鋼鐵循環(huán)經(jīng)濟冶金技術研究論文

　　鋼鐵循環(huán)經(jīng)濟是指充分利用鋼鐵生產(chǎn)等環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的可以回收的二次資源，使鋼鐵經(jīng)濟中的相關原料得到更充分的利用，是可持續(xù)發(fā)展目標的具體實踐和對科學發(fā)展觀的貫徹落實，對我國鋼鐵經(jīng)濟發(fā)展有重要作用，也可以為其他行業(yè)的良性發(fā)展、經(jīng)濟效益的提升提供經(jīng)驗參考。

　　1、粉末冶金技術應用于鋼鐵循環(huán)經(jīng)濟的意義

　　1.1提升資源利用率

　　粉末冶金是制取金屬粉末或用含有金屬的混合粉末作為原料，通過化學方法、物理方式進行加工，制造金屬材料、復合材料以及其他各種類型制品的一種生產(chǎn)、加工技術。在鋼鐵工業(yè)的生產(chǎn)活動中，會產(chǎn)生許多金屬粉末和混合粉末，對其進行二次加工可以有效提升鐵資源的利用率[1]。

　　1.2提升經(jīng)濟效益

　　鋼鐵循環(huán)經(jīng)濟的重要追求之一即是對經(jīng)濟效益的提升，而粉末冶金技術則是鋼鐵循環(huán)經(jīng)濟的重要組成部分，其可以通過對金屬粉末的二次利用達到提升企業(yè)經(jīng)濟效益的目的[2]。

　　2、粉末冶金技術在鋼鐵循環(huán)經(jīng)濟中的應用

　　2.1含鐵粉末產(chǎn)生的環(huán)節(jié)

　　一般來說，鋼鐵企業(yè)的含鐵粉末主要是來自于兩個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，即煉鐵原料系統(tǒng)和出鐵口系統(tǒng)，以武漢鋼鐵集團為例，其部分產(chǎn)生含鐵二次資源的統(tǒng)計如表1所示。

　　2.2制取鐵粉的方式和要求

　　2.2.1利用固體碳制取鐵粉

　　固體碳還原法是目前使用較為廣泛的鐵粉制取方法，其具有操作簡單、技術成熟、經(jīng)驗豐富的優(yōu)勢，其基本原理是將還原劑、脫硫劑加入含鐵粉末中，再進行粉碎篩選，直到所獲鐵粉達到合格要求，具體流程是，在各生產(chǎn)車間放置收集設備，對含鐵粉末進行收集，之后對其進行簡單加熱，使粉末中的水分蒸發(fā)，放入反應容器中，加入固體碳還原劑，初步將鐵粉和其他雜質脫離，再加入脫硫劑，去除鐵粉中的硫化物，之后通過磁化設備進行精選，得到質量較高的鐵粉后，通過專業(yè)設備進行檢測，如果其質量達標，則屬于合格產(chǎn)品，可以用于正常使用，如果質量不達標，則需進行二次制取，重新篩選，直到合格為止，利用固體碳回收的鐵粉，其品質較高，利用粉末冶金技術，可以將其加工成復合材料和金屬材料，用于相關領域[3]。

　　2.2.2固體碳回收法對含鐵粉末的要求

　　一般來說，含鐵粉末是在加工過程或者出鐵時產(chǎn)生，由于加工技術、鋼鐵用途的差異，含鐵粉末往往也不盡相同，比如含硫量、其他雜質含量的不同等。主要標準為粉末的鐵含量，鐵含量在70％以上的混合粉末回收價值較大，由于我國目前對含鐵粉末二次加工的技術并不是特別先進，如果混合粉末中鐵含量較低，那么加工所需花費和消耗將大于回收的鐵粉的價值，二次利用就沒有意義了，通常來說，如果混合粉末中鐵粉含量低于20％，就不適合通過固體碳方式進行回收，同時，如果混合粉末中鹽酸等不溶物的含量大于1％、硫含量大于0.5％，也要考慮更合適的回收方式，比如磁化裝置回收法。

　　2.2.3磁化裝置回收法

　　磁化裝置回收法是最簡單的鐵粉回收法，其基本原理是利用鐵元素同極相斥、異極相吸的原理，通過對較大型的裝置進行磁化，使其將鐵粉從混合粉末中分離出來。磁化裝置回收法的基本流程是，在車間、出鐵口周圍安置混合粉末回收裝置，大量收集混合粉末，之后提取部分粉末送檢，研究其鐵含量，如果鐵含量較高，則可以通過固體碳等方式回收，如果其鐵含量在30％以下，則表明這部分混合粉末適合通過磁化裝置回收法進行回收[4]。

　　2.3鐵粉的壓制

　　通過固體碳、磁化裝置等方式完成鐵粉收集工作后，需要對鐵粉進行壓制處理，將其加工成具有一定規(guī)格和形狀的鐵坯，壓制處理的方式通常為加壓式，即通過物理方法向鐵粉增加壓力，將顆粒之間的空氣擠壓出去，使其最終成型[5]。

　　2.4鐵坯的燒結

　　燒結是壓制過后的進行粉末冶金的關鍵技術。壓制成型后的鐵坯，往往依然含有較多的雜質、碳化物、硫化物等，通過燒結，可以使鐵坯在高溫中發(fā)生變化，最終將雜質去除。通常來說，燒結分為元燒結和多元燒結，一些特殊的領域也會采用熔浸、熱壓等燒結方法。燒結環(huán)節(jié)需要重點注意的是溫度，其基本流程是，將鐵坯輸入燒結設備中，如果采取的是固相燒結，需保持燒結溫度低于鐵坯的熔點，鐵坯只發(fā)生純金屬的組織變化，同時鐵粉顆粒間黏結、致密化，金屬組織間的不會出現(xiàn)溶解，也不出現(xiàn)合金等新型金屬。燒結過后的鐵坯，基本上可以滿足各行業(yè)所需，其雜質等經(jīng)過鐵粉制取、燒結已經(jīng)基本被清除，此時可以根據(jù)所要加工的工件對鐵坯進行熱處理、電鍍、軋制等，將其制成工件或者使其符合下一步加工的要求[6]。

　　2.5回收鐵粉的應用

　　調查顯示，利用回收的鐵粉進行機械加工，材料利用率往往在90％以上，而直接使用金屬材料進行加工，利用率只有50％左右，一個值得注意的現(xiàn)象是，大部分的回收鐵粉都被應用于汽車制造行業(yè)，日本80％的回收鐵粉應用于汽車零部件制造，其行業(yè)利潤也遠大于我國，如何將回收鐵粉應用于汽車制造領域或者其他領域，是目前我國相關行業(yè)需要考慮的問題。

　　3、總結

　　對資源進行二次利用，是社會進步的體現(xiàn)，也是時代發(fā)展的要求，在鋼鐵循環(huán)經(jīng)濟中應用粉末冶金技術，充分了解鐵粉回收、鐵坯壓制、鐵坯燒結等關鍵環(huán)節(jié)并對其進行有效把控，有利于粉末冶金技術的發(fā)展、進步，也有利于其在鋼鐵循環(huán)經(jīng)濟中的進一步應用。

　　參考文獻

　　[1]郭志猛，楊薇薇，曹慧欽.粉末冶金技術在新能源材料中的應用[J].粉末冶金工業(yè)，2013，（3）：10-20.

　　[2]江濤，呂巧飛，張維娜，等.粉末冶金技術在材料科學與工程專業(yè)教學實踐中的研究和討論[J].人力資源管理，2014，（4）：182-183.

　　[3]任朋立.淺析粉末冶金材料及冶金技術的發(fā)展[J].新材料產(chǎn)業(yè)，2014，（9）：17-20.

　　[4]陳曉華，賈成廠，劉向兵.粉末冶金技術在銀基觸點材料中的應用[J].粉末冶金工業(yè)，2009，（4）：41-47.

　　[5]亓家鐘.粉末冶金技術的最新進展[J].粉末冶金材料科學與工程，1999，（2）：113-117.

　　[6]邱智海，曾維平.粉末冶金技術在航空發(fā)動機中的應用[J].科技創(chuàng)新導報，2016，（7）：10-12.

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