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铬粉矿粉压球机在冶炼中的主导地位

发布时间:2018-05-07 08:42| 浏览: |来源: 新火彩票平台

   目前,冶炼铬铁合金的主要原料是铬块矿和铬粉矿。由于在冶炼过程中对炉料透气性的要求,通常铬块矿更适合冶炼。但随  着当代铬铁合金工业对资源的大量需求,适合直接入炉的铬块矿越来越少,价格也越来越高。与此同时,随着铬矿开采量的加大和原矿品位的降低,铬  粉矿的产出量越来越高。目前,铬粉矿的市场占有率已经达到了50%。在冶炼方面,与铬块矿相比,铬粉矿容易导致矿热炉透气性变差,不能直接入炉,  但在其他方面有更优于铬块矿的特点,比如品位高、价格低等。
       铬粉矿粉压球机进行冷压球是解决铬粉矿应用的1条有效途径。由于铬粉矿中Cr2O3的熔点高,一般不采用烧结工艺普遍使用的球团工艺。加工方式有预热与还原法(SRC法)、冷压造块和冷压球团法等,其中冷压球机团法又以其工艺流程合理、加工设备简便、能源消耗少及投资省、成本低等优点,得到了广泛应用。本文介绍以1种基于冶炼工艺选择粘结剂的冷压球团方法,重点研究了粘接剂的合理配比、冷压球团强度和粘结剂效果的微观分析。
      粘接剂在铬粉矿冷压成球过程中起决定性作用。在国内20多年的铬粉矿造球研究中,科研工作者试验了多  种粘接剂,总体分为有机粘接剂和无机粘结剂2种。有机粘接剂主要有糖蜜、沥青、腐植酸、羧甲基纤维、水溶性树脂等;无机粘结剂主要有水泥、  水玻璃、膨润土、石灰等。通过大量的实验,发现在通常情况下,无机粘结剂价格便宜,但常温或中低温强度较差;有机粘结剂价格比较昂贵,常温下  粘结效果较好,但在较高温度下有机物分解导致球团强度急剧降低;因此在选择粘结剂方面,综合考虑到成本控制和成球效果因素,本文应以无机粘结  剂为主,有机粘结剂为辅或不用的粘结剂方案。
   在铬铁合金生产中,入炉原料的镁铝比是1个关键的工艺指标。炉渣中的w(Al2O3)对炉渣黏度有影响,若渣中w(Al2O3)过高,炉渣  黏度增加,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,故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(w(MgO)与w(Al2O3)比)应大于1。鉴于此,在  考虑粘结剂的时候,首先考虑含镁粘结剂。
    目前国内较为常用的铬块矿和铬粉矿的化学成分表。从中可以看出块矿的品位普遍不高,在常用的5种块矿中阿曼和南非  的品位还不到40%,其余3种块矿品位最高也不过45%,并且镁铝比也比较低。相比之下,3种常用的粉矿品位明显比较高,最低的南非矿也在40%以上,为  41.33%,最高的印尼矿粉,品位达到了52.55%,但其镁铝比比较低。鉴于铬粉矿在品位上的优势,冷压球团后依然要保持其品位优势,因此,配加粘结剂  后,粉矿的品位要保持在40%以上。经过计算,对应3种铬粉矿南非、印尼和土耳其的粘结剂的最大配入量分别是3.32%、31.38%和17.2%。考虑到南非  精矿粉其镁铝比仅为0.61,因此作为入炉炉料必须要与天然块矿或其他粉矿混合在矿粉压球机中制成冷压球团。
  使用可调气氛高温抗压试验机对试样进行常温、高温强度检测。该设备可在还原性、中性或氧化性气氛下连续测量10个试样,最高使  用温度为1500e,短期可达1600e。试样的抗压强度检测分为常温检测和高温检测2种,温度分别为室温25e和高温1000e。可以看出,无论是在常温条件  还是高温条件下,试样1~10都具有一定的强度,常温抗压强度能达到1.457MPa,高温抗压强度能达到1.352MPa。但试样1~4波动幅度比较大,试样5~10  波动幅度相对较小。
   为了对粘结剂的作用机理进一步研究,使用了JSM-6480LV型扫描电镜对经过1000e高温焙烧的10个样品进行微观检测,扫描内容  为试样横截面处的矿粉颗粒和颗粒间物质。对试样3的2个颗粒做能谱分析,发现主要元素基本相同,并都含有铬元素和铁元素,因此确定这2个颗粒为  铬铁颗粒,不可能为粘结剂,然后对两颗粒之间的物质进一步做能谱分析。从试样3中颗粒间物质放大图中选取3个点做能谱分析,发现这3个点的成分  铬粉矿颗粒的成分基本相同,说明粘结剂在颗粒间的作用不大。通过对试样7的能谱分析和元素质量扫瞄发现,矿粉颗粒间物质的元素组成与矿粉颗  粒相差不大,但矿粉颗粒之间发现了Ca元素的抗压强度检测结果,试样5-8的抗压强度明显优于其他几组试样,并且数值比较稳定。在能谱扫描出现的  元素中,Ca元素或Na元素形成的化合物的熔点是比较低的,由此可以推测试样5-8在焙烧的过程中形成了低熔点的Ca或Na的化合物,起到了粘结铬粉矿  颗粒的作用,而达到提高高温抗压强度的目的。
   在配料组成方面,试样1-4是单一矿种,为土耳其粉矿;试样5-8是混合矿,为土耳其粉矿与印尼粉矿的组合。由于不同的矿粉的级  配存在差异,因此,混合矿的粒度组成可能会对矿粉的冷压性能带来影响。从混合矿粉与单一矿粉冷压球的扫描电镜图可以看出,试样7和试样8的致  密度明显低于试样2和试样3。这说明不同级配的矿粉混合可以起到调整冷压球团的致密性,达到提高常温、高温强度的目的。
6结论
1)使用新型含镁粘结剂加入量为5%时,矿粉压球机的冷压铬矿球团抗压强度在常温和1000e时分别达到1.457MPa和1.352MPa,从实际应用效果来看,此  强度完全能满足人造块矿直接入炉冶炼的需要。
2)在铬粉矿颗粒之间可形成含Ca或Na的低熔点化合物,可达到提高冷压球团强度的作用。
3)不同级配的铬粉矿搭配使用,能显著改善冷压球的致密度,进而提高冷压球团的常温、高温强度.


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