[发明专利]一种用于3D打印造球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打印造球的含铁混合料及其制备方法和用途。本发明将铁矿球团造球技术与3D打印成型技术相结合；通过对造球用含铁混合料配方的优化，提升了3D打印造球技术的可行性、适用性和推广性；利用3D打印造球技术的精确性、同步性与统一性，可获取稳定优质的球团成品矿。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球团和精准造球技术的发展，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打印造球技术，具体涉及一种用于3D打印造球的含铁混合料及其制备方法和用途；属于3D打印冶金造球技术领域。

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造粒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，球团制备是生产钢铁的前期主要工序之一，我国2018年球团产量已达1.4亿吨左右，在国民经济中占有重要的地位。大部分球团厂的规模效应显著，比如2018年湛江钢铁厂、包头钢铁厂、首钢京唐钢铁厂球团年产量分别为443、406、354万吨。但是，由于球团制备过程中存在粒度不均匀、强度差、粉料多等不足，在后续的回转窑焙烧中容易出现结圈及成品球强度差等问题，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，可实现造球工序的统一性、精确性；同时3D成型过程的挤压力大于造球圆盘的作用应力，可进一步提高生球的强度，增加球团生产的稳定性。因此，有必要开发一种用于3D打印造球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打印造球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造球技术相结合，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，并保证打印出的生球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打印造球的含铁混合料，该含铁混合料包含以下组分：铁精矿、粘结剂、二氧化钛、五氧化二钒、纤维和水。

作为优选，该含铁混合料中各组分的含量为：

铁精矿：70-150重量份，优选为80-140重量份，更优选为90-120重量份。

粘结剂：0.1-10重量份，优选为0.3-8重量份，更优选为0.5-5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重量份。

五氧化二钒：0.01-3重量份，优选为0.03-2重量份，更优选为0.05-1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重量份。

水：1-40重量份，优选为2-30重量份，更优选为3-20重量份。

作为优选，所述铁精矿选自赤铁矿、磁铁矿、镜铁矿、褐铁矿、菱铁矿中的一种或多种。优选为赤铁矿和/或磁铁矿。作为优选，铁精矿的粒径为其粒径为0-0.5mm，优选为0.01-0.2mm，更优选为0.05-0.1mm。

作为优选，所述粘结剂为膨润土、水玻璃、消石灰、腐殖酸钠、有机复合粘结剂中的一种或多种。