[發明專利]一種鉻粉礦冷壓球團用的成型粘結劑及其使用方法

無效

• 申請號: 201110253730.9
• 申請日: 2011-08-30
• 公開（公告）號: CN102268543A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: 劉培驍;褚少軍;賈艷樺;李忠思
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C22B1/243
• 分類號: C22B1/243
• 代理公司: 北京東方匯眾知識產權代理事務所(普通合伙) 11296
• 代理人: 劉淑芬

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。

一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5MgO·MgCl₂·8H₂O或3MgO·MgCl₂·8H₂O，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：

MgO+H₂O→Mg(OH)₂

5Mg(OH)₂+MgCl₂+13H₂O→5Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O

3Mg(OH)₂+MgCl₂+11H₂O→3Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O