CN105039630A - 一种含钛的高效集渣剂及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含钛的高效集渣剂及制备方法，集渣剂的化学成分包括：SiO2，Al2O3,Fe2O3，CaO，MgO，K2O，Na2O，TiO2，Cr2O3和铁，其制备方法包括原料准备，分批搅拌以及烘干装袋。本发明中所制含钛的高效集渣剂，耐高温，膨胀系数大，保证球化过程的平稳，比重符合标准，便于喷洒均匀，操作方便，除渣率高，铁水损耗控制在1kg/吨以内，经济效益较为明显。

Description

一种含钛的高效集渣剂及制备方法
技术领域
本发明属于铸铁冶金制造领域，具体涉及一种含钛的高效集渣剂及制备方法。
背景技术
球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，正是基于其优异的性能，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。在生产过程中通过球化和孕育处理得到球状石墨，有效地提高了铸铁的机械性能，同时提高了塑性和韧性，但是原料的来源中含有大量的硫，在生产中影响石墨的球化过程，直接使用扒渣耙进行扒渣，影响所得球墨铸铁的质量以外还会延长扒渣时间，造成原料浪费，目前市场上存在的集渣剂消耗量大，除渣过程复杂，需要一种高效集渣剂改变这种现状。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种含钛的高效集渣剂及制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种含钛的高效集渣剂，其化学成分的质量百分比为：SiO2：74.85-78.28%，Al2O3:8.52-12.32%,Fe2O3：0.58-0.86%，CaO：1.15-1.64%，MgO：0.44-0.86%，K2O：1.52-3.46%，Na2O：1.26-2.84%，TiO2:0.06-0.12%，Cr2O3：0.02-0.04%，余量为铁。
作为对上述方案的进一步改进，含钛的高效集渣剂的制备包括以下步骤：
（1）将各原料分别过20-40目筛；
（2）先将相应组份的Fe2O3、CaO、MgO、TiO2、Na2O、K2O和Cr2O3粉末的全部加入混料机中，然后加入SiO2和Al2O3粉末的十分之一进行第一次搅拌，搅拌30分钟后加入SiO2和Al2O3剩余粉末的五分之一进行第二次搅拌，保持20分钟，然后加入SiO2和Al2O3剩余粉末的三分之一进行第三次搅拌，15分钟后加入剩余的所有粉末原料，搅拌30分钟；
（3）将搅拌均匀的粉末放入烘干箱进行烘干，烘干温度为380-420℃，保持20分钟后，自然降温进行得到成品，分量包装即可。
作为对上述方案的进一步改进，所述集渣剂为蓝色粉末，使用时人工或使用喷洒装置均匀撒布于溶液表面，使用量为1-2kg/吨金属溶液。
作为对上述方案的进一步改进，所述集渣剂适用于球墨铸铁、铸钢、合金钢、特殊钢的熔炼铸造。
Na2O和K2O遇水有较强的活性，Cr2O3能增强其作用，同时其混合物有强烈的刺激性和腐蚀性，为了保证安全环保，在集渣剂中适当减少其使用量，用TiO2代替部分，使其耐热保温性增强，使其球化过程平稳有效。
CaO和MgO加入铁水中可以降低铁水渣的熔点，但其加入量过大会导致CaO无法分解，减少其使用量使其粘度降低，保证铁渣的流动性，从而有利于扒渣。
本发明相比现有技术具有以下优点：
（1）用TiO2代替部分活性较强的氧化物，使所得集渣剂铺展性好，耐高温，具有良好的抗热保温作用，使球化过程平稳，提高球化剂的利用率；
（2）操作方便，使用时不产生烟尘，均匀喷洒在铁水表面后，等待30秒后用去渣棒自外围向内搅动，一次即可拽出；
（3）除渣率高，不影响铁水成分，铁渣冷却后呈脆性，便于回收，铁水随铁渣扒出量控制在1kg/吨以内，减少铁水损耗。
具体实施方式
实施例1
一种含钛的高效集渣剂，其化学成分的质量百分比为：SiO2：74.90%，Al2O3:10.28%,Fe2O3：0.74%，CaO：1.46%，MgO：0.68%，K2O：2.84%，Na2O：1.68%，TiO2:0.08%，Cr2O3：0.02%，余量为铁。
实施例2
一种含钛的高效集渣剂，其化学成分的质量百分比为：SiO2：78.16%，Al2O3:8.66%,Fe2O3：0.64%，CaO：1.26%，MgO：0.48%，K2O：2.06%，Na2O：1.44%，TiO2:0.06%，Cr2O3：0.04%，余量为铁。
实施例3
一种含钛的高效集渣剂，其化学成分的质量百分比为：SiO2：76.58%，Al2O3:12.30%,Fe2O3：0.82%，CaO：1.64%，MgO：0.75%，K2O：1.52%，Na2O：2.36%，TiO2:0.12%，Cr2O3：0.03%，余量为铁。
上述实施例中含钛的高效集渣剂的制备包括以下步骤：
（1）将各原料分别过20-40目筛；
（2）先将相应组份的Fe2O3、CaO、MgO、TiO2、Na2O、K2O和Cr2O3粉末的全部加入混料机中，然后加入SiO2和Al2O3粉末的十分之一进行第一次搅拌，搅拌30分钟后加入SiO2和Al2O3剩余粉末的五分之一进行第二次搅拌，保持20分钟，然后加入SiO2和Al2O3剩余粉末的三分之一进行第三次搅拌，15分钟后加入剩余的所有粉末原料，搅拌30分钟；
（3）将搅拌均匀的粉末放入烘干箱进行烘干，烘干温度为380-420℃，保持20分钟后，自然降温进行得到成品，分量包装即可。
所制得含钛高效集渣剂物理性能如下：
物理性能 膨胀系数 莫氏硬度 比重（g/cm3） 熔化温度（℃）
实施例1 6.8 6.4 1.4 1280
实施例2 7.0 6.4 1.3 1250
实施例3 6.9 6.2 1.3 1245
表1
本发明中含钛高效集渣剂，耐高温，膨胀系数大，保证球化过程的平稳，比重符合标准，便于喷洒均匀，操作方便，除渣率高。
增加一组与实施例中相同条件铸造工艺为对照组，对照组中添加市场上不含钛的普通集渣剂，与实施例中成分对比如下：
化学成分 本发明含量 都百特集渣剂含量
氧化硅SiO2 74.85-78.28% 68-74%
氧化铁Fe2O3 0.58-0.86% 0.5-3.6%
氧化铝Al2O3 8.52-12.32% 12-16%
氧化钙CaO 1.15-1.64% 0.7-1.0%
氧化镁MgO 0.44-0.86% 0.3%
氧化钾K2O 1.52-3.46% 2-3%
氧化钠Na2O 1.26-2.84% 4-5%
氧化钛TiO2 0.06-0.12% 0
氧化铬Cr2O3 0.02-0.04% 0
铁Fe 余量 余量
表2
分别检测对照组和实施例中各组加入相应集渣剂后的相应参数，得出下表：
项目 实施例1 实施例2 实施例3 对照组
渣量（kg） 436.18 449.56 454.28 745.42
渣中铁损（kg） 45.65 48.37 53.41 89.65
吨铁铁损（kg/吨） 0.72 0.80 0.85 1.48
表3
从表3参数可以看出，渣量比使用一般除渣剂明显降低，铁损由均量1.48kg/吨降到1kg/吨铁以下，相应的可以减少扒渣次数，节约扒渣时间，改善入炉铁水的质量，其中实施例1中TiO2含量适中，除渣效果也最为突出。
实施例4
以实施例1为基础，除去氧化钛TiO2，具体组成成分如下：SiO2：74.90%，Al2O3:10.28%,Fe2O3：0.74%，CaO：1.46%，MgO：0.68%，K2O：2.84%，Na2O：1.68%，Cr2O3：0.02%，余量为铁。
实施例5
以实施例1为基础，除去氧化铬Cr2O3，具体组成成分如下：SiO2：74.90%，Al2O3:10.28%,Fe2O3：0.74%，CaO：1.46%，MgO：0.68%，K2O：2.84%，Na2O：1.68%，TiO2:0.08%，余量为铁。
实施例6
以实施例1为基础，除去氧化钛TiO2和氧化铬Cr2O3，具体组成成分如下：SiO2：74.90%，Al2O3:10.28%,Fe2O3：0.74%，CaO：1.46%，MgO：0.68%，K2O：2.84%，Na2O：1.68%，余量为铁。
将实施例1和实施例4-6中制得集渣剂使用在相同重量的铁水中进行除渣，使用量及其他操作步骤皆相同，检测除渣后渣量及铁损，得出以下表格：
项目 实施例1 实施例4 实施例5 实施例6
渣量（kg） 436.18 469.56 484.28 515.47
渣中铁损（kg） 45.65 90.37 88.41 97.48
吨铁铁损（kg/吨） 0.72 1.72 1.42 2.37
表4
从表4中数据可以得出，本发明中氧化钛TiO2对渣量和铁损影响较大，氧化钛TiO2和氧化铬Cr2O3配合使用在集渣剂中时，除渣效果较为明显，因此在具体实施中应当加入适当质量的氧化钛和氧化铬提高除渣率。

Claims (4)

1.一种含钛的高效集渣剂，其特征在于,其化学成分的质量百分比为：SiO2：74.85-78.28%，Al2O3:8.52-12.32%,Fe2O3：0.58-0.86%，CaO：1.15-1.64%，MgO：0.44-0.86%，K2O：1.52-3.46%，Na2O：1.26-2.84%，TiO2:0.06-0.12%，Cr2O3：0.02-0.04%，余量为铁。
2.如权利要求1所述一种含钛的高效集渣剂，其特征在于，所述集渣剂为蓝色粉末，使用时人工或使用喷洒装置均匀撒布于溶液表面，使用量为1-2kg/吨金属溶液。
3.如权利要求1所述一种含钛的高效集渣剂，其特征在于，所述集渣剂适用于球墨铸铁、铸钢、合金钢、特殊钢的熔炼铸造。
4.如权利要求1所述一种含钛的高效集渣剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将各原料分别过20-40目筛；
（2）先将相应组份的Fe2O3、CaO、MgO、TiO2、Na2O、K2O和Cr2O3粉末的全部加入混料机中，然后加入SiO2和Al2O3粉末的十分之一进行第一次搅拌，搅拌30分钟后加入SiO2和Al2O3剩余粉末的五分之一进行第二次搅拌，保持20分钟，然后加入SiO2和Al2O3剩余粉末的三分之一进行第三次搅拌，15分钟后加入剩余的所有粉末原料，搅拌30分钟；
（3）将搅拌均匀的粉末放入烘干箱进行烘干，烘干温度为380-420℃，保持20分钟后，自然降温进行得到成品，分量包装即可。
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