本发明涉及铁皮球领域，且特别涉及一种铁皮球用粘接剂、铁皮球及其制备方法。
背景技术：
铁皮球为转炉提钒的主要冷却剂，其生产成本直接影响提钒效益。受生铁价格的上涨以及采购困难等因素影响，提钒转炉为降低成本，已成功实现取消生铁，全采用自产铁皮球作冷却剂。而目前，铁皮球生产成本高，因此，如何降低铁皮球的生产成本，提高提钒效益成了亟需解决的问题。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种铁皮球用粘接剂，该铁皮球用粘接剂成分配比合理，具有较佳的粘结性能且成本低。本发明的第二目的在于提供一种铁皮球，该铁皮球成本低，成球强度较佳且干燥周期较短。本发明的第三目的在于提供一种上述铁皮球的制备方法，该方法简单，易操作，利于铁皮球的规模化生产。本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：本发明提出一种铁皮球用粘接剂，按重量份数计，其原料包括0.5-1重量份的聚阴离子纤维素、8-12重量份的膨润土、1-1.5重量份的轻烧镁粉、2-3重量份的氯化镁以及1.5-4重量份的纯碱。较佳地，粘接剂包括0.6-0.8重量份的聚阴离子纤维素、9-11重量份的膨润土、1.2-1.4重量份的轻烧镁粉、2.2-2.8重量份的氯化镁以及2-3重量份的纯碱。更佳地，粘接剂包括0.7重量份的聚阴离子纤维素、10重量份的膨润土、1.3重量份的轻烧镁粉、2.5重量份的氯化镁以及2.5重量份的纯碱。本发明还提出一种铁皮球，按重量份数计，该铁皮球的原料包括重量比为(80：20)-(90：10)的主料以及上述铁皮球用粘接剂，主料包括三氧化二铁、钒钛精矿以及除尘灰。优选地，主料与铁皮球用粘接剂的重量比为(82：18)-(85：15)。更优选地，主料与铁皮球用粘接剂的重量比为84：16。本发明还提出一种铁皮球的制备方法，包括以下步骤：将铁皮球用粘接剂制成浆料，混合三氧化二铁、钒钛精矿以及除尘灰，得混料，将浆料分为第一浆料和第二浆料，混合混料与第一浆料，得第一物料，混合第一物料与第二浆料，陈化，然后压制，造球，烘烤。本发明较佳实施例提供的铁皮球用粘接剂、铁皮球及其制备方法的有益效果包括：本发明较佳实施例提供的铁皮球用粘接剂成分配比合理，具有较佳的粘结性能且成本低。铁皮球成本低，成球强度较佳且干燥周期较短。所提供的制备方法简单，易操作，利于铁皮球的规模化生产。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本发明实施例的铁皮球用粘接剂、铁皮球及其制备方法进行具体说明。本发明实施例所提供的铁皮球用粘接剂，按重量份数计，其原料包括0.5-1重量份的聚阴离子纤维素、8-12重量份的膨润土、1-1.5重量份的轻烧镁粉、2-3重量份的氯化镁以及1.5-4重量份的纯碱。在一些优选的实施方式中，铁皮球用粘接剂的原料包括0.6-0.8重量份的聚阴离子纤维素、9-11重量份的膨润土、1.2-1.4重量份的轻烧镁粉、2.2-2.8重量份的氯化镁以及2-3重量份的纯碱。在一些更优选的实施方式中，铁皮球用粘接剂的原料包括0.7重量份的聚阴离子纤维素、10重量份的膨润土、1.3重量份的轻烧镁粉、2.5重量份的氯化镁以及2.5重量份的纯碱。其中，聚阴离子纤维素是由天然纤维素经化学改性而制得的水溶性纤维素醚类衍生物，将其作为本申请方案中粘接剂的原料之一，主要起到提高粘接性能的作用，其次，该聚阴离子纤维素还有利于调节整个粘接剂原料体系的稳定性以及分散性。膨润土成本较低，能改善物料的成球性能。将膨润土作为铁皮球用粘接剂的原料之一，可提高铁皮球的抗压性能并使铁皮球的落下强度较高，成品球物理冶金性能好。但膨润土的主要成分为含硅铝的矿物，其添加过量会降低铁皮球的铁品位，因此，本申请方案粘接剂中的膨润土的含量不宜超过12重量份。轻烧镁粉作为铁皮球用粘接剂的成分之一，一方面能够配合粘接剂中的其它成分起到提高粘接剂粘度的作用，另一方面还能够提高转炉提钒过程中的冷却效率。氯化镁作为铁皮球用粘接剂的成分之一，在与水混合后，形成酸性氯化镁水溶液，加之与轻烧镁粉配合，可迅速形成水化物，析出主要由5mgo-mgcl2-8h2o所组成的稳定的相。值得说明的是，按本申请方案提供的氯化镁与轻烧镁粉的配比，其形成的5mgo-mgcl2-8h2o对应的相具有交错复杂的致密性，从而进一步提高粘接剂的强度和硬度。纯碱在本申请方案中主要用于代替部分聚阴离子纤维素，从而降低聚阴离子纤维素的用量，在较大程度上降低粘接剂的成本。值得说明的是，按照本申请方案提供的纯碱与聚阴离子纤维素的配比，其制备所得的铁皮球用粘接剂所具有的强度与较用同等量的聚阴离子纤维素制备所得的铁皮球用粘接剂所具有的强度大大提高，且生产成本得以大大降低，具体的，由110-120元/吨降低至60-80元/吨。此外，本发明实施例还提供了一种铁皮球。在一些实施方式中，上述铁皮球的原料包括重量比为(80：20)-(90：10)的主料以及上述铁皮球用粘接剂。其中，主料包括三氧化二铁、钒钛精矿以及除尘灰。在一些优选的实施方式中，主料与铁皮球用粘接剂的重量比例如可以为(82：18)-(85：15)。在一些更优选的实施方式中，主料与铁皮球用粘接剂的重量比例如可以为84：16。上述配比下，铁皮球能够较佳的成球强度，成球率较高，生产成本较低。在一些实施方式中，主料中，三氧化二铁、钒钛精矿与除尘灰的重量比依次可以为6-8：1-2：0.5-1，以确保铁皮球主体能够具有较为优良的成球强度，在此基础上，再通过粘接剂的配合，以进一步提高其成球强度。此外，本发明实施例还提供了一种上述铁皮球的制备方法，例如可以包括以下步骤：将铁皮球用粘接剂制成浆料，混合三氧化二铁、钒钛精矿以及除尘灰，得混料，将浆料分为第一浆料和第二浆料，混合混料与第一浆料，得第一物料，混合第一物料与第二浆料，陈化，然后压制，造球，烘烤。先将粘接剂制成浆料，以使氯化镁和轻烧镁粉先进行稳定的混合，形成5mgo-mgcl2-8h2o所组成的稳定的相。将所得的浆料分为第一浆料与第二浆料，二者浆料的重量比例如可以为8-10：2-3，可使混料先与大部分的浆料(第一浆料)先混合，使混料中的各成分得以较均匀的分散于第一浆料中，并使5mgo-mgcl2-8h2o所组成的稳定的相与混料形成平衡稳定状态。在此基础上，再与第二浆料混合，可使第二浆料中5mgo-mgcl2-8h2o所组成的稳定的相在第一物料的体系中形成加强相，进一步提高物料的强度和稳定性。陈化可以于相对湿度为65-70％的条件下静置8-10h。在此条件下，各物料之间的反应更加完全，物料体系更加稳定，性能达到较佳水平。烘烤可包括第一次加热和第二次加热，第一次加热是于200-300℃的条件下干燥成型5-6h，第二次加热是于300-400℃的条件下干燥成型4-5h。经两次烘烤，能去除铁皮球中过多的水分，提高其机械性能。两次烘烤温度不同且逐渐升高，可使各物料之间的结合程度更加紧密，使铁皮球的机械性能在质上得以明显提高。在一些实施方式中，第一次加热和第二次加热过程中还包括降温处理，降温处理是以5-10℃/min的速率将第一次加热后的温度降低至20-40℃。经过该降温过程，能够在第一次加热后，使铁皮球组织更加紧实，结合更加致密。以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。实施例1本实施例提供一种铁皮球用粘接剂，其原料含有0.5重量份的聚阴离子纤维素、8重量份的膨润土、1重量份的轻烧镁粉、2重量份的氯化镁以及1.5重量份的纯碱。实施例2本实施例与实施例1的区别在于：原料含有1重量份的聚阴离子纤维素、12重量份的膨润土、1.5重量份的轻烧镁粉、3重量份的氯化镁以及4重量份的纯碱。实施例3本实施例与实施例1的区别在于：原料含有0.6重量份的聚阴离子纤维素、9重量份的膨润土、1.2重量份的轻烧镁粉、2.2重量份的氯化镁以及2重量份的纯碱。实施例4本实施例与实施例1的区别在于：原料含有0.8重量份的聚阴离子纤维素、11重量份的膨润土、1.4重量份的轻烧镁粉、2.8重量份的氯化镁以及3重量份的纯碱。实施例5本实施例与实施例1的区别在于：原料含有0.7重量份的聚阴离子纤维素、10重量份的膨润土、1.3重量份的轻烧镁粉、2.5重量份的氯化镁以及2.5重量份的纯碱。实施例6本实施例提供一种铁皮球，其原料包括重量比为80：20的主料以及铁皮球用粘接剂。其中，主料含有重量比依次可以为6：1：0.5的三氧化二铁、钒钛精矿及除尘灰。铁皮球用粘接剂可采用实施例1-5任一实施例提供的铁皮球用粘接剂。实施例7本实施例与实施例6的区别在于：原料包括重量比为90：10的主料以及铁皮球用粘接剂。其中，主料含有重量比依次可以为8：2：1的三氧化二铁、钒钛精矿及除尘灰。铁皮球用粘接剂可采用实施例1-5任一实施例提供的铁皮球用粘接剂。实施例8本实施例与实施例6的区别在于：原料包括重量比为82：18的主料以及铁皮球用粘接剂。其中，主料含有重量比依次可以为6.5：1.8：0.6的三氧化二铁、钒钛精矿及除尘灰。铁皮球用粘接剂可采用实施例1-5任一实施例提供的铁皮球用粘接剂。实施例9本实施例与实施例6的区别在于：原料包括重量比为85：15的主料以及铁皮球用粘接剂。其中，主料含有重量比依次可以为7.5：1.2：0.8的三氧化二铁、钒钛精矿及除尘灰。铁皮球用粘接剂可采用实施例1-5任一实施例提供的铁皮球用粘接剂。实施例10本实施例与实施例6的区别在于：原料包括重量比为84：16的主料以及铁皮球用粘接剂。其中，主料含有重量比依次可以为7：1.5：0.8的三氧化二铁、钒钛精矿及除尘灰。铁皮球用粘接剂可采用实施例1-5任一实施例提供的铁皮球用粘接剂。实施例11本实施例提供一种铁皮球的制备方法，铁皮球的原料可参照实施例6-10中的任意实施例。将铁皮球用粘接剂制成浆料，混合三氧化二铁、钒钛精矿以及除尘灰，得混料。将上述浆料分为重量比为8：2的第一浆料和第二浆料，混合混料与第一浆料，得第一物料。混合第一物料与第二浆料。于相对湿度为65％的条件下静置10h，然后压制，造球。于200℃的条件下干燥成型6h，以5℃/min的速率降温至20℃，然后再于300℃的条件下干燥成型5h，得铁皮球。实施例12本实施例提供的铁皮球的制备方法与实施例11的区别在于：将铁皮球用粘接剂制成浆料，混合三氧化二铁、钒钛精矿以及除尘灰，得混料。将上述浆料分为重量比为10：3的第一浆料和第二浆料，混合混料与第一浆料，得第一物料。混合第一物料与第二浆料。于相对湿度为70％的条件下静置8h，然后压制，造球。于300℃的条件下干燥成型5h，以10℃/min的速率降温至40℃，然后再于400℃的条件下干燥成型4h，得铁皮球。实施例13本实施例提供的铁皮球的制备方法与实施例11的区别在于：将铁皮球用粘接剂制成浆料，混合三氧化二铁、钒钛精矿以及除尘灰，得混料。将上述浆料分为重量比为8.5：2.5的第一浆料和第二浆料，混合混料与第一浆料，得第一物料。混合第一物料与第二浆料。于相对湿度为68％的条件下静置8.5h，然后压制，造球。于240℃的条件下干燥成型5.4h，以6℃/min的速率降温至25℃，然后再于320℃的条件下干燥成型4.8h，得铁皮球。实施例14本实施例提供的铁皮球的制备方法与实施例11的区别在于：将铁皮球用粘接剂制成浆料，混合三氧化二铁、钒钛精矿以及除尘灰，得混料。将上述浆料分为重量比为9.5：2.5的第一浆料和第二浆料，混合混料与第一浆料，得第一物料。混合第一物料与第二浆料。于相对湿度为65％的条件下静置9.5h，然后压制，造球。于280℃的条件下干燥成型5.8h，以8℃/min的速率降温至35℃，然后再于380℃的条件下干燥成型4.2h，得铁皮球。试验例1重复实施例11-14，得到足够多的铁皮球。按照实施例14所提供的制备方法，设置不同的试验组1-5，试验组1-5中铁皮球的主料均相同(参照实施例10)，铁皮球用粘接剂分别采用实施例1-5所提供的铁皮球用粘接剂。同时设置对照组，对照组的铁皮球用粘接剂中不含纯碱，纯碱含量由聚阴离子纤维素补充。对比试验组1-5以及对照组的铁皮球的抗压强度，其结果如表1所示。表1抗压强度(n/个)由表1可以看出，试验组1-5提供的铁皮球较对照组的铁皮球的抗压强度明显更高，说明本发明实施例方案将纯碱代替部分聚阴离子纤维素，能够有效提高铁皮球的抗压强度。对比试验组1-5可以看出，试验组5所得的铁皮球抗压强度最佳，说明该实施例5所提供的铁皮球用粘接剂更适于得到抗压强度更佳的铁皮球。此外，分别按实施例11-13的制备方法，以制备方法和铁皮球的主料为定量，以铁皮球用粘接剂采用实施例1-5所提供的铁皮球用粘接剂为变量，按照上述方法测定试验组及对应的对照组所得的铁皮球的抗压强度，其结果同样显示试验组1-5提供的铁皮球较对照组的铁皮球的抗压强度明显更高，且试验组5所得的铁皮球抗压强度最佳。试验例2按照实施例14所提供的制备方法，设置不同的试验组6-10，试验组6-10中铁皮球用粘接剂均相同(参照实施例5)，铁皮球的主料分别采用实施例6-10所提供的主料。对比试验组6-10所得的铁皮球的抗压强度，其结果如表2所示。表2抗压强度(n/个)试验组6试验组7试验组8试验组9试验组10抗压强度28052894292030773268由表2可以看出，试验组10所得的铁皮球抗压强度较试验组6-9均明显更佳，说明该实施例10所提供的铁皮球的主料更适于得到抗压强度更佳的铁皮球。此外，分别按实施例11-13的制备方法，以制备方法和铁皮球用粘接剂为定量，以铁皮球的主料采用实施例6-10所提供的主料为变量，按照上述方法测定试验组所得的铁皮球的抗压强度，其结果同样显示试验组10所得的铁皮球抗压强度较试验组6-9均明显更佳。试验例3按照实施例5中铁皮球用粘接剂以及实施例10中的铁皮球的主料，设置不同的试验组11-14分别采用实施例11-14所提供的制备方法，同时设置对比组，对比组在制备过程中的第一次加热和第二次加热过程中无降温处理。对比试验组11-14以及对比组的铁皮球的抗压强度，其结果如表3所示。表3抗压强度(n/个)试验组11试验组12试验组13试验组14对比组抗压强度29372996311332682402由表3可以看出，试验组11-14提供的铁皮球较对比组的铁皮球的抗压强度明显更高，说明本发明实施例方案在第一次加热和第二次加热过程中进行降温处理，能够有效提高铁皮球的抗压强度。对比试验组11-14可以看出，试验组14所得的铁皮球抗压强度最佳，说明该实施例14所提供的制备条件更适于得到抗压强度更佳的铁皮球。综上所述，本发明实施例提供的铁皮球用粘接剂成分配比合理，具有较佳的粘结性能且成本低。铁皮球成本低，成球强度较佳且干燥周期较短。所提供的制备方法简单，易操作，利于铁皮球的规模化生产。以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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，都属于本发明保护的范围。当前第1页12