[发明专利]一种铬粉矿冷压球团用的成型粘结剂及其使用方法

说明书

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。

一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，并混合均匀，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5MgO·MgCl₂·8H₂O或3MgO·MgCl₂·8H₂O，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：

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