5 микрон. Вообще говоря, -200 меш (менее 75 микрон) более опасен и легче горит.

Опасность вдыхания: Основная опасность восстановленного железного порошка на этапах производства и хранения — вдыхание. Вдыхание избыточного железного порошка или дыма и пыли оксида железа в течение короткого периода времени вызовет раздражение дыхательных путей и вызовет фарингит, кашель, одышку, слабость, усталость, озноб, потливость, мышечные и суставные боли; длительное воздействие и чрезмерное вдыхание вызовет отложение железа в легких, селезенке и лимфатической системе; вдыхание пыли вызовет появление цветных пятен в легких; поэтому при производстве или длительном использовании восстановленного железного порошка в закрытых помещениях, где производится и используется восстановленный железный порошок, должна быть предусмотрена система удаления пыли и вытяжки, а люди должны иметь полное респираторное оборудование.