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球团膨润土生产与使用

球团土生产使用 一、 球团土生产: 球团土主要使用在铁粉冶炼上, 作为粘结剂使用, 其目是将散状铁粉制成可以冶炼球形状物料, 这样在铁粉制球及冶炼时, 对于作为粘结剂球团土, 就需要控制部分指标, 以满足工艺要求。 膨润土生产厂家在生产时, 根据客户指标要求, 对原矿物料进行混配, 并加入能够提高产品某些性能添加剂(主要是工业碳酸钠) , 生产出符合要求产品。 客户根据自己工艺, 一般都需要控制下述指标: (1) 蒙脱石含量即吸兰量;(2) 胶质价; (3) 膨胀容; (4) 水分; (5) 粒度; (6) 吸水率。 二、 测试项目说明: (1) 蒙脱石含量膨润土主要成份是蒙脱石, 也就是说蒙脱石多少代表着膨润土原矿有效成分高低。 现在测试手段还不能直接检测蒙脱石, 只能用其它方法间接求得蒙脱石多少。 由于蒙脱石能够吸附亚甲基兰而其它粘土矿物不能吸附亚甲基兰, 所以可以用膨润土吸附亚甲基兰多少来间接求得蒙脱石含量。 这样就需要测试膨润土吸兰量。通过研究, 吸兰量蒙脱石之间有一定关系, 最初二者之间系数是 0. 442, 随着科学技术发展, 现在确定二者之间关系系数是 2. 084。 具体使用哪个系数, 在下面客户使用时再进一步说明。

(2) 胶质价
膨胀容膨润土吸水后有一定粘度, 同时膨润土在接触一定电解质溶液时也产生一定粘度, 所以客户在处理铁粉时要求膨润土产品要有一定粘度。 (3) 水分保持膨润土产品粘度。 (4) 粒度膨润土产品粒度影响着铁粉制成球后球强度表面光洁度。 (5) 吸水率保障球强度。 三、 客户使用过程中一些说明: 客户对产品性能指标要求客户在铁粉制球过程中, 由于使用不同工艺, 所要求产品性能也不同。 (1) 蒙脱石含量一般来说, 蒙脱石含量测试只是一个程序化要求, 它对冶炼工艺 没有明显作用。 所以有客户不要求膨润土产品蒙脱石含量。 从一般人思维上来说, 使用某一物质前应了解这一物质主要成份多少, 而作为起到粘结作用膨润土, 其主要成份是蒙脱石, 而蒙脱石含量多少并不能代表生产过程中粘结力高低, 膨润土粘结力高低是由胶质价膨胀容来决定

在上世纪五六十年代, 德国铸造业在使用
膨润土时, 确定蒙脱石吸兰量换算系数为 0. 442, 即吸兰量除以 0. 442 后数值为膨润土蒙脱石量。之后随着科学技术发展, 发现 0. 442 这个系数并不能很准确地表达二者之间关系, 为此对这一系数进行了修正, 系数修正值为 2. 084, 即吸兰量乘以 2. 084 后数值为膨润土蒙脱石量, 这样才较为准确地体现了二者之间关系。 这两个系数确定, 同时也造成了蒙脱石数值差异。 例如: 吸兰量为 38. 0 时, 按 0. 442 换算蒙脱石为 85. 97%, 按 2. 084 换算蒙脱石为 79. 19%, 二者之间相差了 6. 78%。 中国很多企业都在使用德国技术进行生产, 所以要求蒙脱石这一指标也比较多, 在各行业都已确定 2. 084 为换算系数情况下, 中国各铸造企业依然在沿用 0. 442 这个系数。 所以当有客户要求蒙脱石这一指标时, 就要知道蒙脱石这一结果是由哪个系数换算。 (2) 落下次数冶炼厂家在冶炼铁精粉之前, 需要对由铁精粉制成球进行试验。 这个试验主要是考察制成球下落几次后才能破碎, 来确定生产工艺适宜性。 一般来说, 厂家要求在 0. 5m 高度下, 球下落后破碎次数在 5 次甚至是 7 次以上。

当制成
球达不到这一要求时, 说明在制球工艺中, 所加入添加剂其它如铁精粉细度达不到要求。 具体到膨润土上就是膨润土粘结力不够, 也就是说膨润土胶质价膨胀容没在达到该生产工艺所要求产品指标。 如果膨润土已达到要求, 那么就有可能是铁精粉细度不够, 或者是制球时所加入水分不是最佳水分状态。 一般来说, 在制球时膨润土加入量应控制在 1. 0-3. 0%之间, 这主要取决于膨润土粘结能力。 为了提高膨润土产品粘结力, 膨润土生产厂家普遍采用加入碱来实现其粘结性能。 随着技术提高, 厂家在使用膨润土产品时要求其粘结力性能也有所增加。 这样膨润土生产厂家不得不提高碱加入量来提高膨润土粘结能力。 这样在制成膨润土产品中, 并不是所有碱都已参膨润土性能转换, 有大部分碱没有真正参到转换中来, 而是游离在膨润土产品。

由于工业碳酸钠属于强碱, 对铁粉
冶炼有着很大负作用, 需要加入其它酸性物质来进行中并造渣, 给冶炼过程增加了额外负担, 造成生产浪费不必要不可预知困难。 所以现在厂家已经认识到了这一点, 开始控制膨润土产品粘结力。 主要是控制膨润土产品中胶质价范围。 其所要求膨润土胶质价指标在其所要求范围内就是合格产品, 否则就是不合格产品。 (3) 球光滑度厂家在制成球后, 有时也观察球表面光滑度。 有表面光滑, 有地表面粗糙, 这主要是粒度问题。 这里即有膨润土粒度问题, 也有铁精粉粒度问题, 只要解决了这两个粒度, 该问题也就解决了。 (4) 吸水率膨润土产品吸水率, 在制球上也反映了膨润土粘结性能。 吸水率高,粘结力高。 根据不同工艺条件, 不同生产厂家有不同吸水率要求。 厂家一般要求膨润土产品吸水率都是 20min 吸水率, 这是因为厂家要求在最快时间内能够充分发挥膨润土粘结作用。

(5) 爆裂温度铁粉制球后, 要对其进行冶炼。 现在
冶炼厂家在冶炼时主要是使用回转窑竖炉两种冶炼工艺。 在冶炼过程中, 由于炉内温度较高, 而冶炼过程时间较长,这就要求在冶炼过程中, 球子要具有较高爆裂温度。 回转窑一般为 300 多度, 竖炉一般为450-550 多度。 如果球子爆裂温度较低, 那么在冶炼过程中, 球子提前爆裂成碎块, 造成炉内堵塞, 空气不流通, 不利于铁粉冶炼。 所以厂家在确认爆裂温度时, 根据工艺不同,一般都确定一个转鼓指数, 也就是球子抗碎(指球子破裂) 、 抗磨指数(指球子成小碎块) :其中要求其抗碎指数要大于 85%, 抗碎指数要大于 15%。 这个性能指标膨润土品质没有直接关系, 如果有也就是膨润土粘结力问题。 (6) 耐火度耐火度指是物质从固态变为液态进而转变为软熔态时临界温度。 也就是说铁粉在由铁刚转变为铁水时还没有进行铁渣分离时温度。 这个指标膨润土质量无关。 (7) 烧失量烧失量指是物质在 1000℃高温下灼烧 1h 后物质损失量。

作为冶炼用
膨润土, 由于其各项指标较低, 在 600℃左右时就已成为死土, 再也起不到相应作用, 所以在生产使用时应该不存在烧失这一问题。 现在有厂家有烧失量这一指标, 由于没有厂家沟通上, 不知道这一指标具体特性。 (8) 抗压强度厂家在制成球后, 一般要对球进行抗压试验, 以检验球子抗压性。 不同厂家, 不同工艺有不同标准。 它单位为 kgf/个, 也就是每一个球能够承受多大千克力压力。 在试验时一般取 10-20 个球进行试验, 最后平均求得球子抗压强度值。 这个指标膨润土基本无关, 若有也是膨润土粘结力问题。 (9) 还原性能铁粉在冶炼时, 有一个还原性能指标, 也就是说在冶炼时, 由于炉内要加入白云石、 萤石、 焦炭等辅助冶炼物质, 这样在炉内就形成一定还原气氛, 厂家就需要控制这种炉内环境, 以解决冶炼后铁块中氧化亚铁问题。 这一指标膨润土质量没有 关系。
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