[发明专利]一种冷压球团自烘干的方法

说明书

本发明公开了一种自发热粘结剂及使用其制备自烘干冷压球团的方法，属于冶金冷压球团领域，方法包括混合原料和冷压成团。本发明能够充分发挥自发热的原理，迅速挥发水分，搅拌20min就有蒸汽抑出，迅速压制成球挥发水分，固相或液相很快固结，强度增加。湿球抗压3min后强度达到250N以上，20min后强度达到1100N以上，8h干球抗压强度可达2000N以上，2m高自由落下试验可达15次以上，完全达到冶金冷压球团强度的要求，并可以降低生产成本，简化球团制备工艺。自发热升温最高可达到70℃、时间480min，且强度和水分各项指标达到钢厂工业生产要求。

技术领域

本发明属于冶金冷压球团领域，具体涉及一种自发热粘结剂及使用其制备自烘干冷压球团的方法。

背景技术

在合金冶金行业中，实施环保循环经济，而对冶炼、成品加工过程中产生的含铁除尘灰、废料进行综合利用，特别是合金破碎产生的粉子，生产冷压球团用于冶炼和成品外销，是非常重要的一项增效手段。目前我厂硅锰粉球团常用的粘结剂有硅酸钠水溶液（水玻璃）和有机高分子聚合物类等等。但在压球制压的过程中，球团脱水较慢，固相或液相不能很快固结，湿球在倒运和运输过程中粉碎较多，粉子率急剧上升。同时，为保持冷固结成型时球团的过程强度，最终强度都依赖增加粘结剂来维持，所以它对粘结剂质和量的要求很高。而硅锰粉球团必须进行烘干，以达到钢厂的水分量的要求。常规的冷压球是通过烘干和晾晒两种方式，这两种方式各有利弊。烘干球团的方法：产量高，加工周期短，球团强度好，筛分率低，只是烘干球团的设备以及能源消耗，间接增加了球团的加工成本；自然晾晒的方法：生产周期受到天气影响，在一些雨雪天，低温天气，球团水分挥发的慢，导致生产周期受限制，也影响球体强度的增长，倒运过程二次产生粉子量较大，成球率较低，水分不稳定一般内水≥1%，达不到钢厂的水分量的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种自发热粘结剂及使用其制备自烘干冷压球团的方法，以解决现有技术冷压球团干燥耗能高、干燥慢、影响球团强度、成球率较低且水分含量不稳定的问题。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种冷压球团自烘干的方法，包括以下步骤：

步骤一、混合原料：

按照质量百分比将95.8-96.8%的硅锰粉、1.2-1.8%的水玻璃、1-1.2%的增粘剂和1-1.2%的单质硅混合均匀，湿润物料至湿度为8-11%后搅拌15-20min；

步骤二、冷压成团：

将步骤一得到的混合原料在成型压力≥40MPa的压力下冷压后自发热烘干。

优选的混合原料质量百分比为96.2%硅锰粉、1.8%水玻璃、1%增粘剂和1%单质硅。

本发明的反应原理为：

自发热烘干原理：硅酸钠俗称泡花碱，是一种水溶性硅酸盐，其水溶液俗称水玻璃，在合金粉压球时作为粘合剂使用，硅酸钠是强碱弱酸盐，水溶液呈碱性。该单质硅为一种加工厂产生的尘（泥），具有一定金属性，与水反应生成硅酸和氢气，但是反应程度几乎为零，与水玻璃混合后，在碱性条件下可以促使反应向右进行，从而起到发热脱水作用，反应如下：

（1）水玻璃（硅酸钠）为强碱弱酸盐，解后生成NaOH：

Na₂SiO₃+3H₂O↔H₄SiO₄+2NaOH

（2）单质硅在碱性条件下可以发生氧化还原反应，且该反应为放热反应：

Si+2NaOH+4H₂O↔Na₂SiO₃+2H₂↑+3H₂O