铬粉矿冷压球团

铬粉矿冷压球团

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。在冶炼方面，与铬块矿相比，铬粉矿容易导致矿热透气性变差，不能直接入炉，但在其他方面有更优于铬块矿的特点，比如品味高、价格低等。

铬粉矿造块是解决铬粉矿应用的一条有效途径。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、冷压造块和冷压球团法等，其中冷压球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，得到了广泛的应用。

1. 粘结剂的选择依据

   粘结剂在铬粉矿冷压成球过程中起决定性作用，总体分为两种，有机粘结剂和无机粘结剂。有机粘结剂主要有糖蜜、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高，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。

   在铬铁合金生产中，入炉原料的镁铝比是一个关键的工艺指标。炉渣中的Al₂O₃对炉渣粘度有影响，若渣中Al₂O₃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，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，入炉的炉料中的镁含量低，铝含量高会导致炉料侵蚀炉衬，缩短矿热炉的寿命。因此，在实际生产中要求炉料的镁铝比应大于1. 在此基础上，粘结剂应该首先考虑含镁粘结剂。

2. 实验设计和方法

   选择两种含镁物质和一种含碳有机质作为粘结剂，实验矿粉选取土耳其矿粉和南非矿粉，共设计了10种方案。将铬粉矿与粘结剂充分混合，使用自制压样磨具制成直径20mm，高度20mm的圆柱体，室温放置2天后进行强度检测。

3. 冷压球团抗压强度检测与分析

   使用可调气氛高温抗压试验机对试样进行常温和高温的强度检测。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，使用温度为1500℃，短期可达1600℃。设备内部结构如图1所示。

图1

               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

   试样的抗压强度检测分为常温检测和高温检测两种，温度分别为室温25℃和高温1000℃。无论是在常温条件还是高温条件下，试样都有一定的强度，常温抗压强度能达到1.457MPa，高温抗压强度能达到1.352MPa。

4. 结论

（1）使用新型含镁粘结剂加入量为5%时，冷压铬矿球团的抗压强度在常温和1000℃时分别达到1.457MPa 和 1.352MPa，从实际应用效果来看，这种强度完全能够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和高温强度。