[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于3D打印造球的含鐵混合料及其制備方法和用途

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010097956.3
• 申請(qǐng)日: 2020-02-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112143884B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙強(qiáng);魏進(jìn)超;楊本濤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中冶長(zhǎng)天國(guó)際工程有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): C22B1/242
• 分類(lèi)號(hào): C22B1/242;B33Y70/10;B33Y40/00;B33Y80/00
• 代理公司: 北京卓恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 徐樓;卜婷

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于3D打印造球的含鐵混合料及其制備方法和用途。本發(fā)明將鐵礦球團(tuán)造球技術(shù)與3D打印成型技術(shù)相結(jié)合；通過(guò)對(duì)造球用含鐵混合料配方的優(yōu)化，提升了3D打印造球技術(shù)的可行性、適用性和推廣性；利用3D打印造球技術(shù)的精確性、同步性與統(tǒng)一性，可獲取穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)的球團(tuán)成品礦。本發(fā)明提出的制備方法簡(jiǎn)易方便，利于工程化推廣應(yīng)用。考慮未來(lái)冶金領(lǐng)域智能球團(tuán)和精準(zhǔn)造球技術(shù)的發(fā)展，本發(fā)明的推廣具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及3D打印造球技術(shù)，具體涉及一種用于3D打印造球的含鐵混合料及其制備方法和用途；屬于3D打印冶金造球技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，3D打印技術(shù)已廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、建筑和制造等領(lǐng)域，以經(jīng)過(guò)特殊處理的原料作為3D打印機(jī)的“油墨”，通過(guò)電腦程序的精確控制，打印出不同結(jié)構(gòu)和形狀的構(gòu)筑物。3D打印技術(shù)在高溫、高壓及富粉塵等惡劣環(huán)境下的施工生產(chǎn)具有顯著的優(yōu)勢(shì)。全流程的電腦控制和機(jī)械化生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的高效性和精確性，是未來(lái)冶金行業(yè)批量造粒領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)之一。

鋼鐵作為工業(yè)化進(jìn)程中不可替代的結(jié)構(gòu)性、功能性材料，其消耗量在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)占據(jù)金屬總消耗量的95％以上，球團(tuán)制備是生產(chǎn)鋼鐵的前期主要工序之一，我國(guó)2018年球團(tuán)產(chǎn)量已達(dá)1.4億噸左右，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。大部分球團(tuán)廠的規(guī)模效應(yīng)顯著，比如2018年湛江鋼鐵廠、包頭鋼鐵廠、首鋼京唐鋼鐵廠球團(tuán)年產(chǎn)量分別為443、406、354萬(wàn)噸。但是，由于球團(tuán)制備過(guò)程中存在粒度不均勻、強(qiáng)度差、粉料多等不足，在后續(xù)的回轉(zhuǎn)窯焙燒中容易出現(xiàn)結(jié)圈及成品球強(qiáng)度差等問(wèn)題，導(dǎo)致生產(chǎn)不順與產(chǎn)品不合格。

而3D打印技術(shù)采用精細(xì)的電腦控制程序，可實(shí)現(xiàn)造球工序的統(tǒng)一性、精確性；同時(shí)3D成型過(guò)程的擠壓力大于造球圓盤(pán)的作用應(yīng)力，可進(jìn)一步提高生球的強(qiáng)度，增加球團(tuán)生產(chǎn)的穩(wěn)定性。因此，有必要開(kāi)發(fā)一種用于3D打印造球的含鐵混合料及其制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于3D打印造球的含鐵混合料及其制備方法和用途，將3D打印成型技術(shù)與鐵礦造球技術(shù)相結(jié)合，為含鐵混合料的成型應(yīng)用提供新的技術(shù)途徑，同時(shí)含鐵混合料的高細(xì)度、高彈性、高活性，以及優(yōu)良的吸水保水性可滿(mǎn)足3D打印成型技術(shù)的原料要求，并保證打印出的生球具有優(yōu)異的強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案具體如下：

根據(jù)本發(fā)明的第一種實(shí)施方案，提供一種用于3D打印造球的含鐵混合料，該含鐵混合料包含以下組分：鐵精礦、粘結(jié)劑、二氧化鈦、五氧化二釩、纖維和水。

作為優(yōu)選，該含鐵混合料中各組分的含量為：

鐵精礦：70-150重量份，優(yōu)選為80-140重量份，更優(yōu)選為90-120重量份。

粘結(jié)劑：0.1-10重量份，優(yōu)選為0.3-8重量份，更優(yōu)選為0.5-5重量份。

二氧化鈦：0.01-3重量份，優(yōu)選為0.03-2重量份，更優(yōu)選為0.05-1重量份。

五氧化二釩：0.01-3重量份，優(yōu)選為0.03-2重量份，更優(yōu)選為0.05-1重量份。

纖維：0.01-3重量份，優(yōu)選為0.03-2重量份，更優(yōu)選為0.05-1重量份。

水：1-40重量份，優(yōu)選為2-30重量份，更優(yōu)選為3-20重量份。

作為優(yōu)選，所述鐵精礦選自赤鐵礦、磁鐵礦、鏡鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦中的一種或多種。優(yōu)選為赤鐵礦和/或磁鐵礦。作為優(yōu)選，鐵精礦的粒徑為其粒徑為0-0.5mm，優(yōu)選為0.01-0.2mm，更優(yōu)選為0.05-0.1mm。

作為優(yōu)選，所述粘結(jié)劑為膨潤(rùn)土、水玻璃、消石灰、腐殖酸鈉、有機(jī)復(fù)合粘結(jié)劑中的一種或多種。