[发明专利]一种用于3D打印烧结的含铁混合料及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种用于3D打印烧结的含铁混合料及其制备方法和用途。本发明将铁矿烧结技术与3D打印成型技术相结合；通过对含铁混合料配方的优化，提升了3D打印烧结技术的可行性、适用性和推广性；利用3D打印烧结技术的精确性、同步性与统一性，可获取稳定优质的烧结成品矿。本发明提出的制备方法简易方便，利于工程化推广应用。考虑未来冶金领域智能烧结和精准烧结技术的发展，本发明的推广具有良好的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明涉及3D打印冶金烧结技术领域，具体涉及一种用于3D打印烧结的含铁混合料及其制备方法和用途。

背景技术

进入21世纪以来，3D打印技术已广泛应用于医疗、建筑和制造等领域，以经过特殊处理的原料作为3D打印机的“油墨”，通过电脑程序的精确控制，打印出不同结构和形状的构筑物。3D打印技术在高温、高压及富粉尘等恶劣环境下的施工生产具有显著的优势。全流程的电脑控制和机械化生产，实现了生产的高效性和精确性，是未来冶金行业批量烧结领域的发展趋势之一。

钢铁作为工业化进程中不可替代的结构性、功能性材料，其消耗量在相当长时间内占据金属总消耗量的95％以上，烧结过程是生产钢铁的前期主要工序之一，我国高炉入炉料以烧结矿为主，大部分烧结厂的规模效应显著，比如2018年宝钢炼铁厂、武钢炼铁厂、沙钢炼铁厂烧结矿年产量分别为1523、1983、2646万吨。现阶段烧结过程主要是将烧结混合料(含铁原料、燃料、熔剂及返矿等)配以适量的水分，经混匀及制粒后铺到烧结机的台车上，烧结料表面点火后，在下部风箱强制抽风作用下，料层内燃料自上而下燃烧并放热，混合料在高温作用下发生一系列物理、化学变化，最终固结成烧结矿。但是，由于烧结矿生产过程中存在布料不均匀、透气性差、粉料多等不足，在后续的烧结生产中容易出现粘结篦条及成品矿强度差等问题，导致生产不顺与产品不合格。而3D打印技术采用精细的电脑控制程序，可实现烧结工序的统一性、精确性；同时3D成型过程的挤压力较大，可进一步提高烧结矿的强度，增加烧结生产的稳定性。因此，有必要开发一种用于3D打印烧结的含铁混合料及其制备方法。

发明内容

本发明要解决的问题是克服现有技术的不足，提供一种用于3D打印烧结的含铁混合料及其制备方法和用途，将3D打印成型技术与铁矿烧结技术相结合，为含铁混合料的成型应用提供新的技术途径，同时含铁混合料的高细度、高弹性、高活性，以及优良的吸水保水性可满足3D打印成型技术的原料要求，并保证打印出的烧结混合料具有优异的强度和热稳定性。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案具体如下：

根据本发明的第一种实施方案，提供一种用于3D打印烧结的含铁混合料：该含铁混合料包含以下组分：铁矿石、熔剂、固体燃料、返矿、二氧化钛、五氧化二钒、三氧化钨、纤维和水。

作为优选，该含铁混合料中各组分的含量为：

铁矿石：60-130重量份，优选为70-120重量份，更优选为80-110重量份。

熔剂：0.5-18重量份，优选为1-15重量份，更优选为2-12重量份。

固体燃料：0.5-15重量份，优选为1-13重量份，更优选为1.5-11重量份。

返矿：0.8-30重量份，优选为1-25重量份，更优选为1.5-20重量份。

二氧化钛：0.01-3重量份，优选为0.03-2重量份，更优选为0.05-1.5重量份。

五氧化二钒：0.01-4重量份，优选为0.03-3重量份，更优选为0.05-2重量份。

三氧化钨：0.01-3重量份，优选为0.03-2.5重量份，更优选为0.05-2重量份。

纤维：0.01-3重量份，优选为0.03-2重量份，更优选为0.05-1.5重量份。