TW201430143A - 含有鐵及鎢之丸粒 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於含有鐵及鎢之丸粒及一種用於生產該等丸粒之方法。生丸粒係藉由將鐵粉、含鎢粉末混合及使混合物粒化而生產。

Description

含有鐵及鎢之丸粒
本發明係關於一種用於生產含有鐵及鎢之丸粒的方法。本發明亦係關於藉由該方法生產之丸粒。
WO 11053231揭示一種用於生產含有鐵及鎢之粉末或粉末聚結物之方法。將含有碳化鎢之粉末與氧化鐵粉末及/或含有氧化鎢之粉末及視情況選用之鐵粉混合。在中性或弱還原性氛圍中加熱混合物。
WO2008091210揭示一種包含30-60重量%之鎢及均衡鐵之含有鐵及鎢的粉末。該粉末藉由將鐵粉與WO3粉末混合而製備。可由該粉末生產丸粒。
本發明之目的係提供一種適用於在熔融工業(例如鋼、鑄造及超合金工業)中添加鎢之新穎的含有鐵及鎢的材料，及一種以相當節省成本的方式生產該材料之方法。
上述目的中之至少一種係藉由用於生產含有鐵及鎢之丸粒的方法至少在一定程度上達成，該方法包括以下步驟：a)提供混合物，其包含(以重量%計)： 2-97 含有氧化鎢及碳化鎢中之至少一者之含鎢粉末，視情況0.1-25 碳粉，2-90 含鉬粉末，及均衡1-40 鐵粉；b)向混合物中添加：液體，較佳為水，視情況以下各物中之一或多者：黏合劑，熔渣形成劑，去硫劑；c)粒化以得到複數個生丸粒。
藉由此方法，可能生產含有鐵及鎢之生丸粒及如下描述之還原生丸粒。
當製備混合物時及在粒化期間，所添加之水的總量為混合物之約5-25重量%，更佳為10-20重量%。
較佳將生丸粒乾燥以使水分含量降至低於10重量%，較佳低於5重量%，更佳低於3重量%。藉由降低含水量，可在較高溫度下(例如200℃以上)加熱丸劑，而不會由於在丸粒中存在之水的快速汽化而發生開裂。
水分含量被定義為除結晶水外在生團塊中存在之水。水分含量可根據ASTM D2216-10藉由LOD(乾燥失重)分析法測定。乾物組成係指經乾燥之試樣(亦即將存在於生團塊中之任何水分排除在外)的組成。
丸粒可在不加熱之情況下在環境空氣中乾燥，較佳至少持續 12小時。
當乾燥丸粒時，即使並未使用外部熱量，仍存在溫度升高。此被認為來自鐵氧化之反應。丸粒之強度亦升高。此使得得到足夠堅固之丸粒成為可能，該等丸粒可於旋轉烘箱中處置而不會崩解，且不需要添加黏合劑，亦即鐵粉代替對黏合劑之需求。灰塵問題亦降至最低。
丸粒亦可在加熱器中在至多200℃、較佳約80-150℃之溫度下主動乾燥。此縮短了乾燥所需之時間。加熱器可為旋轉乾燥器；特定言之，下游包括還原區之旋轉窯的第一區段。
然而，在一些應用中，生丸粒之水分含量宜為約3-15重量%，較佳為約5-10%。舉例而言，若將生丸粒直接添加至鋼熔體中，則「潤濕」之生丸粒可溶解得更快。
較佳在至少0.5小時期間在1050-1400℃、較佳為1100-1300℃、更佳為1150-1250℃範圍內之溫度下還原經乾燥之丸粒。視還原時間、碳量及溫度而定，丸粒中可還原之氧可部分地或基本完全被還原。較佳地，步驟e)中之還原在0.5-10小時期間進行，較佳為0.5-4小時，更佳為0.5-3小時，最佳為0.5-2小時。較佳地，熱處理步驟d)及還原步驟e)在0.8-1.2巴下進行，更佳在大氣壓下進行。
視情況地，在400-800℃範圍內之溫度下，在0.5-2小時、較佳少於1小時期間預還原獲自步驟c)之生丸粒。視情況選用之步驟較佳在生丸粒包括三氧化鉬時採用。在更低溫度下預還原後，Mo之蒸氣損失可藉由在更低溫度下將大部分MoO3預還原成MoO2而降至最低。視情況選用之預還原步驟可與還原步驟在同一個熔爐內進行，或者可能將預還原之生丸粒轉移至另一熔爐用於還原步驟。
在熱處理及還原期間熔爐中之氛圍可為惰性或還原性氣體，例如氬、N2、H2或H2/N2之任何混合物(例如，以體積計5：95、20：80、 40：60、80：20及95：5)。在一個具體實例中，氛圍包含20-60體積%之H2及均衡N2。與例如H2/N2(5：95)相比，該氛圍可減少N2吸收，且可提高被還原之丸粒的密度。
視粉末之純度而定，混合物丸粒可含有其他元素，包括難以還原之氧化物。該等元素之量主要由含鎢粉末及視情況選用之含鉬粉末的純度決定，但亦可來自鐵粉、碳粉中之雜質，及來自在加熱、還原或冷卻期間與周圍氛圍中之元素的反應。
整個方法吸熱且需要熱量。為減少所需外部熱量之量，可在預加熱區提供氧氣或空氣，以便與形成之一氧化碳反應來形成二氧化碳氣體。若使用空氣，則丸粒之氮吸收可升高。使用氧，加熱及還原步驟期間之氮吸收可降至最低。
較佳在非氧化性氛圍(例如還原性或惰性)中將丸粒冷卻至低於200℃之溫度以避免丸粒之再氧化，更佳為在惰性氛圍中低於150℃。氛圍可為例如氬、N2、H2或H2/N2之任何混合物(例如，以體積計5：95、20：80、40：60、80：20及95：5)。若需要具有極低含量之氮，則丸粒可在無氮氛圍中冷卻，例如氬氣氛圍。
該方法可進一步碾碎及/或磨碎丸粒，及視情況地篩分經碾碎及/或磨碎之丸粒。
用於預還原步驟及還原步驟之適合的熔爐類型為例如旋轉窯、旋轉中心爐、豎爐、篦式迴轉窯、移動篦式迴轉窯、隧道爐或分批式爐。亦可採用金屬氧化物之固態直接還原中所用之其他種類的熔爐。
在一較佳具體實例中，使用旋轉窯來還原丸粒。在旋轉窯熔爐中，將經乾燥之生丸粒饋入至繞稍微傾斜之水平軸旋轉的旋轉窯中，且當窯圍繞其軸旋轉時，自窯之入口往窯之出口傳送。
代替在進窯之前乾燥生丸粒，窯可具有在80-200℃、較佳 100-150℃範圍內之溫度下操作之乾燥區。在該區內將生丸粒乾燥至水分含量低於10重量%，較佳低於5重量%。
窯亦可包括預還原區、下游乾燥區(若使用該區域)且在400-800℃、較佳500-700℃之範圍內操作。若生丸粒包括MoO3，則預加熱區可尤為有用，亦即將生丸粒中之至少大部分的MoO3還原成MoO2。藉此，Mo之汽化損失可降至最低。
窯進一步包括還原區段、下游乾燥及預加熱區段(若其存在)。還原區段提供1050-1300℃範圍內之溫度區域，在其中大部分剩餘之氧化鉬被剩餘之碳粉還原成MoO及/或Mo。
混合物
在步驟a)中得到之混合物包含(以重量%計)：2-97 含鎢粉末，視情況 0.1-25 碳粉，2-90 含鉬粉末，及均衡 1-40 鐵粉。
較佳地，鐵粉為2-25重量%，更佳為3-15重量%。較佳地，含鎢粉末為至少20重量%。
較佳地，含鎢粉末+含鉬粉末超過50重量%之混合物，更佳為超過70重量%之混合物。
在一個具體實例中，混合物由以下組成(以重量%計)：1-40，較佳為3-15之鐵粉，及75-99，較佳為85-97之含鎢粉末。
較佳地，含鎢粉末包括氧化鎢及碳化鎢。較佳地，在含鎢粉末及鐵粉 中之可還原之氧化物為與碳化鎢中的碳相匹配之化學計算量，以使還原後碳含量低於10重量%，較佳低於5重量%，更佳低於1重量%，最佳低於0.5重量%，且氧為低於10重量%，較佳低於5重量%，最佳低於3重量%。
藉此，可生產基本上由鐵及鎢及不可避免之雜質組成的含有鐵及鎢之丸粒。
由鐵及鎢及不可避免之雜質組成的含有鐵及鎢之丸粒亦可由其中碳化鎢部分地或全部被碳粉所替代之混合物生產，亦即，使碳化鎢及/或碳粉之碳的化學計算量與含鎢粉末及鐵粉中之可還原之氧化物相匹配。
由鐵、鎢及鉬及不可避免之雜質組成的含有鐵及鎢之丸粒可藉由添加視情況選用之含鉬粉末而由混合物生產。在此，來自碳化鎢及/或碳粉之碳為與含鉬粉末、含鎢粉末及鐵粉中之可還原的氧化物相匹配之化學計算量。在此，含鎢粉末較佳為包含至少70重量%之WC的碳化鎢粉末，較佳為至少95重量%之WC；或為包含至少70重量%之WO3的氧化鎢粉末，較佳為至少95重量%之WO3；或為該等粉末之混合物。
較佳地，碳及氧為均衡的，以使在還原後，碳含量低於10重量%，較佳低於5重量%，更佳低於1重量%，最佳低於0.5重量%，且氧為低於10重量%，較佳低於5重量%，最佳低於3重量%。
在考慮碳及氧均衡之同時，鉬與鎢之相對量可藉由改變含鎢粉末與含鉬粉末的相對量而變化。
在一較佳具體實例中，碳化鎢與氧化鎢之間的重量比(WC/WO3)處在0.5-5之範圍內，較佳為1-4，更佳為1.5-3。最佳均衡為約2。藉此，碳化鎢可在不需添加碳粉之情況下與氧化鎢相匹配。
在一個具體實例中，鉬與鎢之重量比(Mo/W)經測定處在0.25-4之範圍內，較佳為0.5-2，更佳為0.8-1.25。
含鎢粉末
含鎢粉末較佳為以下中之一種：- 含有碳化鎢之粉末，- 含有氧化鎢之粉末，- 含有碳化鎢之粉末與含有氧化鎢之粉末的混合物。
含有碳化鎢之粉末
含有碳化鎢之粉末為包含處於金屬基質中之碳化鎢的粉末。較佳地，含有碳化鎢之粉末係獲自膠結有鎢之碳化物廢料。含有碳化鎢之粉末較佳包含1-10重量%之碳、均衡鎢及伴隨之雜質。含有碳化鎢之粉末可亦包括合金元素，該等合金元素已經形成用於膠結碳化鎢材料之基質(黏合材料)。碳化物相之比例通常在複合物總重量之70-97%之間。碳在粉末顆粒中以碳化鎢晶粒之形式存在，且典型地，晶粒尺寸平均在0.10μm與15μm之間。任何粉末顆粒均可包括數種碳化鎢晶粒，特定言之當粒度較大時。此外，含有碳化鎢之粉末可包括無任何碳化鎢晶粒的粉末顆粒，然而，大部分粉末顆粒將包括一或多種碳化鎢晶粒。
一些碳化鎢粉末可含有至多15重量%之鈷，典型地約1-10重量%之Co。舉例而言，在電路板鑽頭中之工具材料典型地包含存在於鈷基質中之細粒狀的膠結碳化鎢，其量占工具材料總重量之百分之6，而粗晶粒碳化鎢材料典型地被用於開礦鑽頭之工具材料，其中膠結碳化物材料之鈷含量為約10重量%。若鈷在待生產之丸粒中可被允許或係需要的，則可使用該等粉末。若非如此，則可在自鈷中浸濾出之後使用該等粉末。舉例而言，可用濕法冶金術浸濾來自廢料之可商購的含有碳化鎢之粉末以使鈷含量降至低於1重量%之Co，較佳低於0.5重量%之Co，更佳低於0.2重量%之Co，該廢料包含1-10重量%之Co，通常為3-8重量%之量的Co。來自浸濾方法之鈷可進行回收且其本身可用作商業產品。
當然，可使用鈷已經減少或無鈷之碳化鎢粉末，亦即，粉末含有低於1重量%之Co，更佳為低於0.5重量%之Co，甚至更佳為低於0.2重量%之Co。
較佳地，碳化鎢粉末含有至少90重量%之WC，更佳為至少95重量%。
較佳地至少90重量%，更佳地至少99重量%的含有碳化鎢之粉末的顆粒通過試驗篩，該試驗篩根據ISO 3310-1：2000具有250μm、更佳為125μm、最佳為90μm之標稱孔徑尺寸。可適當地利用極細粉末，其至少有99重量%通過45μm之試驗篩。
含有氧化鎢之粉末
含有氧化鎢之粉末可為含有鐵及氧化鎢之粉末，較佳為呈礦物鎢鐵礦(Ferberite)形式之鎢酸鐵，較佳為含有超過60% WO3、更佳為至少70% WO3之鎢鐵礦。將鎢鐵礦碾碎及/或研磨及/或磨碎成粉末以使至少80重量%、較佳至少90%之顆粒通過試驗篩，該試驗篩根據ISO 3310-1：2000具有250μm、更佳為125μm之標稱孔徑尺寸。
含有氧化鎢之粉末亦可為除W及O外含有低於5重量%之其他元素、較佳低於1重量%之其他元素的純氧化鎢粉末，例如粉末包括至少95重量%、較佳至少99重量%之WO3。
較佳至少80重量%之顆粒，更佳至少90重量%之碳化鎢粉末之顆粒通過試驗篩，該試驗篩根據ISO 3310-1：2000具有250μm、更佳為125μm、最佳為90μm之標稱孔徑尺寸。可適當地利用極細粉末，其至少有99重量%通過45μm之試驗篩。
含有氧化鎢之粉末亦可為鎢酸鐵與純氧化鎢粉末之混合物。
亦可使用其他可用等級之氧化鎢粉末。
含鉬粉末
含鉬粉末較佳為氧化鉬粉末。該粉末較佳由二氧化鉬及/或三氧化鉬粉末組成。
氧化鉬粉末應含有50-80重量%之Mo，剩餘元素為氧及雜質。雜質較佳低於10重量%，更佳低於5重量%，最佳低於1重量%。
較佳至少90重量%，更佳至少99重量%之氧化鉬粉末的顆粒通過試驗篩，該試驗篩根據ISO 3310-1：2000具有250μm、更佳為125μm、最佳為45μm之標稱孔徑尺寸。
鐵粉
鐵粉較佳為含有至少80wt%金屬鐵、較佳至少90wt%金屬鐵、更佳至少95wt%金屬鐵、最佳至少99wt%金屬鐵之鐵粉。鐵粉可為海綿鐵粉及/或水霧化鐵粉及/或氣體霧化鐵粉及/或鐵濾塵及/或鐵殘渣粉末。舉例而言，來自Höganäs AB,Sweden之濾塵X-RFS40為適合之粉末。
可由氧化鐵粉末部分地或完全替代鐵粉，該氧化鐵粉末為例如(但不限於)由來自以下之群的一或多種組成之粉末：FeO、Fe2O3、Fe3O4、FeO(OH、(Fe2O3*H20)。氧化鐵粉末可為例如鏽皮。在一個具體實例中，含鐵粉末含有至少50重量%之金屬鐵，更佳至少80重量%之金屬Fe，最佳至少90重量%之金屬Fe。
較佳至少90重量%、更佳至少99重量%之含鐵粉末的顆粒通過試驗篩，該試驗篩根據ISO 3310-1：2000具有125μm、更佳90μm之標稱孔徑尺寸。可適當地利用極細粉末，其至少有99重量%通過45μm之試驗篩。
視情況選用之碳粉
生丸粒較佳包括碳源。在較佳具體實例中，碳源為含有碳化鎢之粉末，其中碳含量化學計算量與生丸粒中之氧化物含量相匹配。然而，碳粉亦可用作碳源，與含碳化鎢之粉末組合或作為唯一碳源。可添加自0.1 重量%起之碳粉。其可在1-25重量%之間。
碳粉較佳選自以下之群：次煙煤、煙煤、褐煤、無煙媒、焦煤、石油焦及生物碳(諸如木炭)，或由此等資源加工之含碳粉末。碳粉可為例如煙灰、碳黑、活性碳。碳粉亦可為不同碳粉之混合物。
關於碳粉之選擇，較佳將碳之反應性考慮進去。較佳使用碳黑。德國褐煤(German brown coal)(褐煤)、木炭、煙煤及次煙煤亦具有相對高之反應性。
較佳至少90重量%、更佳至少99重量%之碳粉的顆粒通過試驗篩，該試驗篩根據ISO 3310-1：2000具有125μm、更佳45μm、最佳20μm之標稱孔徑尺寸。
碳源(WC粉及/或碳粉)之量較佳係藉由對含鎢粉末、鐵粉及視情況選用之含鉬粉末中之可還原氧化物的量進行分析而定。較佳地，選擇碳源之量以化學計算量地匹配或稍微超過含鎢粉末、鐵粉及視情況選用之含鉬粉末中之可還原氧化物的量。然而，碳源之量亦可為低於化學計算量。
碳源之量可藉由量測被還原丸粒中之碳含量及氧含量而最佳化，即增加或減少碳源之量以達成所需之碳及氧含量。視丸粒將適用之應用而定，難以用碳還原之氧化物(諸如Si、Ca、Al及Mg)可被允許達到特定含量。舉例而言，在多種鋼冶金應用中，可對該等氧化物進行處置，例如藉由在鋼熔體之熔渣中去除此等物質。若需要更低量之該等氧化物及元素，則可使用含鎢粉末、鐵粉及視情況選用之含鉬粉末的更純等級，例如含有更少量或無該等氧化物之等級。
含有鐵及鎢之生丸粒
含有鐵及鎢之生丸粒具有如下以重量%計之乾物組成：a)90-100之混合物，包含如下以重量%計之混合物： 2-97 含有氧化鎢及碳化鎢中之至少一者之含鎢粉末，視情況0.1-25 碳粉，2-90 含鉬粉末，及均衡1-40 含有鐵粉之粉末；b)視情況10 黏合劑及/或熔渣形成劑及/或去硫劑。
當製備混合物時及在丸粒化期間，所添加水之總量為混合物之約5-25重量%，更佳10-20重量%。較佳乾燥生丸粒以使水分含量降至低於10重量%，較佳低於5重量%，更佳低於3重量%。
在生產生丸粒時，可視情況添加一或多種有機或無機黏合劑及/或熔渣形成劑及/或去硫劑。黏合劑可為例如含有碳之黏合劑。其他黏合劑可為例如膨潤土及/或糊精。熔渣形成劑可為例如石灰石、白雲石及/或橄欖石。視情況選用之黏合劑及/或視情況選用之熔渣形成劑及/或去硫劑之總量應低於或等於丸粒乾物質之10重量%，較佳低於或等於5wt%。最佳地，生丸粒不含黏合劑、熔渣形成劑及去硫劑。
經乾燥之生丸粒出人意料地堅固，且因此可能使用經乾燥之生丸粒直接將鋼熔體與鎢且視情況與鎢及鉬形成合金，亦即先前不對生丸粒進行還原。生丸粒可為與鎢且視情況與鎢及鉬形成合金之節約成本的方式。亦可藉由在後續步驟中加熱生丸粒來部分地或全部地還原生丸粒。
生丸粒可具有處於1.5-5.5g/cm3、較佳2-5g/cm3範圍內之幾何密度。
包含5-15重量%之鐵粉(>99 Fe)及85-95重量%之含鎢粉末(WO3+WC>95wt%)的生丸粒在丸粒化後即刻可具有約10-50牛頓/丸粒 (N/pellet)之抗壓強度。乾燥丸粒後，抗壓強度可增加至約50-150牛頓/丸粒。對於其中含鎢粉末部分地被氧化鉬粉末替代(例如替代氧化鎢)之丸粒，抗壓強度在丸粒化後即刻相似，但乾燥後，抗壓強度可高達600牛頓/丸粒，視有多少被替代。藉由增加丸粒上之負荷直至將其碾碎來測定抗壓強度。
在一個具體實例中，生丸粒具有80-98重量%之碳化鎢粉末及氧化鎢粉末(均衡為含鐵粉末)的乾物組成。碳化鎢粉末與氧化鎢之間的重量比(WC/WO3)在1.5-3之範圍內，較佳為約2。藉此，碳化鎢可在不需添加碳粉之情況下與氧化鎢相匹配。該等生丸粒可具有3-5.5g/cm3、較佳為3.5-5g/cm3範圍內之幾何密度。
含有鐵及鎢之丸粒
含有鐵及鎢之丸粒可藉由推薦方法生產，該推薦方法由以重量%計之以下各物組成：W 3-97，較佳30-95，Mo+W 50-97，較佳70-95，O 10，較佳5，更佳3，C 10，較佳5，更佳1，Si 10，較佳5，更佳1，Co 10，較佳5，更佳1，其他元素 5，較佳1，及均衡Fe 2-40，較佳3-25，更佳5-20，最佳5-15。
該等丸粒可具有在2-7g/cm3、較佳3-6g/cm3範圍內之幾何密度，且抗壓強度可在100-1000牛頓/丸粒、較佳150-600牛頓/丸粒、更佳200-500牛頓/丸粒之範圍內。
可存在自0.05%起及更高的O、C。可存在痕量至給定量的 Si、Co。彼等元素較佳非有意添加，而是可能作為雜質存在。除W、Mo、Fe、O、C、Si、Co之外，可存在痕量至給定量之其他元素。彼等元素非有意添加，而是可能作為雜質存在。
根據一個實施例，含有鐵及鎢之丸粒由以重量%計之以下各物組成：W 60-97，較佳80-95，O 10，較佳5，更佳3，C 10，較佳5，更佳1，Si 10，較佳5，更佳1，Co 10，較佳5，更佳1，其他元素 5，較佳1，及均衡Fe2-40，較佳3-25，更佳5-20，最佳5-15。
該等丸粒可具有在3-7g/cm3、較佳4-6g/cm3範圍內之幾何密度，且抗壓強度可在100-1000牛頓/丸粒、較佳150-400牛頓/丸粒、更佳200-300牛頓/丸粒之範圍內。
當與鎢在熔融操作下形成合金時，該等丸粒可替代傳統製造之鎢鐵合金。丸粒可以比標準等級之鎢鐵更低之成本生產。此外，由於其多孔結構，丸粒比標準等級之鎢鐵溶解更快。
根據另一實施例，含有鐵及鎢之丸粒由以重量%計之以下各物組成：W 20-80，較佳30-65，更佳40-55，Mo 20-80，較佳30-65，更佳40-55，Mo+W >50，較佳>70，O 10，較佳5，更佳3，C 10，較佳5，更佳1， Si 10，較佳5，更佳1，Co 10，較佳5，更佳1，其他元素 5，較佳1，及均衡Fe2-40，較佳3-25，更佳5-20，最佳5-15。
較佳地，鉬與鎢之重量比(Mo/W)經測定在0.25-4、較佳0.5-2、更佳0.8-1.25之範圍內。
該等丸粒可具有在2-6g/cm3、較佳3-5g/cm3範圍內之幾何密度，及在100-1000牛頓/丸粒、較佳200-600牛頓/丸粒、更佳250-500牛頓/丸粒之範圍內的抗壓強度。
該等含有鐵、鎢及鉬之丸粒適合與鎢及鉬在熔融操作下形成合金。含有鐵、鎢及鉬之丸粒可以相比之下更低之成本生產。此外，由於其多孔結構，丸粒在鋼熔體中快速溶解。
其他元素之量主要由含鎢粉末及視情況選用之含鉬粉末的純度控制。含鐵粉末及視情況選用之碳粉的純度當然會影響其他元素之量。
氮含量主要視丸粒之加熱、還原及冷卻期間之氛圍中的氮含量而定。藉由控制此等步驟中之氛圍，可使氮含量低於0.5wt%，較佳低於0.1wt%，且最佳低於0.05wt%。
丸粒之平均直徑較佳在3-30mm、較佳5-20mm之範圍內。過大之丸粒會延長所需還原時間，而過小之丸粒可能難以處置。
丸粒之形狀典型地為球形、類球形或橢球形。當處置時，此形式相比於經壓縮之團塊形式，撕碎風險降低。此外，流動性質優於團塊。
然而，在其他應用中，可能需要具有除了球形、類球形或橢球形之外的其他形狀。舉例而言，視輸送帶之配置方式而定，在輸送帶上傳輸之丸粒可能自帶滾落。
包含2-300顆丸粒之丸粒聚結物自輸送帶滾落之可能性較 小。
丸粒可藉助於諸如膠劑之黏合劑聚結。較佳地，該等聚結物含有2-20顆丸粒，更佳為5-15顆丸粒。
亦有可能藉由用丸粒填充塑膠袋，且較佳圍繞丸粒熱收縮塑膠及/或真空收縮來形成丸粒聚結物。較佳地，該等聚結物含有30-300顆丸粒，更佳為50-200顆丸粒，最佳為75-150顆丸粒。
避免該問題之另一方式為用丸粒填充諸如金屬罐之容器。較佳地，該容器具有在100-125000cm3範圍內之內體積。
當然，亦可以上述方式聚結生丸粒或將其置於容器中。
亦可將丸粒碾碎成不規則形狀之碎片，例如粗糙的含有鐵及鉬之粉末，其中90重量%之粉末顆粒由試驗篩截留，該試驗篩根據ISO 3310-1：2000具有至少250μm、較佳至少500μm、更佳至少1mm之標稱孔徑尺寸。
可進一步磨碎丸粒且視情況篩分以得到精細的含有鐵及鎢之粉末，較佳為具有如下粒度之精細粉末：其中至少90重量%、更佳至少99重量%之顆粒通過試驗篩，該試驗篩根據ISO 3310-1：2000具有250μm、更佳125μm、最佳45μm之標稱孔徑尺寸。例如可提供精細粉末作為注入合金化或熔接應用上所用之包芯線的內芯填充物。
粉末可進行冷壓型。
丸粒可進一步在250-1000℃、較佳400-800℃範圍內之溫度下，且更佳在兩個反向旋轉的輥之間，最佳在每公分主動輥寬度60-200kN之範圍內的擠壓力下熱壓型。適合之熱壓型機例如由Maschinenfabrik Köppern有限公司出售。黏合劑可視情況在熱壓型步驟中添加。團塊之體積較佳在15與200cm3之間。當然，生丸粒亦可熱壓型。
實施例
以重量計1/3的WO3粉末與以重量計2/3的WC粉末混合。向混合物中添加5重量%之Fe粉。粉末之量、粒度及純度展示於表1中。當混合粉末時，添加5重量%之水。
其後將混合物饋入至圓盤製粒機中進行粒化。粒化期間，額外添加約5-7重量%之水。其後將生產之生丸粒乾燥至水分含量低於3重量%。
如根據ASTM 962-08所量測，經乾燥之生丸粒之平均幾何密度經測定為4.3g/cm3。
在分批式爐中，在95vol% N2及5vol% H2氛圍中及1200℃之溫度下還原生丸粒2小時之時間段。其後使丸粒冷卻至約100℃之溫度，隨後抽空氛圍且自熔爐中移出。如根據ASTM 962-08所量測，還原丸粒的平均幾何密度經測定為5.0g/cm3。

Claims (13)

  1. 一種用於生產含有鐵及鎢之丸粒的方法，該方法包括以下步驟：a)提供混合物，其包含(以重量%計)：2-97 含有氧化鎢及碳化鎢中之至少一者之含鎢粉末，視情況0.1-25 碳粉，2-90 含鉬粉末，及均衡1-40 鐵粉；b)向該混合物中添加：液體，較佳為水，視情況以下各物中之一或多者：黏合劑，熔渣形成劑，去硫劑；c)粒化以得到複數個生丸粒。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該混合物滿足以下條件：>50 含鉬粉末+含鎢粉末。
  3. 如申請專利範圍第1項及第2項之方法，其中該方法進一步包括在低於200℃、較佳低於150℃之溫度下乾燥該等生丸粒，直至水分含量低於該等丸粒之10重量%，較佳低於5重量%。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之方法，其中該方法進一步包括在至少0.5小時期間在1050-1400℃、較佳1100-1300℃、更佳1150-1250℃範圍內的溫度下還原該等生丸粒。
  5. 如申請專利範圍第4項之方法，其中該方法包括一或多個下列步驟： d)在非氧化性氛圍中、較佳在惰性氛圍中將該等還原丸粒冷卻至低於200℃、更佳低於150℃之溫度；e)碾碎及/或磨碎該等還原丸粒；f)篩分該等經碾碎及/或磨碎之還原丸粒；g)在250-1000℃、較佳400-800℃範圍內之溫度下，且更佳在兩個反向旋轉的輥之間熱壓型；h)將該等還原丸粒聚結成包含2-300顆丸粒之聚結物。
  6. 一種含有鐵及鎢之生丸粒，其具有如下以重量%計之乾物組成：a)90-100之混合物，包含如下以重量%計之混合物：2-97 含有氧化鎢及碳化鎢中之至少一者之含鎢粉末，視情況0.1-25 碳粉，2-90 含鉬粉末，及均衡1-40 鐵粉；b)視情況至多10之黏合劑及/或熔渣形成劑及/或去硫劑。
  7. 一種含有鐵及鎢之丸粒，其由以重量%計之以下各物組成：W 3-97，Mo+W 50-97，O 10，C 10，Si 10，Co 10，其他元素 5，及均衡Fe 2-40。
  8. 如申請專利範圍第7項之含有鐵及鎢之丸粒，其中該等丸粒具有在2-7g/cm3、較佳3-6g/cm3範圍內之幾何密度，及在150-600牛頓/丸粒、較佳200-500牛頓/丸粒之範圍內的抗壓強度。
  9. 如申請專利範圍第7項之鐵及鎢丸粒，其由以重量%計之以下各物組成：W 60-97，較佳80-95，O 10，較佳5，更佳3，C 10，較佳5，更佳1，Si 10，較佳5，更佳1，Co 10，較佳5，更佳1，其他元素 5，較佳1，及均衡Fe 2-40，較佳3-25，更佳5-20，最佳5-15。
  10. 如申請專利範圍第9項之含有鐵及鎢之丸粒，其中該等丸粒具有在3-7g/cm3、較佳4-6g/cm3範圍內之幾何密度，及在150-400牛頓/丸粒、較佳200-300牛頓/丸粒之範圍內的抗壓強度。
  11. 如申請專利範圍第7項之含有鐵及鎢之丸粒，其由以重量%計之以下各物組成：W 20-80，較佳30-65，更佳40-55，Mo 20-80，較佳30-65，更佳40-55，Mo+W >50，較佳>70，O 10，較佳5，更佳3，C 10，較佳5，更佳1，Si 10，較佳5，更佳1，Co 10，較佳5，更佳1，其他元素 5，較佳1， 及均衡Fe 2-40，較佳3-25，更佳5-20，最佳5-15。
  12. 如申請專利範圍第11項之含有鐵及鎢之丸粒，其中該等丸粒具有在2-6g/cm3、較佳3-5g/cm3範圍內之幾何密度，及在200-600牛頓/丸粒、較佳250-500牛頓/丸粒之範圍內的抗壓強度。
  13. 如申請專利範圍第7項至第12項中任一項之含有鐵及鎢之丸粒，其中該等丸粒具有在3-30mm、較佳5-20mm之範圍內的平均直徑。
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