CN117403061A - 冷固球团快速固结用粘结剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钢铁冶金技术领域,提出了一种冷固球团快速固结用粘结剂,原料包括以下重量份的组分:骨胶4‑5份、水性聚氨酯乳液6‑15份、氯化钠3‑5份、氯化镁3‑5份、氢氧化钠1‑2份、氯化钙3‑5份、木质素3‑5份、焦磷酸钠14‑18份、促凝剂0.4‑0.8份;所述促凝剂包括海藻酸钠和/或山梨醇。通过上述技术方案,解决了现有技术中冷固球团抗压强度较低、易粉化的问题。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶金技术领域,具体的,涉及冷固球团快速固结用粘结剂。
背景技术
冷固球团是在铁矿粉中加入适当的粘结剂经造球后制成的小球或团块,其可直接用于高炉炼铁或电炉炼钢。冷固球团生产法因具有工艺设备简单、能耗低、投资少及建设周期短等优势深受市场青睐。但目前冷固球团仍存在强度低、易粉化等缺点。造成这些缺点的主要原因在于粘结剂。
目前,冷固球团粘结剂可分为无机粘结剂和有机粘结剂。无机粘结剂主要有硅藻土、膨润土及氯化镁等,使用无机粘结剂制备的冷固球团固结时间长,抗压强度偏低,不能规模生产。有机粘结剂主要有糖浆、沥青及高粘重油等,使用有机粘结剂制备的冷固球团的机械强度较低,易粉化,热稳定性能较差。现有的无机粘结剂和有机粘结剂已不能满足冷固球团的生产需求。因此,亟需研发一种能够满足使用需求的冷固球团快速固结用粘结剂。
发明内容
本发明提出了冷固球团快速固结用粘结剂,解决了相关技术中冷固球团抗压强度较低、易粉化的问题。
本发明的技术方案如下:
本发明提出一种冷固球团快速固结用粘结剂,原料包括以下重量份的组分:骨胶4-5份、水性聚氨酯乳液6-15份、氯化钠3-5份、氯化镁3-5份、氢氧化钠1-2份、氯化钙3-5份、木质素3-5份、焦磷酸钠14-18份、促凝剂0.4-0.8份;
所述促凝剂包括海藻酸钠和/或山梨醇。
作为进一步的技术方案,当所述促凝剂包括海藻酸钠和山梨醇时,所述海藻酸钠和山梨醇的质量比为1:1。
作为进一步的技术方案,所述骨胶与水性聚氨酯乳液的质量比为1:2-3。
作为进一步的技术方案,所述骨胶与水性聚氨酯乳液的质量比为1:2.5。
本发明还提出冷固球团快速固结用粘结剂的制备方法,包括以下步骤:
S1、将骨胶和水性聚氨酯乳液加入水中,加热混合至均匀,加入促凝剂,混合均匀,得到混合乳液;
S2、将氯化钠、氯化镁、氢氧化钠、氯化钙、木质素、焦磷酸钠加入所述混合乳液中,混合均匀,得到冷固球团快速固结用粘结剂。
作为进一步的技术方案,步骤S1中,所述加热混合时,温度为65-75℃。
本发明还提出冷固球团快速固结用粘结剂在生产冷固球团中的应用。
作为进一步的技术方案,包括以下步骤:
将冷固球团快速固结用粘结剂加热后,加入铁矿粉,混合均匀,压制,得到冷固球团。
作为进一步的技术方案,所述加热时,温度为65-75℃。
作为进一步的技术方案,所述冷固球团快速固结用粘结剂与铁矿粉的质量比为2-4:100。
本发明的工作原理及有益效果为:
1、本发明中,通过骨胶和水性聚氨酯乳液复配使用,提高了粘结剂的粘结强度和韧性,使冷固球团具有良好的粘弹性,增强了冷固球团的抗压强度,并且使冷固球团不易粉化。焦磷酸钠的加入,一方面可促使铁矿粉中的铁元素形成结桥,增强冷固球团的抗压强度,另一方面可与铁矿粉中的钙镁元素作用,避免因钙镁元素发生消解反应而产生膨胀应力,使冷固球团不易粉化,提高了转鼓指数。原料中的促凝剂既可增加粘结剂的稠度,又可以润湿铁矿粉物料表面,促使球团初期成型,提高球团的抗压强度。此外,氯化镁、氢氧化钠、氯化钙、木质素的加入,可提高粘结剂的速干性,促使球团初期成型,提高球团的抗压强度。
2、本发明中,当促凝剂由质量比为1:1的海藻酸钠和山梨醇组成时,可进一步增强冷固球团的抗压强度。
3、本发明中,当骨胶与水性聚氨酯乳液的质量比为1:2-3时,粘结剂具有更为良好的粘结强度和韧性,从而进一步增强了冷固球团的抗压强度、提高了转鼓指数。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都涉及本发明保护的范围。
下述实施例和对比例中,如无特殊说明,骨胶为牛骨胶,水性聚氨酯乳液的型号为FS-1551,木质素的货号为L195713。
实施例1
冷固球团快速固结用粘结剂,其制备方法,包括以下步骤:
S1、将4份骨胶和6份水性聚氨酯乳液加入2份水中,65℃下加热混合至均匀,加入0.4份海藻酸钠,混合均匀,得到混合乳液;
S2、将3份氯化钠、3份氯化镁、1份氢氧化钠、3份氯化钙、3份木质素、14份焦磷酸钠加入混合乳液中,混合均匀,得到冷固球团快速固结用粘结剂。
实施例2
冷固球团快速固结用粘结剂,其制备方法,包括以下步骤:
S1、将4份骨胶和6份水性聚氨酯乳液加入2份水中,65℃下加热混合至均匀,加入0.4份山梨醇,混合均匀,得到混合乳液;
S2、将3份氯化钠、3份氯化镁、1份氢氧化钠、3份氯化钙、3份木质素、14份焦磷酸钠加入混合乳液中,混合均匀,得到冷固球团快速固结用粘结剂。
实施例3
冷固球团快速固结用粘结剂,其制备方法,包括以下步骤:
S1、将4份骨胶和6份水性聚氨酯乳液加入2份水中,65℃下加热混合至均匀,加入0.3份海藻酸钠和0.1份山梨醇,混合均匀,得到混合乳液;
S2、将3份氯化钠、3份氯化镁、1份氢氧化钠、3份氯化钙、3份木质素、14份焦磷酸钠加入混合乳液中,混合均匀,得到冷固球团快速固结用粘结剂。
实施例4
冷固球团快速固结用粘结剂,其制备方法,包括以下步骤:
S1、将4份骨胶和6份水性聚氨酯乳液加入2份水中,65℃下加热混合至均匀,加入0.1份海藻酸钠和0.3份山梨醇,混合均匀,得到混合乳液;
S2、将3份氯化钠、3份氯化镁、1份氢氧化钠、3份氯化钙、3份木质素、14份焦磷酸钠加入混合乳液中,混合均匀,得到冷固球团快速固结用粘结剂。
实施例5
冷固球团快速固结用粘结剂,其制备方法,包括以下步骤:
S1、将4份骨胶和6份水性聚氨酯乳液加入2份水中,65℃下加热混合至均匀,加入0.2份海藻酸钠和0.2份山梨醇,混合均匀,得到混合乳液;
S2、将3份氯化钠、3份氯化镁、1份氢氧化钠、3份氯化钙、3份木质素、14份焦磷酸钠加入混合乳液中,混合均匀,得到冷固球团快速固结用粘结剂。
实施例6
冷固球团快速固结用粘结剂,其制备方法,包括以下步骤:
S1、将4份骨胶和8份水性聚氨酯乳液加入2.4份水中,65℃下加热混合至均匀,加入0.2份海藻酸钠和0.2份山梨醇,混合均匀,得到混合乳液;
S2、将3份氯化钠、3份氯化镁、1份氢氧化钠、3份氯化钙、3份木质素、14份焦磷酸钠加入混合乳液中,混合均匀,得到冷固球团快速固结用粘结剂。
实施例7
冷固球团快速固结用粘结剂,其制备方法,包括以下步骤:
S1、将4份骨胶和10份水性聚氨酯乳液加入2.8份水中,65℃下加热混合至均匀,加入0.2份海藻酸钠和0.2份山梨醇,混合均匀,得到混合乳液;
S2、将3份氯化钠、3份氯化镁、1份氢氧化钠、3份氯化钙、3份木质素、14份焦磷酸钠加入混合乳液中,混合均匀,得到冷固球团快速固结用粘结剂。
实施例8
冷固球团快速固结用粘结剂,其制备方法,包括以下步骤:
S1、将4份骨胶和12份水性聚氨酯乳液加入3.2份水中,65℃下加热混合至均匀,加入0.2份海藻酸钠和0.2份山梨醇,混合均匀,得到混合乳液;
S2、将3份氯化钠、3份氯化镁、1份氢氧化钠、3份氯化钙、3份木质素、14份焦磷酸钠加入混合乳液中,混合均匀,得到冷固球团快速固结用粘结剂。
实施例9
冷固球团快速固结用粘结剂,其制备方法,包括以下步骤:
S1、将4份骨胶和15份水性聚氨酯乳液加入3.8份水中,65℃下加热混合至均匀,加入0.2份海藻酸钠和0.2份山梨醇,混合均匀,得到混合乳液;
S2、将3份氯化钠、3份氯化镁、1份氢氧化钠、3份氯化钙、3份木质素、14份焦磷酸钠加入混合乳液中,混合均匀,得到冷固球团快速固结用粘结剂。
实施例10
冷固球团快速固结用粘结剂,其制备方法,包括以下步骤:
S1、将5份骨胶和15份水性聚氨酯乳液加入4份水中,75℃下加热混合至均匀,加入0.4份海藻酸钠和0.4份山梨醇,混合均匀,得到混合乳液;
S2、将5份氯化钠、5份氯化镁、2份氢氧化钠、5份氯化钙、5份木质素、18份焦磷酸钠加入混合乳液中,混合均匀,得到冷固球团快速固结用粘结剂。
对比例1
本对比例与实施例1的区别仅在于,本对比例步骤S1中未加入骨胶,水性聚氨酯乳液的重量份数为10份。
对比例2
本对比例与实施例1的区别仅在于,本对比例步骤S1中未加入海藻酸钠。
对比例3
本对比例与实施例1的区别仅在于,本对比例步骤S2中未加入焦磷酸钠。
利用实施例1-10和对比例1-3制备得到的冷固球团快速固结用粘结剂生产冷固球团,具体工艺步骤为:将冷固球团快速固结用粘结剂于70℃下加热10min后,加入铁矿粉,混合均匀,经球压机压制成球后,得到冷固球团。其中,冷固球团快速固结用粘结剂与铁矿粉的质量比为3:100。
对冷固球团进行如下性能检测:
①抗压强度:根据GB/T 14201-2018《高炉和直接还原用铁球团矿 抗压强度的测定》测试抗压强度,各组别冷固球团的抗压强度为各组别所有球团测量值的算术平均值;
②转鼓指数(RDI+6.3):根据GB/T 13242-2017《铁矿石 低温粉化试验 静态还原后使用冷转鼓的方法》测试转鼓指数(RDI+6.3)。
测试结果如下表1所示。
表1冷固球团性能检测结果
由表中数据可知,本发明制备的粘结剂可有效提高冷固球团的抗压强度,提高转鼓指数,可以满足工业使用需求。实施例1和对比例1对比表明,通过骨胶和水性聚氨酯乳液复配使用,可增强冷固球团的抗压强度。实施例1和对比例2对比表明,促凝剂的加入,有利于提高球团的抗压强度。实施例1与对比例3对比表明,焦磷酸钠的加入,可提高冷固球团的强度,并使球团不易粉化,提高了冷固球团的转鼓指数。
实施例1-2和实施例3-5对比表明,当促凝剂中包括海藻酸钠和山梨醇时,冷固球团具有更高的抗压强度。实施例5与实施例3-4对比表明,海藻酸钠和山梨醇的最佳质量比为1:1。实施例7和实施例5-6、实施例8-9对比表明,当骨胶与水性聚氨酯乳液的质量比为1:2-3时,冷固球团具有更高的抗压强度和更高的转鼓指数,且骨胶与水性聚氨酯乳液的最佳质量比为1:2.5。
以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种冷固球团快速固结用粘结剂,其特征在于,原料包括以下重量份的组分:骨胶4-5份、水性聚氨酯乳液6-15份、氯化钠3-5份、氯化镁3-5份、氢氧化钠1-2份、氯化钙3-5份、木质素3-5份、焦磷酸钠14-18份、促凝剂0.4-0.8份;
所述促凝剂包括海藻酸钠和/或山梨醇。
2.根据权利要求1所述的冷固球团快速固结用粘结剂,其特征在于,当所述促凝剂包括海藻酸钠和山梨醇时,所述海藻酸钠和山梨醇的质量比为1:1。
3.根据权利要求1所述的冷固球团快速固结用粘结剂,其特征在于,所述骨胶与水性聚氨酯乳液的质量比为1:2-3。
4.根据权利要求3所述的冷固球团快速固结用粘结剂,其特征在于,所述骨胶与水性聚氨酯乳液的质量比为1:2.5。
5.一种如权利要求1-4任意一项所述的冷固球团快速固结用粘结剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、将骨胶和水性聚氨酯乳液加入水中,加热混合至均匀,加入促凝剂,混合均匀,得到混合乳液;
S2、将氯化钠、氯化镁、氢氧化钠、氯化钙、木质素、焦磷酸钠加入所述混合乳液中,混合均匀,得到冷固球团快速固结用粘结剂。
6.根据权利要求5所述的冷固球团快速固结用粘结剂的制备方法,其特征在于,步骤S1中,所述加热混合时,温度为65-75℃。
7.根据权利要求1-4任意一项所述的冷固球团快速固结用粘结剂或根据权利要求5-6任意一项所述制备方法得到的冷固球团快速固结用粘结剂在生产冷固球团中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,包括以下步骤:
将冷固球团快速固结用粘结剂加热后,加入铁矿粉,混合均匀,压制,得到冷固球团。
9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,所述加热时,温度为65-75℃。
10.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,所述冷固球团快速固结用粘结剂与铁矿粉的质量比为2-4:100。
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