粉末冶金在鋼鐵企業的應用及發展范文

本站小編為你精心準備了粉末冶金在鋼鐵企業的應用及發展參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

［摘要］鋼鐵工業是我國的支柱產業之一，有很多技術在世界上都處于領先地位。粉末冶金技術既具有傳統冶金技術的優點，同時也發揮了現代科學技術的重要力量，是一種更加科學和現代的技術，能夠滿足現代工業發展的需求。目前我國的鋼鐵行業利潤率逐漸降低，在環保越來越受到重視的情況下，鋼鐵行業的發展舉步維艱，因此粉末冶金等更加環保高效的技術的應用也顯得至關重要。

［關鍵詞］鋼鐵工業；粉末冶金；技術應用

引言：

受2008年金融危機的影響以及鋼鐵產能迅速擴大等原因，我國鋼鐵企業生產經營面臨著巨大的困境。鋼鐵企業必須尋求新的經營方式，尋找新的利潤增長點，其中鋼鐵粉末冶金材料是重要的發展方向。粉末冶金是近年來出現的一種新型材料技術，在鋼鐵行業專業人士的研究下，有了突破性進展，目前粉末冶金已經成為制備高性能機械零件和材料的技術之一。粉末冶金技術的應用既能夠降低污染，又能夠提高生產效率和生產質量，促進企業的可持續發展。

一、粉末冶金技術的特點

粉末冶金就是將金屬粉末混合起來作為原料，通過壓制、燒結等方式進行處理，得到金屬材料或者金屬制品的一項技術。運用粉末冶金技術進行制造，過程中幾乎不需要進行切削加工，因此造成的污染較小，原材料利用率也較高，相對于傳統技術成本較低，能夠在自動化批量生產中得到應用，有效降低生產的資源能源消耗。金屬切削加工中材料利用率不到50%，而運用粉末冶金技術，材料利用率能夠達到95%以上。隨著霧化制粉等技術的發展，粉末冶金技術在鋼鐵行業中必將得到更廣泛的重視。粉末冶金技術與傳統鑄造和熔煉技術不同的是能夠盡可能降低合金成分偏析，因此能夠更加輕松的實現材料復合，將不同原材料的優良性能充分發揮出來，具有高性能、低成本等優點，一些鋼制品有時用鑄造或者熔煉技術難以生產或者無法生產，采用粉末冶金技術就能夠成功生產。例如在制備粉末冶金高速鋼的過程中，鋼中的碳化物由于冷卻時間較短而無法形成沉淀和團塊，因此消除了鋼中較為粗大的碳化物偏析，制備的鋼材具有更加優良的韌性和耐磨性，傳統熔煉技術很難實現。

二、含鐵粉塵的應用現狀分析

鋼鐵企業都有著豐富的可用含鐵粉塵，如果能夠充分利用這部分資源，就能夠為企業帶來巨大的經濟效益。粉塵處理后能夠得到含鐵塵泥，用于加工軋鋼、煉鋼和煉鐵等。每噸鋼材能夠產生的含鐵塵泥最低約有100千克，可利用空間較大，但是也存在一定的問題，第一是各種塵泥的成本存在很大差異，第二是一些塵泥中有有害元素，會影響高爐冶煉的效果和質量，甚至減少高爐壽命。因此在利用過程中，必須清除其中的鋅、鉛等有害元素，但是不同塵泥成分不同，差異較大，去除有害元素難度較大，如果能夠解決這個問題，含鐵粉塵的應用將會有優良的環保意義。一些小企業將塵泥堆積起來處理，不僅占用了大量土地，含鐵塵泥還會產生揚塵，造成空氣污染和水污染，含鐵塵泥中含有的鋅、鉛等有害元素也會危害人體健康，并且得不到充分利用。如果將含鐵塵泥送到磚廠或者水泥廠作為配料使用，塵泥的利用性價比極低，其中的有害元素也會進入到磚塊、水泥等建材中，在建筑行業中應用同樣會引發環境污染問題。

三、粉末冶金在鋼鐵企業中的應用

（一）直接還原鐵煉鋼。企業可以使用氧化鐵在固態下進行還原來生產直接還原鐵，具有純度高、化學成分穩定等優點，可以代替部分廢鋼用于電爐煉鋼。傳統廢廢鋼進行電爐煉鋼，雖然廢鋼來源廣、資源豐富，但是化學成分不穩定，煉制過程中不易掌握和控制，如果適量加入直接還原鐵，就能夠顯著改善鋼的化學成分，提高鋼水的質量和產出效率。

（二）氧化鐵皮生產還原鐵粉。大型鋼鐵企業在生產過程中會產生大量的鋼鐵除塵灰和氧化鐵皮，能夠用于生產還原鐵粉，氧化鐵皮是一種固態廢棄物，具有雜質少、鐵元素含量高的優點，能夠用于提純，提純后得到的鐵粉再進行處理，能夠得到性能優良的鐵粉，這些鐵粉能夠用來生產還原鐵粉。在煉鋼過程中還會產生除塵灰，將除塵灰進行沉降處理，可以得到含鐵塵泥，對塵泥進行干燥、磁選、去除雜質等處理后，將得到的鐵粉在進行表面粗糙化處理，能夠顯著提高性能。由于鐵粉在眾多生產領域中的廣泛應用，鐵粉質量會對機械制造、汽車生產和家電生產等眾多產業造成影響，盡可能去除有害元素和雜質，得到純度更高、性能更好的粉末料是粉末冶金研究的重點技術。

（三）鋼水生產霧化鐵粉。霧化鐵粉是將鋼水在霧化器內用高壓水切斷、分散，然后裂化為非常小的液滴，液滴在進行脫水、烘干、還原和篩分等工序制作而成。上世紀七十年代，一名德國人將這種技術進行了改進，在高溫環境下還原霧化鐵粉，鐵粉能夠形成局部燒結，粉末顆粒的性能更加優良。霧化鐵粉具有壓縮性好、純度高等優點，非常適合用于制作粉末冶金制品，特別是制作磁性材料和高密度零件等。

四、直接還原鐵在中外鋼鐵企業中的生產情況

大型鋼鐵企業一般都有豐富的可以利用的鋼鐵二次資源，如果能夠充分利用這部分資源，在一定程度上能夠緩解直接還原鐵的原料問題。日本的川崎制鐵是一家鋼鐵聯合企業，工廠內每年能夠出場含鐵粉塵數十萬噸，主要采取兩種方法進行處理，一種是用固態碳還原優質氧化鐵皮生產優質還原鐵粉，年產量在15萬噸以上，一種是用還原法制造直接還原鐵球團，將含鐵粉塵做成球狀，然后使用還原劑得到直接還原鐵，此鋼鐵企業年產量能夠達到35萬噸以上，生產的直接還原鐵按照品味不同，可以用于生產還原鐵粉或者用于高爐煉鋼等。另一家鋼鐵企業新日鐵則開發了使用含鐵粉塵和煉鋼粉塵生產直接還原鐵的工藝，從粉塵中不僅能夠得到直接還原鐵，還能減少粉塵中的有害元素的含量，促進煉鋼零排放目標的實現，預計直接還原鐵年產量能夠達到40萬噸以上。武鋼是我國生產直接還原鐵的一個基地，生產還原鐵粉的第一道工序就是生產直接還原鐵，早在上世紀六十年代，武鋼就開始研制使用氧化鐵皮生產還原鐵粉的工藝，1985年武鋼建設了我國第一條還原鐵粉生產線，目前武鋼已經有4條隧道窯海綿鐵生產線，年產量能夠達到5萬噸以上。天津鋼管集團則創新使用“海綿鐵+鐵水+廢鋼”的冶煉技術，大大提高了冶煉速度，并且有效降低了鋼材中的有害元素含量。寶鋼集團也一直致力于鋼鐵二次資源的開發利用，2001年寶鋼對含鐵二次資源進行了統一管理，累積已有將近500萬噸的資源得到利用，降低成本增加效取得了良好的效果，有效提高了經濟效益和社會效益。

結束語

綜上，近年來環保問題成為社會各界廣泛關注的問題，鋼鐵行業利潤空間進一步縮減，如果能夠充分利用粉末冶金技術的優良性狀，能夠為鋼鐵企業帶來巨大的經濟效益和廣闊的發展空間。近年來我國針對粉末冶金的研究有了一定成績，但是與發達的工業國家相比仍然有較大差距。加強技術研究，加快新產品研制速度，才能促進我國粉末冶金技術的進一步發展。

參考文獻：

[1]李元元.粉末冶金高致密化成形技術的新進展[J].粉末冶金材料科學與工程，2016（08）.

[2]肖志瑜.粉末冶金高致密化的新途徑[J].材料導報，2013（04）.

[3]遲悅.粉末冶金高速壓制成形技術[J].粉末冶金工程，2015（05）.

作者：楊永 單位：六盤水師范學院化學與材料工程學院