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鉻粉礦粉壓球機在冶煉中的主導地位

發布時間:2018-05-07 08:42| 瀏覽: |來源: 新聞中心

   目前,冶煉鉻鐵合金的主要原料是鉻塊礦和鉻粉礦。由于在冶煉過程中對爐料透氣性的要求,通常鉻塊礦更適合冶煉。但隨  著當代鉻鐵合金工業對資源的大量需求,適合直接入爐的鉻塊礦越來越少,價格也越來越高。與此同時,隨著鉻礦開采量的加大和原礦品位的降低,鉻  粉礦的產出量越來越高。目前,鉻粉礦的市場占有率已經達到了50%。在冶煉方面,與鉻塊礦相比,鉻粉礦容易導致礦熱爐透氣性變差,不能直接入爐,  但在其他方面有更優于鉻塊礦的特點,比如品位高、價格低等。
       鉻粉礦粉壓球機進行冷壓球是解決鉻粉礦應用的1條有效途徑。由于鉻粉礦中Cr2O3的熔點高,一般不采用燒結工藝普遍使用的球團工藝。加工方式有預熱與還原法(SRC法)、冷壓造塊和冷壓球團法等,其中冷壓球機團法又以其工藝流程合理、加工設備簡便、能源消耗少及投資省、成本低等優點,得到了廣泛應用。本文介紹以1種基于冶煉工藝選擇粘結劑的冷壓球團方法,重點研究了粘接劑的合理配比、冷壓球團強度和粘結劑效果的微觀分析。
      粘接劑在鉻粉礦冷壓成球過程中起決定性作用。在國內20多年的鉻粉礦造球研究中,科研工作者試驗了多  種粘接劑,總體分為有機粘接劑和無機粘結劑2種。有機粘接劑主要有糖蜜、瀝青、腐植酸、羧甲基纖維、水溶性樹脂等;無機粘結劑主要有水泥、  水玻璃、膨潤土、石灰等。通過大量的實驗,發現在通常情況下,無機粘結劑價格便宜,但常溫或中低溫強度較差;有機粘結劑價格比較昂貴,常溫下  粘結效果較好,但在較高溫度下有機物分解導致球團強度急劇降低;因此在選擇粘結劑方面,綜合考慮到成本控制和成球效果因素,本文應以無機粘結  劑為主,有機粘結劑為輔或不用的粘結劑方案。
   在鉻鐵合金生產中,入爐原料的鎂鋁比是1個關鍵的工藝指標。爐渣中的w(Al2O3)對爐渣黏度有影響,若渣中w(Al2O3)過高,爐渣  黏度增加,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,故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(w(MgO)與w(Al2O3)比)應大于1。鑒于此,在  考慮粘結劑的時候,首先考慮含鎂粘結劑。
    目前國內較為常用的鉻塊礦和鉻粉礦的化學成分表。從中可以看出塊礦的品位普遍不高,在常用的5種塊礦中阿曼和南非  的品位還不到40%,其余3種塊礦品位最高也不過45%,并且鎂鋁比也比較低。相比之下,3種常用的粉礦品位明顯比較高,最低的南非礦也在40%以上,為  41.33%,最高的印尼礦粉,品位達到了52.55%,但其鎂鋁比比較低。鑒于鉻粉礦在品位上的優勢,冷壓球團后依然要保持其品位優勢,因此,配加粘結劑  后,粉礦的品位要保持在40%以上。經過計算,對應3種鉻粉礦南非、印尼和土耳其的粘結劑的最大配入量分別是3.32%、31.38%和17.2%。考慮到南非  精礦粉其鎂鋁比僅為0.61,因此作為入爐爐料必須要與天然塊礦或其他粉礦混合在礦粉壓球機中制成冷壓球團。
  使用可調氣氛高溫抗壓試驗機對試樣進行常溫、高溫強度檢測。該設備可在還原性、中性或氧化性氣氛下連續測量10個試樣,最高使  用溫度為1500e,短期可達1600e。試樣的抗壓強度檢測分為常溫檢測和高溫檢測2種,溫度分別為室溫25e和高溫1000e。可以看出,無論是在常溫條件  還是高溫條件下,試樣1~10都具有一定的強度,常溫抗壓強度能達到1.457MPa,高溫抗壓強度能達到1.352MPa。但試樣1~4波動幅度比較大,試樣5~10  波動幅度相對較小。
   為了對粘結劑的作用機理進一步研究,使用了JSM-6480LV型掃描電鏡對經過1000e高溫焙燒的10個樣品進行微觀檢測,掃描內容  為試樣橫截面處的礦粉顆粒和顆粒間物質。對試樣3的2個顆粒做能譜分析,發現主要元素基本相同,并都含有鉻元素和鐵元素,因此確定這2個顆粒為  鉻鐵顆粒,不可能為粘結劑,然后對兩顆粒之間的物質進一步做能譜分析。從試樣3中顆粒間物質放大圖中選取3個點做能譜分析,發現這3個點的成分  鉻粉礦顆粒的成分基本相同,說明粘結劑在顆粒間的作用不大。通過對試樣7的能譜分析和元素質量掃瞄發現,礦粉顆粒間物質的元素組成與礦粉顆  粒相差不大,但礦粉顆粒之間發現了Ca元素的抗壓強度檢測結果,試樣5-8的抗壓強度明顯優于其他幾組試樣,并且數值比較穩定。在能譜掃描出現的  元素中,Ca元素或Na元素形成的化合物的熔點是比較低的,由此可以推測試樣5-8在焙燒的過程中形成了低熔點的Ca或Na的化合物,起到了粘結鉻粉礦  顆粒的作用,而達到提高高溫抗壓強度的目的。
   在配料組成方面,試樣1-4是單一礦種,為土耳其粉礦;試樣5-8是混合礦,為土耳其粉礦與印尼粉礦的組合。由于不同的礦粉的級  配存在差異,因此,混合礦的粒度組成可能會對礦粉的冷壓性能帶來影響。從混合礦粉與單一礦粉冷壓球的掃描電鏡圖可以看出,試樣7和試樣8的致  密度明顯低于試樣2和試樣3。這說明不同級配的礦粉混合可以起到調整冷壓球團的致密性,達到提高常溫、高溫強度的目的。
6結論
1)使用新型含鎂粘結劑加入量為5%時,礦粉壓球機的冷壓鉻礦球團抗壓強度在常溫和1000e時分別達到1.457MPa和1.352MPa,從實際應用效果來看,此  強度完全能滿足人造塊礦直接入爐冶煉的需要。
2)在鉻粉礦顆粒之間可形成含Ca或Na的低熔點化合物,可達到提高冷壓球團強度的作用。
3)不同級配的鉻粉礦搭配使用,能顯著改善冷壓球的致密度,進而提高冷壓球團的常溫、高溫強度.

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