专利名称：一种铬粉矿冷压球团用的成型粘结剂及其使用方法
技术领域：
本发明属于铁合金生产领域，涉及一种基于高碳铬铁生产工艺原料参数的铬粉矿冷压球团所用的粘接剂，所用的是复合型无机粘结剂。
背景技术：
钢铁工业是国民经济的基础工业，铁合金生产是钢铁工业的重要组成部分。进入 21世纪，中国已成为世界钢铁工业的中心，是世界上第一个年产钢超过4亿吨的国家。钢铁生产的快速发展，不断提高了我国在世界铁合金工业领域中的地位。按年产量计算，八十年代中期占世界第四位和第三位。进入九十年代，前苏联解体后，我国铁合金产量累增跃居首位，成为世界铁合金第一生产国和出口国。铬铁是铁合金产品中的一个重要产品。按不锈钢产量占粗钢产量的1.4% (1990 年世界均水平)计算，我国粗钢产量2007年为4. 9亿吨，铬含量按13 %计算，铬铁合金中铬含量按50%计，则需铬铁合金991万吨。冶炼如此大量的铬铁合金，需要大量的铬铁矿。 对于铬铁矿资源贫乏的国家，为了满足国内钢铁工业发展的需要，我国大部分铁合金企业一直使用进口铬矿，这一比例逐步提高，目前已达到90 %以上。从高碳铬铁合金生产工艺要求来讲，铬铁块矿是最好的入炉炉料。但随着铬矿资源的匮乏，块矿的产量越来越少，并且品位降低，价格提升。而与之对应的，采用选矿方法获得的铬粉矿越来越多，铬铁合金生产企业逐步开始使用铬粉矿生产高碳铬铁等产品，有很多企业的铬粉矿使用比例几乎占了一半。但铬粉矿的直接入炉会造成矿热炉透气性变差， 易刺火，粉尘大，工作环境恶劣等一系列工艺技术问题。因此，铬粉矿造块工艺技术，是解决我国铬矿石的供求矛盾的重要出路之一。
发明内容
为了解决高碳铬铁生产中铬粉矿的使用问题，本发明提供一种基于高碳铬铁生产工艺的镁质粘结剂。在铬铁合金生产中，入炉原料中的镁铝比是一个关键的工艺指标。炉渣中的Al2O3 含量对炉渣粘度有影响，若渣中Al2O3含量过高，炉渣粘度增加，不利于排渣。但是Al2O3可以增加炉渣的电阻率，有利于电极深插，所以又要求有一定的含量；冶炼铬铁合金的矿热炉炉衬大部分为镁质炉衬，入炉的炉料中的镁低铝高会导致炉料侵蚀炉衬，缩短矿热炉的寿命，因此，实际生产中要求炉料的镁铝比(MgO与Al2O3的质量比)应大于1。鉴于大部分铬粉矿的镁铝比小于1，故首选镁质粘结剂作为铬粉矿冷压球团粘结剂。—种铬粉矿冷压球团用的成型粘结剂，其特征在于镁质粘结剂的成分质量百分比为 MgO 10-30%, MgCl2 10-30%, H2O 50-70%。使用时成型粘结剂中的三种成分，要分别与铬矿粉直接混合，并混合均勻，才能起到粘结的作用，不能单独配制成粘结剂再使用。合格的铬粉矿冷压球团的强度至少需要两个要求，即常温强度和高温强度。常温强度需要满足其在较短的时间内硬化，并能满足运输的要求，保证球团在料场到矿热炉的过程中不破碎或少量破碎；高温强度是指冷压球团在进入矿热炉后在一定的温度下能保持完整，要有利于炉料的透气性。镁水泥能在常温下固结，可在常温强度方面起作用。氯化镁本身就是炉衬捣打料的粘结剂，因此能起到高温粘结剂的作用。根据上述铬粉矿冷压球团所用的镁质粘结剂，粘结剂经过水化以后将产成镁水泥，分子式为5Mg0 · MgCl2 · 8H20或3Mg0 · MgCl2 · 8H20,最终所形成的气硬性凝胶材料，具有一定的常温强度。冷压球团入炉后经高温作用后，MgCl2的水化产物分解，生成MgO，在固化反应及MgO再结晶的作用下，具有高温强度，能保持炉料的透气性。水化反应方式如下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其显著的特征在于，粘结剂的选择依据的前提是基于冶炼工艺中对镁铝比参数的要求，在铬粉矿中镁铝比往往比较低，不利于高碳铬铁的生产，而本发明中的粘结剂配方， 就能对此参数修正，并且由此生产的铬粉矿冷压球团既具有常温强度，同时也能满足矿热炉对炉料在高温下保持透气性的要求。
图1为可调气氛高温抗压实验机结构图，其中1加压横梁；2传感器；3密封装置； 4压杆；5电热元件；6试样；7载样台；8动力装置。图2为铬粉矿冷压球团抗压强度与温度的关系，图中黑色柱体的长度，表示试样在此温度下测试的抗压强度的变化范围，试样由实验室自制压样器制作。图3为冷压球团工艺流程图。
具体实施例方式实施例1先将85%铬矿粉与3% MgO和3%的工业卤水MgCl2 —起混合均勻后再加入9% 的水，经压球机压制成球，输送到皮带堆存装置内自然晾干，得到成品球。实施例2先将90 %铬矿粉与2 % MgO和2. 5 %的工业卤水MgCl2 —起混合均勻后再加入 5. 5%的水，经压球机压制成球，输送到皮带堆存装置内自然晾干，得到成品球。实施例3先将85%铬矿粉与2. 5% MgO和2. 5%的工业卤水MgCl2 —起混合均勻后再加入 10%的水，经压球机压制成球，输送到皮带堆存装置内自然晾干，得到成品球。在实验过程中，采用自制压样器制样，高温抗压实验机(图1)检测抗压强度随温度的变化情况，抗压效果见附图2。 在工业生产中可采用图3所示的工艺流程进行工业化生产。
权利要求
1.一种铬粉矿冷压球团用的成型粘结剂，其特征在于成型粘结剂的成分质量百分比为 MgO 10-30%, MgCl2 10-30%, H2O 50-70%。
2.如权利要求1所述一种铬粉矿冷压球团用的成型粘结剂的使用方法，其特征在于使用时成型粘结剂中的三种成分，要分别与铬矿粉直接混合，并混合均勻，不能单独配制成粘结剂再使用。
全文摘要
本发明属于铁合金生产领域，涉及一种基于高碳铬铁生产工艺原料参数的铬粉矿冷压球团所用的粘接剂，所用的是复合型无机粘结剂。粘结剂的成分质量百分比为MgO10-30%，MgCl210-30%，H2O50-70%。使用时成型粘结剂中的三种成分，要分别与铬矿粉直接混合，并混合均匀，不能单独配制成粘结剂再使用。在铬粉矿中添加镁质粘结剂，搅拌均匀后送至强力压球机成型。采用本发明中的粘结剂配方，能对镁铝比参数修正，并且由此生产的铬粉矿冷压球团既具有常温强度，同时也能满足矿热炉对炉料在高温下保持透气性的要求。采用本发明粘接剂生产铬铁合金球团，成本低、效果好。
文档编号C22B1/243GK102268543SQ201110253730
公开日2011年12月7日 申请日期2011年8月30日 优先权日2011年8月30日
发明者刘培骁, 李忠思, 褚少军, 贾艳桦 申请人:北京科技大学