專利名稱：一種鉻粉礦冷壓球團用的成型粘結劑及其使用方法
技術領域：
本發明屬于鐵合金生產領域，涉及一種基于高碳鉻鐵生產工藝原料參數的鉻粉礦冷壓球團所用的粘接劑，所用的是復合型無機粘結劑。
背景技術：
鋼鐵工業是國民經濟的基礎工業，鐵合金生產是鋼鐵工業的重要組成部分。進入 21世紀，中國已成為世界鋼鐵工業的中心，是世界上第一個年產鋼超過4億噸的國家。鋼鐵生產的快速發展，不斷提高了我國在世界鐵合金工業領域中的地位。按年產量計算，八十年代中期占世界第四位和第三位。進入九十年代，前蘇聯解體后，我國鐵合金產量累增躍居首位，成為世界鐵合金第一生產國和出口國。鉻鐵是鐵合金產品中的一個重要產品。按不銹鋼產量占粗鋼產量的1.4% (1990 年世界均水平)計算，我國粗鋼產量2007年為4. 9億噸，鉻含量按13 %計算，鉻鐵合金中鉻含量按50%計，則需鉻鐵合金991萬噸。冶煉如此大量的鉻鐵合金，需要大量的鉻鐵礦。 對于鉻鐵礦資源貧乏的國家，為了滿足國內鋼鐵工業發展的需要，我國大部分鐵合金企業一直使用進口鉻礦，這一比例逐步提高，目前已達到90 %以上。從高碳鉻鐵合金生產工藝要求來講，鉻鐵塊礦是最好的入爐爐料。但隨著鉻礦資源的匱乏，塊礦的產量越來越少，并且品位降低，價格提升。而與之對應的，采用選礦方法獲得的鉻粉礦越來越多，鉻鐵合金生產企業逐步開始使用鉻粉礦生產高碳鉻鐵等產品，有很多企業的鉻粉礦使用比例幾乎占了一半。但鉻粉礦的直接入爐會造成礦熱爐透氣性變差， 易刺火，粉塵大，工作環境惡劣等一系列工藝技術問題。因此，鉻粉礦造塊工藝技術，是解決我國鉻礦石的供求矛盾的重要出路之一。

發明內容
為了解決高碳鉻鐵生產中鉻粉礦的使用問題，本發明提供一種基于高碳鉻鐵生產工藝的鎂質粘結劑。在鉻鐵合金生產中，入爐原料中的鎂鋁比是一個關鍵的工藝指標。爐渣中的Al2O3 含量對爐渣粘度有影響，若渣中Al2O3含量過高，爐渣粘度增加，不利于排渣。但是Al2O3可以增加爐渣的電阻率，有利于電極深插，所以又要求有一定的含量；冶煉鉻鐵合金的礦熱爐爐襯大部分為鎂質爐襯，入爐的爐料中的鎂低鋁高會導致爐料侵蝕爐襯，縮短礦熱爐的壽命，因此，實際生產中要求爐料的鎂鋁比(MgO與Al2O3的質量比)應大于1。鑒于大部分鉻粉礦的鎂鋁比小于1，故首選鎂質粘結劑作為鉻粉礦冷壓球團粘結劑。—種鉻粉礦冷壓球團用的成型粘結劑，其特征在于鎂質粘結劑的成分質量百分比為 MgO 10-30%, MgCl2 10-30%, H2O 50-70%。使用時成型粘結劑中的三種成分，要分別與鉻礦粉直接混合，并混合均勻，才能起到粘結的作用，不能單獨配制成粘結劑再使用。合格的鉻粉礦冷壓球團的強度至少需要兩個要求，即常溫強度和高溫強度。常溫強度需要滿足其在較短的時間內硬化，并能滿足運輸的要求，保證球團在料場到礦熱爐的過程中不破碎或少量破碎；高溫強度是指冷壓球團在進入礦熱爐后在一定的溫度下能保持完整，要有利于爐料的透氣性。鎂水泥能在常溫下固結，可在常溫強度方面起作用。氯化鎂本身就是爐襯搗打料的粘結劑，因此能起到高溫粘結劑的作用。根據上述鉻粉礦冷壓球團所用的鎂質粘結劑，粘結劑經過水化以后將產成鎂水泥，分子式為5Mg0 · MgCl2 · 8H20或3Mg0 · MgCl2 · 8H20,最終所形成的氣硬性凝膠材料，具有一定的常溫強度。冷壓球團入爐后經高溫作用后，MgCl2的水化產物分解，生成MgO，在固化反應及MgO再結晶的作用下，具有高溫強度，能保持爐料的透氣性。水化反應方式如下MgCHH2O — Mg (OH) 25Mg (OH) 2+MgCl2+13H20 — 5Mg (OH) 2 · MgCl2 · 8H203Mg (OH) 2+MgCl2+l IH2O — 3Mg (OH) 2 · MgCl2 · 8H205Mg0+Mg2++2Cr+13H20 — 5Mg (OH) 2 · MgCl2 · 8H203Mg0+Mg2++2Cr+l IH2O — 3Mg (OH) 2 · MgCl2 · 8H203Mg2++2Cr+50r+4H20 — 5Mg (OH) 2 · MgCl2 · 8H202Mg2++Cr+30r+4H20 — 3Mg (OH) 2 · MgCl2 · 8H20其顯著的特征在于，粘結劑的選擇依據的前提是基于冶煉工藝中對鎂鋁比參數的要求，在鉻粉礦中鎂鋁比往往比較低，不利于高碳鉻鐵的生產，而本發明中的粘結劑配方， 就能對此參數修正，并且由此生產的鉻粉礦冷壓球團既具有常溫強度，同時也能滿足礦熱爐對爐料在高溫下保持透氣性的要求。


圖1為可調氣氛高溫抗壓實驗機結構圖，其中1加壓橫梁；2傳感器；3密封裝置； 4壓桿；5電熱元件；6試樣；7載樣臺；8動力裝置。圖2為鉻粉礦冷壓球團抗壓強度與溫度的關系，圖中黑色柱體的長度，表示試樣在此溫度下測試的抗壓強度的變化范圍，試樣由實驗室自制壓樣器制作。圖3為冷壓球團工藝流程圖。
具體實施例方式實施例1先將85%鉻礦粉與3% MgO和3%的工業鹵水MgCl2 —起混合均勻后再加入9% 的水，經壓球機壓制成球，輸送到皮帶堆存裝置內自然晾干，得到成品球。實施例2先將90 %鉻礦粉與2 % MgO和2. 5 %的工業鹵水MgCl2 —起混合均勻后再加入 5. 5%的水，經壓球機壓制成球，輸送到皮帶堆存裝置內自然晾干，得到成品球。實施例3先將85%鉻礦粉與2. 5% MgO和2. 5%的工業鹵水MgCl2 —起混合均勻后再加入 10%的水，經壓球機壓制成球，輸送到皮帶堆存裝置內自然晾干，得到成品球。在實驗過程中，采用自制壓樣器制樣，高溫抗壓實驗機(圖1)檢測抗壓強度隨溫度的變化情況，抗壓效果見附圖2。 在工業生產中可采用圖3所示的工藝流程進行工業化生產。
權利要求
1.一種鉻粉礦冷壓球團用的成型粘結劑，其特征在于成型粘結劑的成分質量百分比為 MgO 10-30%, MgCl2 10-30%, H2O 50-70%。
2.如權利要求1所述一種鉻粉礦冷壓球團用的成型粘結劑的使用方法，其特征在于使用時成型粘結劑中的三種成分，要分別與鉻礦粉直接混合，并混合均勻，不能單獨配制成粘結劑再使用。
全文摘要
本發明屬于鐵合金生產領域，涉及一種基于高碳鉻鐵生產工藝原料參數的鉻粉礦冷壓球團所用的粘接劑，所用的是復合型無機粘結劑。粘結劑的成分質量百分比為MgO10-30%，MgCl210-30%，H2O50-70%。使用時成型粘結劑中的三種成分，要分別與鉻礦粉直接混合，并混合均勻，不能單獨配制成粘結劑再使用。在鉻粉礦中添加鎂質粘結劑，攪拌均勻后送至強力壓球機成型。采用本發明中的粘結劑配方，能對鎂鋁比參數修正，并且由此生產的鉻粉礦冷壓球團既具有常溫強度，同時也能滿足礦熱爐對爐料在高溫下保持透氣性的要求。采用本發明粘接劑生產鉻鐵合金球團，成本低、效果好。
文檔編號C22B1/243GK102268543SQ201110253730
公開日2011年12月7日 申請日期2011年8月30日 優先權日2011年8月30日
發明者劉培驍, 李忠思, 褚少軍, 賈艷樺 申請人:北京科技大學